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Biotecnología

La biotecnología (del griego βίος [bíos], «vida», τέχνη [-tecne-], «destreza» y -λογία [-logía], «tratado, estudio, ciencia») es una amplia rama interdisciplinaria de las ciencias biológicas de relativamente reciente aparición que consiste en toda aplicación tecnológica que utilice sistemas biológicos y organismos vivos o sus derivados para la creación o modificación de productos o procesos para usos específicos. Dichos organismos pueden o no estar modificados genéticamente por lo que no hay que confundir Biotecnología con Ingeniería Genética. La Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económico (OCDE) define la biotecnología como la «aplicación de principios de la ciencia y la ingeniería para tratamientos de materiales orgánicos e inorgánicos por sistemas biológicos para producir bienes y servicios».[cita requerida] Sus bases son la biología, ingeniería, física, química, y biomedicina; y el campo de esta ciencia tiene gran repercusión en la farmacología, la medicina, la bromatología, el tratamiento de residuos sólidos, líquidos y gaseosos, la industria, la ganadería y la agricultura.

Estructura de rayos X del ARN de transferencia de la levadura.
Clasificación

Probablemente el término fue acuñado por el ingeniero húngaro Károly Ereki, en 1919, cuando lo introdujo en su libro Biotecnología en la producción cárnica y láctea de una gran explotación agropecuaria.[1][2]

Según el Convenio sobre Diversidad Biológica de 1992, la biotecnología podría definirse como «toda aplicación tecnológica que utilice sistemas biológicos y organismos vivos o sus derivados para la creación o modificación de productos o procesos para usos específicos».[3][4]

El Protocolo de Cartagena sobre Seguridad de la Biotecnología del Convenio sobre la Diversidad Biológica[5]​ define la biotecnología moderna como la aplicación de:

  • Técnicas in vitro de ácido nucleico, incluidos el ácido desoxirribonucleico (ADN) recombinante y la inyección directa de ácido nucleico en células u orgánulos.
  • La fusión de células más allá de la familia taxonómica, que supere las barreras fisiológicas naturales de la reproducción o de la recombinación y que no sean técnicas utilizadas en la reproducción y selección tradicionales.
  • La experiencia reciente ha demostrado que se pueden obtener con una baja probabilidad resultados aleatorios no reproducibles en el proceso de modificación génica, por lo que la comunidad científica se está postulando por la clasificación específica de este tipo de productos y la creación de un protocolo que garantice la seguridad de todos los supuestos resultados inesperados probables.

Aplicaciones

La biotecnología tiene aplicaciones en importantes áreas industriales, como la atención de la salud, con el desarrollo de nuevos enfoques para el tratamiento de enfermedades; la agricultura, con el desarrollo de cultivos y alimentos mejorados; usos no alimentarios de los cultivos, por ejemplo plásticos biodegradables, aceites vegetales y biocombustibles, y cuidado medioambiental a través de la biorremediación, como el reciclaje, el tratamiento de residuos y la limpieza de sitios contaminados por actividades industriales. A este uso específico de plantas en la biotecnología se le llama biotecnología vegetal. Además, se aplica en la genética para modificar ciertos organismos.[6]

Las aplicaciones de la biotecnología son numerosas, y suelen clasificarse en:

  • Diagnóstico de enfermedades

La biotecnología ha aportado nuevas herramientas diagnósticas, especialmente útiles para los microorganismos que son difíciles de cultivar, ya que permiten su identificación sin necesidad de aislarlos. Hasta hace muy poco tiempo, todos los métodos se basaban en el cultivo microbiológico, la tinción histológica o las pruebas químicas y determinaciones en suero, algunos métodos en general largos y tediosos que requieren mucha mano de obra y son muy difíciles de manejar. El desarrollo de los inmunodiagnósticos con los anticuerpos monoclonales y de las técnicas que analizan el material genético como la hibridación y secuenciación del ADN o ARN, con la inestimable ayuda técnica de la PCR, han sido un logro biotecnológico importante y decisivo para introducir el concepto del diagnóstico rápido, sensible y preciso. Además, se tiene en cuenta que esta metodología permite su robotización y automatización en el futuro del diagnóstico molecular y genético, que es muy esperanzador.[7]

