MATERIA: Biología - 4to año –

¿Qué es la Biotecnología?
De forma muy simple podemos definirla como el uso que hace la tecnología de las
propiedades de los seres vivos con fines prácticos e industriales. Hay que recordar
que tecnología se define como el conjunto de conocimientos, técnicas y procesos
que se utilizan para el diseño y fabricación de objetos que sirven a la mejora de las
condiciones de vida de las personas. Se utiliza conocimientos de las propiedades
de los seres vivos para beneficio del hombre. La biotecnología se define como
cualquier técnica aplicada que utiliza sistemas biológicos y organismos vivos o sus
derivados, para la creación o modificación de productos o procesos para usos
específicos. Como tal, la biotecnología ha existido desde que el hombre por
primera vez utilizó la fermentación para preparar pan, queso y bebidas alcohólicas,
sin entender como existían los procesos y sin saber de la existencia de
microorganismos, los utilizaban para su beneficio.

La Biotecnología tradicional: Se define la biotecnología tradicional como el uso de

organismos para realizar una tarea o función dentro de un proceso industrial o
artesanal. Para la producción de cerveza, vino, queso y yogurt se utilizan bacterias
o levaduras, con el fin de transformar un producto natural como la leche o el jugo
de uvas en un producto de fermentación diferente como el yogurt o el vino.
También se utilizan los microorganismos para descomponer residuos orgánicos
aumentando la fertilidad del suelo, en la producción de vacunas para prevención
de enfermedades, de ellos se extraen antibióticos.
Alexander Fleming, descubrió el Hongo (Penicillium) del cual se extrae la penicilina,
también se utilizan para el tratamiento de aguas residuales, que son las aguas que
están contaminadas con desechos orgánicos humanos o animales y que no son
aptas para consumo. (Biorremediación).
La biotecnología enzimática se basa en la utilización de enzimas que sintetizan los
microorganismos para la producción industrial. Las enzimas son biocatalizadores,
proteínas que hacen posibles los procesos de degradación de sustancias, la
transformación de una sustancia en otra o la fabricación de un compuesto a partir
de varios más pequeños. Hoy en día las enzimas forman parte de todos los
procesos industriales. Por ejemplo, mientras lavamos la ropa no nos damos cuenta
que las enzimas están haciendo el trabajo sucio por nosotros. Efectivamente, el
detergente en polvo tiene enzimas que remueven selectivamente las manchas de
nuestra ropa. Entre estas enzimas encontramos a las lipasas, proteínas que
degradan a las grasas, y que son útiles para disolver manchas de aceite, manteca
o lápiz de labios. Por su parte, las proteasas remueven las manchas proteicas,
como las de sangre y huevo, las amilasas degradan las manchas que contienen
almidón y las celulosas que remueven manchas de tierra o vegetales. Estas
enzimas vienen siendo usadas en la fabricación de jabón en polvo desde hace más
de 40 años, con el objetivo de reemplazar a los compuestos químicos, minimizar el
uso del agua y el consumo de energía, ya que antes las manchas sólo podían ser
removidas con blanqueadores y altas temperaturas. Las enzimas que se usan
actualmente son producidas por bacterias y hongos, los cuales se reproducen en
grandes tanques, llamados fermentadores, al mismo tiempo que fabrican grandes
cantidades de enzimas.

