Biotecnología

DEFINICIÓN: La Biotecnología es la aplicación de una gran variedad de técnicas científicas  que modifican organismos vivos ( animales , plantas,..) o sus derivados para usos específicos.




TIPOS:
·        BIOTECNOLOGÍA TRADICIONAL: Es aquella que realizaba el hombre sin comprender muy bien el como  desde hace 4000 años .Consiste en la utilización de organismos vivos para la obtención de un bien o servicio útil para el hombre. Los ejemplos mas conocidos son la elaboración de queso, la elaboración del yogurt.


·        BIOTECNOLOGÍA MODERNA: Surge en los años 80 y utiliza técnicas denominadas en su conjunto ingeniería genética , para modificar y transferir genes de un organismo a otro. EL ejemplo mas conocido es la duplicación del gen de la insulina.

HISTORIA DE LA BIOTECNOLOGÍA:

·        PERIODO UNO: Corresponde con un largo periodo de tiempo antes de la aparición de Pasteur y consiste en la selección de plantas, animales y sus cruces y la  practica de la fermentación como proceso para preservar y enriqueces de contenido proteínico los alimentos.

·        PERIODO DOS: Corresponde con descubrimiento de los microorganismos que realizan la fermentación, gracias a Pasteur y con el descubrimiento de las enzimas.

·        PERIODO TRES: Corresponde con el desarrollo de la industria petrolífera y con el descubrimiento de PENICILINA (Fleming), la cual sentaría las bases para la producción a gran escala de antibióticos.

·        PERIODO CUATRO: Corresponde con la biotecnología actual. Se inicia tras el descubrimiento de la doble estructura axial del ácido desoxirribonucleico.

MICROORGANISMOS UTILIZADOS EN LA BIOTECNOLOGÍA: Se utilizan principalmente bacterias, mohos y levaduras por la simple y llana razón de que son de manejo fácil, su cultivo es muy económico y no son patógenos, es decir, no provocan ningún daño.

APLICACIONES DE LA BIOTECNOLOGÍA Y CLASIFICACIÓN:

Las aplicaciones de la Biotecnología son cuatro:

1. BIOTECNOLOGÍA ROJA: Es aquella que se aplica a la medicina.
2. BIOTECNOLOGÍA BLANCA: Es aquella que se aplica a los procesos industriales.
3. BIOTECNOLOGÍA VERDE: Es aquella que se aplica a los procesos agrícolas.
4. BIOTECNOLOGÍA  AZUL: Es aquella que se aplica a los procesos marinos.

RIESGOS:

Principalmente hay dos riesgos para la salud:

1. Existen riesgos al trasferir toxinas de una forma de vida a otra, de crear nuevas toxinas o de transferir compuestos alérgicos de una especie a otra. 
2. También existe la posibilidad de que las bacterias y virus se escapen de los laboratorios e infecten a la población humana o animal.

ALIMENTOS TRANSGÉNICOS: Son aquellos que fueron producidos a partir de un organismo modificado genéticamente mediante ingeniería genética. Es decir, son los alimentos obtenidos de un organismo al cual le han incorporado genes de otro para producir las características deseadas.

• LEVADURAS:Son hongos microscopios que son sumamente importantes por su capacidad para realizar la descomposición de diferentes organismos mediante la Fermentación. Se reproducen por germinación o fisión binaria, que es una formas de reproducción asexual de las bacterias .Se encuentran fácilmente en la naturaleza, sobretodo en el suelo y en las plantas Hay dos tipos
  ·        Química: Es un  producto químico que permite dar esponjosidad a una masa debido a su capacidad de expulsar CO2
  ·        Biológicas: Es un producto químico que al igual que la química da esponjosidad a una masa , lo único que las diferencia es que la biológica es mas lenta que la química
  
  
  La levadura tiene diversas utilidades pero la principal es para la cocina. Ejemplos; la fermentación del vino, la realización del pan,..

• FERMENTACIÓN:Es un proceso catabólico anaeróbico de oxidación de los nutrientes dando como producto un compuesto orgánico. Este producto es el que caracteriza los diferentes tipos de fermentaciones posibles.
  
  
  GLUCOSA + 2ATP→2 ETANOL + 2CO2 + 2ATP + 2H2O
  
  
  

  Pueden producirse 3 tipos de fermentación:

  1)      La fermentación láctica (queso, yogurt)

  2)      Fermentación alcohólica (vino, cerveza, alcohol, cigarrillos, chocolate, pan y otros)

  3)      Fermentación acética (vinagre).

  
  
  La fermentación microbiana es el uso de microorganismos para generar un producto de consumo o utilización humano, sea o no alterado genéticamente. Anteriormente las bacterias eran utilizadas para la producción de vino y antibióticos. Además de estos productos actualmente se producen: bebidas alcohólicas,  comidas y aditivos de comida, vitaminas, vacunas, etc.
  
  
  La utilización de la biotecnología en la fermentación empezó en el 1973 con el gen del African clawed toad que fue insertado en la bacteria de Escerichia coli; este fue el primer experimento de ingeniería genética y con él  comenzó la era de la tecnología de DNA recombinante.  El primer medicamento generado mediante la utilización de estas dos técnicas fue una forma de insulina.
  
  
  Es el método más aplicado en la biotecnología. Por la ventaja de la utilización bacterias y levaduras que crecen en un medio de bajo coste, ofrecen una alta expresión de los niveles de la proteína que deseamos obtener. También estos microorganismos pueden resistir fuertes tratamientos en comparación con las células animales. Sin embargo, existen ciertas limitaciones en la utilización de bacterias para procesos industriales ya que no llevan a cabo procesos post-translacionales (Glicosilación) y muchas veces estos organismos liberan endotoxinas junto con la proteína de interés o muchas veces forman cuerpos de inclusión lo que dificulta la tarea de recolectar el producto.
  
  

• ENZIMAS:  Las enzimas son una clase especial de proteínas que aceleran la velocidad de las reacciones químicas que ocurren en una célula. Por esto se las conoce como “catalizadores biológicos”.  Las enzimas ayudan en procesos esenciales tales como la digestión de los alimentos, el metabolismo,  la coagulación de la sangre y la contracción muscular. El modo de acción es específico ya que cada tipo de enzima actúa sobre un tipo particular de reacción y sobre un sustrato específico. 
  
  
  
  
  
  
  Para realizar su función, una enzima reconoce una molécula específica, llamada sustrato. Cada enzima une a su sustrato específico en el sitio activo y provoca en él un cambio químico, por el cual se obtiene un producto. El cambio implica la formación o rotura de un enlace covalente. La enzima que participa en la reacción no sufre modificaciones, y puede volver a actuar sobre otro sustrato del mismo tipo. En ausencia de las enzimas, las reacciones bioquímicas serían extremadamente lentas y la vida no sería posible. Las enzimas pueden aumentar la velocidad de las reacciones en un millón de veces. 
  
  
  
  
  
  
  
  
  Los estudios de laboratorio muestran, que al igual que todas las proteínas, las enzimas son muy sensibles a los cambios de temperatura y acidez. Las enzimas funcionan correctamente dentro un limitado rango de temperatura y pH. En condiciones de temperatura elevada o pH alto (por encima de las condiciones óptimas para su funcionamiento), se rompen las uniones débiles y se desarma la  estructura tridimensional de la proteína (se desnaturaliza) y pierde su capacidad para actuar como enzima.  
  Cada tipo de enzima funciona óptimamente a una determinada temperatura; si la temperatura del medio en el que está la enzima se aleja de la óptima, la enzima disminuye su actividad.