  • Aportes en la enfermedad del cáncer

La biotecnología ha proporcionado herramientas para el desarrollo de una nueva disciplina, la patología molecular, que permite establecer un diagnóstico del cáncer basado no en la morfología del tumor, como hace la anatomía patológica clásica (microscopía combinada con histoquímica), sino en sus características patogénicas debidas a las alteraciones genéticas y bioquímicas. La patología molecular ha incorporado técnicas de inmunohistoquímica y análisis genético al estudio de las proteínas o de los ácidos nucleicos extraídos de los tumores. Estas técnicas han permitido la detección precoz de las células malignas y también su clasificación. Un tumor que se ha detectado en sus fases iniciales y que está bien clasificado puede eliminarse con facilidad antes de que se produzca su diseminación a otros lugares del organismo, de manera que su detección y clasificación precoz puede salvar más vidas que el desarrollo de nuevas terapias.[7]

  • Biotecnología blanca: también conocida como biotecnología industrial, es aquella aplicada a procesos industriales. Un ejemplo es la obtención de microorganismos para generar un producto químico o el uso de enzimas como catalizadores o inhibidores enzimáticos industriales, ya sea para obtener productos químicos valiosos o para destruir contaminantes químicos peligrosos (por ejemplo, utilizando oxidorreductasas).[8]​ También se aplica a los usos de la biotecnología en la industria textil, en la creación de nuevos materiales, como plásticos biodegradables, y en la producción de biocombustibles. Su principal objetivo es la creación de productos fácilmente degradables, que consuman menos energía y que generen menos desechos durante su producción.[9]​ La biotecnología blanca tiende a consumir menos recursos que los procesos tradicionales utilizados para producir bienes industriales.[10]
  • Biotecnología vegetal o biotecnología verde: es la biotecnología aplicada a procesos agrícolas. Un ejemplo de ello es la obtención de plantas transgénicas capaces de crecer en condiciones ambientales desfavorables o plantas resistentes a plagas y enfermedades. Se espera que la biotecnología verde produzca soluciones más amigables con el medio ambiente que los métodos tradicionales de la agricultura industrial. Un ejemplo de esto es la ingeniería genética en plantas para expresar plaguicidas, con lo que se elimina la necesidad de la aplicación externa de los mismos, como es el caso del maíz Bt.[11]​ La biotecnología se ha convertido en una herramienta en diversas estrategias ecológicas para mantener o aumentar sustancialmente recursos naturales como los bosques. En este sentido, los estudios realizados con hongos de carácter micorrízico permiten implementar en el campo plántulas de especies forestales con micorriza, las cuales presentarán una mayor resistencia y adaptabilidad que aquellas plántulas que no lo están.[cita requerida]
  • Biotecnología azul: también llamada biotecnología marina, es un término utilizado para describir las aplicaciones de la biotecnología en ambientes marinos y acuáticos. Aún se encuentra en una fase temprana de desarrollo. Sus aplicaciones son prometedoras para la acuicultura, cuidados sanitarios, cosmética y productos alimentarios.[12]
  • Biotecnología gris: también llamada biotecnología del medio ambiente, es aquella aplicada al mantenimiento de la biodiversidad, preservación de las especies y la eliminación de contaminantes y metales pesados de la naturaleza. Está muy ligada a la biorremediación, utilizando plantas y microorganismos para reducir contaminantes.[cita requerida]
  • Biotecnología naranja: es la biotecnología educativa y se aplica a la difusión de la biotecnología y la formación en esta área. Proporciona información y formación interdisciplinaria sobre temas de biotecnología (por ejemplo, el desarrollo de estrategias educativas para presentar temas biotecnológicos tales como el diseño de organismos para producir antibióticos) para toda la sociedad, incluidas las personas con necesidades especiales, como las personas con problemas auditivos o visuales. Se pretende fomentar, identificar y atraer a personas con vocación científica y altas capacidades o superdotación para la biotecnología.[13]