La Biotecnología moderna

La biotecnología moderna comienza su desarrollo acelerado a partir de la segunda

mitad del siglo XX. Ésta no se podría entender ni haber desarrollado sin el
descubrimiento en 1953 por Watson y Crick, de la estructura del ácido
desoxirribonucleico (ADN) o sin los trabajos de Paul Berg sobre los ácidos nucleicos
y el ADN recombinante. Esto llevo al desarrollo de nuevas técnicas de manipulación
de ADN basada en la ingeniería genética, incluyendo las nuevas técnicas de ADN,
la biología molecular y la transferencia de genes. Esta modificación controlada de
las características de un organismo permite que se elabore un producto de interés
para el hombre. Se originan los organismos transgénicos (organismos modificados
genéticamente), donde se modifican y se transfieren genes de un organismo a
otro. Por ejemplo, bacterias que fabrican insulina humana, hormona necesaria para
la diabetes, plantas resistentes a plagas o a los herbicidas, etc.
El logro reciente del mapa del genoma humano, es decir, la identificación de los
genes que codifican las características hereditarias del ser humano, que ha sido
definido como un "salto cuántico" en la biología, ha permitido abrir un campo de
investigación para descifrar los mecanismos que activan y desactivan los genes y
comprender así muchas enfermedades. Utilizando las técnicas de “empalme de
genes humanos” y la tecnología de ADN, los elementos genéticos de dos o más
células pueden ser combinados en una sola molécula, lo que se denomina ADN
recombinante (ADNr). Las células que contienen este ADNr producen una proteína
específica, que puede ser utilizada como un medicamento. En el curso de su breve
historia, la biotecnología moderna ha dado lugar a una gran cantidad de productos
y procesos en las ciencias de la salud. El primer producto biotecnológico comercial
fue la insulina sintética y desde ahí la biotecnología ha creado más de 200 terapias
y vacunas nuevas, incluidos los medicamentos para tratar el cáncer, la diabetes, el
VIH/SIDA y los trastornos autoinmunes. La utilización de la ingeniería genética en
aplicaciones biotecnológicas, ha contribuido a los más asombrosos logros
científicos, responsables de debates éticos y sociales más significativos. En la
actualidad las áreas más desarrolladas de la biotecnología moderna son: La
biotecnología alimenticia para la producción de pan, bebidas alcohólicas
fermentadas como la cerveza y el vino, derivados de la leche, como el yogurt, el
queso y otros, mediante el uso de hongos o bacterias. La biotecnología y la salud:
La producción de vacunas contra los virus, por ejemplo, la de la hepatitis B, la
producción de antibióticos como la penicilina, síntesis de proteínas de mamíferos,
mediante la clonación de genes y su inclusión en los microorganismos para que
produzcan proteínas de mamífero de interés médico y comercial, por ejemplo, la
insulina. En la biotecnología agrícola y animal: se obtienen animales y plantas
transgénicos con el fin de potenciar la producción agrícola y ganadera. Permite
mejorar las plantas y cultivos introduciéndoles genes, para ser más resistentes a
herbicidas, a insectos, a enfermedades, etc; lo que permite al productor mejores
beneficios y menos pérdidas. O se busca mejorar la calidad de los alimentos, que
sean más sanos y nutritivos. En la Argentina se siembran soja, maíz y algodón
transgénicos, con tolerancia a herbicidas, resistencia a insectos y/o ambas
características en la misma planta. En los animales se trabaja en la introducción de
genes en los huevos en desarrollo, regulación de los genes y la biología del
desarrollo de los organismos. Se busca mejorar el rendimiento de la producción
animal en ganadería, por ejemplo, que las vacas produzcan más leche o sean más
resistentes a enfermedades. La oveja Dolly fue el primer mamífero nacido por
clonación a partir de una célula adulta. La biotecnología ambiental: se basa en el
empleo de microorganismos para limpiar el ambiente. De eso se trata la
biorremediación, es el uso de organismos vivos introducidos para eliminar o
neutralizar contaminantes del medio ambiente. Hay microorganismos que pueden
degradar petróleo, hidrocarburos e insecticidas. Los metales pesados como el
mercurio no son biodegradables, pero las bacterias pueden concentrarlos de tal
forma de poder aislarlos más fácilmente. También se pueden emplear plantas para
limpiar suelos contaminados. Este proceso se llama fitorremediación y se
encuentra en desarrollo. Se basa en la capacidad que tienen algunas plantas de
absorber, acumular o tolerar sustancias tóxicas como los metales pesados (por ej.
cromo, plomo o cadmio), explosivos y pesticidas. Así, reducen los niveles de
contaminantes del suelo y evitan su pasaje al agua. Algunas plantas utilizadas en
fitorremediación son: girasol, mostaza de la India, nabos, cebada, lúpulo, ortigas,
dientes de león, álamo, sauces.
La biorremediación con bacterias ya se usa en todo el mundo para restaurar la
calidad del medio ambiente. Por ejemplo, en la actualidad se utiliza la capacidad
natural de algunas bacterias para degradar el petróleo. Con la posibilidad de
modificar genéticamente microorganismos y plantas se estima un gran potencial
para esta estrategia en el futuro. Un ejemplo de este desarrollo es la posibilidad de
utilizar bacterias modificadas como biosensores para detectar contaminantes. La
biotecnología y los biocombustibles: los combustibles fósiles son recursos no
renovables ya que tardan millones de años en recuperarse y son compuestos
orgánicos altamente contaminantes de suelos y aguas. Una alternativa está dada
por la biotecnología y los biocombustibles, de origen biológico que se obtienen de
manera renovable a partir de restos orgánicos. El bioetanol es un alcohol de origen
biológico, se produce a partir de caña de azúcar o maíz, los cuales son
fermentados por levaduras que los transforman en alcohol. El biogás es un
combustible que se obtiene por descomposición de la materia orgánica, en
ausencia de oxígeno y a través de diferentes tipos de bacterias. (Se obtiene
metano, principal combustible del biogás). La biotecnología y los bioplásticos:
busca producir plásticos que puedan ser degradados por microorganismos del
ambiente. A diferencia de los plásticos sintéticos derivados del petróleo, que se
acumulan en el ambiente y son tóxicos, los plásticos naturales al ser producidos
por seres vivos mediante reacciones enzimáticas, también pueden ser degradados
por sistemas biológicos, los cual los hace altamente degradables produciendo CO2
y H2O.