Biorremediación y biodegradación

La biorremediación es el proceso por el cual se utilizan microorganismos para la limpieza de un sitio contaminado. Los procesos biológicos desempeñan un papel importante en la eliminación de contaminantes y la biotecnología aprovecha la versatilidad catabólica de los microorganismos para degradar y convertir dichos compuestos. En el ámbito de la microbiología ambiental, los estudios basados en el genoma abren nuevos campos de investigación in silico ampliando el panorama de las redes metabólicas y su regulación, así como pistas sobre las vías moleculares de los procesos de degradación y las estrategias de adaptación a las cambiantes condiciones ambientales. Los enfoques de genómica funcional y metagenómica aumentan la comprensión de las distintas vías de regulación y de las redes de flujo del carbono en ambientes no habituales y para compuestos particulares, que sin duda acelerarán el desarrollo de tecnologías de biorremediación y los procesos de biotransformación.[14]

Los entornos marítimos son especialmente vulnerables, ya que los derrames de petróleo en las regiones costeras y en mar abierto son difíciles de contener y sus daños difíciles de mitigar. Además de la contaminación a través de las actividades humanas, millones de toneladas de petróleo entran en el medio ambiente marino a través de filtraciones naturales. A pesar de su toxicidad, una considerable fracción del petróleo que entra en los sistemas marinos se elimina por la actividad de degradación de hidrocarburos llevada a cabo por comunidades microbianas, en particular, por las llamadas bacterias hidrocarbonoclásticas (HCB).[15]​ Además, varios microorganismos, como Pseudomonas, Flavobacterium, Arthrobacter y Azotobacter, pueden utilizarse para degradar petróleo.[16]​ El derrame del barco petrolero Exxon Valdez, en Alaska en 1989, fue el primer caso en el que se utilizó biorremediación a gran escala de manera exitosa: se estimuló la población bacteriana, suplementándole nitrógeno y fósforo, que eran los limitantes del medio.[17]

Se ha propuesto el uso de procesos biológicos para la destoxificación de residuos y remediación de sitios afectados, debido a que han demostrado ser más prácticos y económicamente factibles para el manejo y tratamiento de diferentes tipos de residuos de las actividades de exploración y producción de petróleo. Los métodos de tratamiento biológico dependen de la capacidad de los microorganismos para degradar residuos aceitosos a productos inocuos (dióxido de carbono, agua y biomasa) a través de reacciones bioquímicas. Sin embargo, existen algunas limitantes que dificultan su aplicabilidad como, por ejemplo, la disponibilidad de nutrientes, el alto contenido de arcillas, aireación y la disponibilidad del contaminante, sin mencionar la edad de la contaminación. Estudios realizados recientemente en el Instituto Mexicano del Petróleo demostraron el potencial de aplicación de las tecnologías de biorremediación en sitios contaminados con lodos y recortes de perforación mediante la aplicación de la tecnología de composteo en biopilas.[18]

El uso de nuevas tecnologías para las aplicaciones diarias como el bioplástico, con menor tiempo de degradación, contribuye al mejoramiento del ambiente, disminuyendo la utilización del PET, uno de los principales contaminantes.[cita requerida]

Bioingeniería

La ingeniería biológica o bioingeniería es una rama de la ingeniería que se centra en la biotecnología y en las ciencias biológicas. Incluye diferentes disciplinas, como la ingeniería bioquímica, la ingeniería biomédica, la ingeniería de procesos biológicos, la ingeniería de biosistemas, la ingeniería bioinformática, etcétera. Se trata de un enfoque integrado de los fundamentos de las ciencias biológicas y los principios tradicionales de la ingenierías clásicas como la química o la informática.[cita requerida]

Los bioingenieros con frecuencia trabajan llevando procesos biológicos de laboratorio a escalas de producción industrial. Por otra parte, a menudo atienden problemas de gestión, económicos y jurídicos. Debido a que las patentes y los sistemas de regulación (por ejemplo, la FDA en los Estados Unidos) son cuestiones de vital importancia para las empresas de biotecnología, los bioingenieros a menudo deben conocer estos temas.[cita requerida]

Existe un creciente número de empresas de biotecnología, y muchas universidades de todo el mundo proporcionan programas en bioingeniería y biotecnología de forma independiente. Entre ellas, destacan las de la especialidad en ingeniería bioinformática.[cita requerida]

Este es un campo interdisciplinario que se ocupa de los problemas biológicos usando técnicas computacionales propias de la ingeniería informática. Esa interdisciplinariedad hace que sea posible la rápida organización y análisis de los datos biológicos. Este campo también puede denominarse biología computacional, y puede definirse como "la conceptualización de la biología en término de moléculas y, a continuación, la aplicación de técnicas informáticas para comprender y organizar la información asociada a estas moléculas, a gran escala".[19]​ La bioinformática desempeña un papel clave en diversas áreas, tales como la genómica funcional, la genómica estructural y la proteómica, y forma un componente clave en el sector de la biotecnología y la farmacéutica.[cita requerida]

Ventajas, riesgos y desventajas

Ventajas

Entre las principales ventajas de la biotecnología se tienen:

  • Rendimiento superior. Mediante organismos genéticamente modificados (OGM), el rendimiento de los cultivos aumenta, dando más alimento por menos recursos, disminuyendo las cosechas perdidas por enfermedad o plagas así como por factores ambientales.[20]
  • Reducción de plaguicidas. Cada vez que un OGM es modificado para resistir una determinada plaga se está contribuyendo a reducir el uso de los plaguicidas asociados a la misma que suelen ser causantes de grandes daños ambientales y a la salud.[21]
  • Mejora en la nutrición. Se puede llegar a introducir vitaminas[22]​ y proteínas adicionales en alimentos así como reducir los alérgenos y toxinas naturales. También se puede intentar cultivar en condiciones extremas lo que auxiliaría a los países que tienen menos disposición de alimentos.
  • Mejora en el desarrollo de nuevos materiales.[23]

La aplicación de la biotecnología presenta riesgos que pueden clasificarse en dos categorías diferentes: los efectos en la salud de los humanos y de los animales y las consecuencias ambientales.[4]​ Además, existen riesgos de un uso éticamente cuestionable de la biotecnología moderna.[24]​ (ver: Consecuencias imprevistas).

Riesgos medioambientales

Entre los riesgos para el medio ambiente cabe señalar la posibilidad de polinización cruzada, por medio de la cual el polen de los cultivos genéticamente modificados (GM) se difunde a cultivos no GM en campos cercanos, por lo que pueden dispersarse ciertas características como resistencia a los herbicidas de plantas GM a aquellas que no son GM.[25]​ Esto que podría dar lugar, por ejemplo, al desarrollo de maleza más agresiva o de parientes silvestres con mayor resistencia a las enfermedades o a los estreses abióticos, trastornando el equilibrio del ecosistema.[4]

Otros riesgos ecológicos surgen del gran uso de cultivos modificados genéticamente con genes que producen toxinas insecticidas, como el gen del Bacillus thuringiensis. Esto puede hacer que se desarrolle una resistencia al gen en poblaciones de insectos expuestas a cultivos GM. También puede haber riesgo para especies que no son el objetivo, como aves y mariposas, por plantas con genes insecticidas.[25]

También se puede perder biodiversidad, por ejemplo, como consecuencia del desplazamiento de cultivos tradicionales por un pequeño número de cultivos modificados genéticamente".[4]

En general los procesos de avance de la frontera agrícola en áreas tropicales y subtropicales suelen generar impactos ambientales negativos, entre otros: procesos de erosión de los suelos mayor que en áreas templadas y pérdida de la biodiversidad.