ACTIVIDAD N°1: Elaboren una red conceptual con los contenidos desarrollados
anteriormente, luego trasladaran a su carpeta.

ACTIVIDAD N°2: Realicen la lectura de los siguientes casos y luego respondan las
preguntas que aparecen al final de los mismos.

Papas transgénicas con más carotenoides

Investigadores del Instituto Escocés de Investigaciones Agrícolas en Escocia,

desarrollaron plantas transgénicas de dos variedades de papa, las llamadas Desiree
y Mayan Gold, transformadas genéticamente para producir niveles mucho más
altos de carotenoides. Los resultados fueron publicados recientemente en la revista
científica The Journal of Experimental Botany. Los carotenoides son pigmentos que
les otorgan a las frutas y hortalizas, como la zanahoria, el tomate, los cítricos y los
pimientos, sus característicos colores rojo, amarillo y naranja. Además, se cree que
estos pigmentos protegen contra el cáncer, las enfermedades cardíacas y el
deterioro de la visión en la vejez. Por ejemplo, el licopeno, presente en los
tomates, se lo ha relacionado con un efecto protector frente al cáncer de próstata.
La luteína y la zeaxantina, presentes en las verduras de hojas oscuras, frutas, maíz
y yema de huevo, aparentemente demoran la degeneración macular relacionada
con la edad (enfermedad común del ojo asociada con el envejecimiento, que
destruye gradualmente la nitidez de la visión central). Los investigadores
introdujeron el gen de la enzima fitoeno-sintasa (crtB) de la bacteria Erwinia
uredovora, en las plantas de papa, junto con los elementos genéticos necesarios
para producir la enzima en los tubérculos. Los ensayos demostraron que los
tubérculos de las plantas transformadas efectivamente contenían altos niveles de
carotenoides, en particular, violaxantina, luteína, anteraxantina y beta-caroteno.
Este trabajo es muy importante ya que la papa es la cuarta fuente de calorías en el
mundo, y toda mejora nutricional que se haga en los tubérculos tiene un beneficio
potencial enorme. Petunias transgénicas tolerantes a heladas
El grupo de investigadores de la Universidad de Toledo (Ohio, Estados Unidos)
creó petunias que sobreviven a temperaturas muy bajas. A través de la
introducción de un gen proveniente de la planta modelo Arabidopsis thaliana,
lograron que las petunias sobrevivieran a 22º grados Fahrenheit (-5º Celsius).
“Podríamos transformar genéticamente a cualquier otro cultivo”, señaló R. V.
Sairam, miembro del grupo de investigación. La modificación también confiere
tolerancia a la sequía y a la salinidad. Las plantas tolerantes a heladas les
permitirían a los productores reducir la temperatura de los invernaderos
considerablemente. "Suena interesante”, declaró Gene Klotz, propietario de Klotz
Flower Farm. “Los costos de calefacción hoy constituyen al menos el 35% de los
costos totales de la producción”. Las petunias serán ensayadas por el
Departamento de Agricultura, que además financió el proyecto. Probarán a qué
temperatura pueden cultivarse y cómo crecen y cuánto tiempo las petunias
transgénicas sobreviven a esa temperatura.

Preguntas para el análisis del texto:

1. ¿A qué tipo de técnica, tradicional o moderna, se refieren estas notas? 2.

¿Dónde se realizan estos desarrollos? 3. ¿Cuál es el organismo modificado en cada
caso? 4. ¿Cuál es la modificación practicada? 5. ¿Cuál es el organismo de origen,
del cual se obtiene el gen de interés? 6. ¿Cuáles son las ventajas que ofrecería el
nuevo producto (al consumidor y/o al productor)?