Riesgos para la salud

Existen riesgos de transferir toxinas de una forma de vida a otra, de crear nuevas toxinas o de transferir compuestos alergénicos de una especie a otra, lo que podría dar lugar a reacciones alérgicas imprevistas.[4]

Existe el riesgo de que bacterias y virus modificados escapen de los laboratorios de alta seguridad e infecten a la población humana o animal.[26]

Los agentes biológicos se clasifican, en función del riesgo de infección, en tres grupos:[27]

  • Agente biológico del grupo 1: aquel que resulta poco probable que cause una enfermedad en el hombre.
  • Agente biológico del grupo 2: aquel que puede causar una enfermedad en el hombre y puede suponer un peligro para los trabajadores, siendo poco probable que se propague a la colectividad y existiendo generalmente profilaxis o tratamiento eficaz.
  • Agente biológico del grupo 3: aquel con muchas probabilidades de que se propague a la colectividad y sin que exista generalmente una profilaxis o un tratamiento eficaz.

Desventajas

Los procesos de modernización agrícola, además del aumento de la producción y los rendimientos, tienen otras consecuencias.

  • Una de ellas es la disminución de la mano de obra empleada por efectos de la mecanización; esto genera desempleo y éxodo rural en muchas áreas.
  • Por otro lado, para aprovechar las nuevas tecnologías se requieren dinero y acceso a la tierra y al agua. Los agricultores pobres que no pueden acceder a esos recursos quedan fuera de la modernización y en peores condiciones para competir con las producciones modernas.

Legislación y regulación

México

La regulación nacional relacionada con la bioseguridad se había centrado en aspectos de prevención y control de posibles riesgos del uso y aplicación de OGMs para la salud humana, la sanidad vegetal y animal y el medio ambiente, aspectos en el ámbito de competencia de las Secretarías de Salud (SS), Secretaría de Agricultura, Ganadería, Desarrollo Rural, Pesca y Alimentación (SAGARPA) con base en la Ley General de Salud; Ley Federal de Sanidad Vegetal; Ley sobre Producción, Certificación y Comercio de Semillas y en la NOM-FITO-056. Por lo que respecta al ambiente, la Secretaría del Medio Ambiente, Recursos Naturales (SEMARNAT), se rige por la Ley General del Equilibrio Ecológico y la Protección al Ambiente y el reglamento en materia de impacto ambiental. Otras dependencias gubernamentales, relacionadas con los OGMs son la Secretaría de Hacienda y Crédito Público (SHCP), aplica la normatividad relacionada con el control sobre movimientos transfronterizos de bienes, aduanas, imposición tributaria, etc.; la Secretaría de Economía, responsable del comercio exterior, políticas comerciales, tratados internacionales; el IMPI, a cargo de los aspectos relativos a la propiedad industrial (patentes, marcas, etc.) y la Secretaría de Educación Pública (SEP) y el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACYT) indirectamente relacionadas estos dos últimos indirectamente con la bioseguridad al aplicar normas jurídicas vinculadas con la elaboración de políticas educativas y de investigación.

En el terreno específico de la bioseguridad de las actividades de la biotecnología moderna, la regulación vigente en el país[¿cuál?] requiere una revisión e integración sistematizada y armónica que le permita ser congruente con criterios internacionales, que cuente con los elementos operativos adecuados para darle eficacia gracias a la evaluación y al monitoreo de los riesgos biotecnológicos, que garanticen la seguridad jurídica de quienes realizan actividades de investigación, producción, comercialización y, en general, el manejo de los organismos genéticamente modificados y de los productos obtenidos de los mismos.

El 30 de abril de 2002, el Senado de la República ratificó el Protocolo de Cartagena sobre la Seguridad de la Biotecnología del Convenio sobre la Diversidad Biológica, que entró en vigor el 11 de septiembre de 2003, noventa días posteriores a la ratificación por 50 países. Si bien el origen y la naturaleza del Protocolo es ambiental, su contenido y la forma en que se asimile legalmente en nuestro país para su aplicación tendrá importantes repercusiones en la investigación, producción y comercialización de OGMs y de productos que los contengan, así como un efecto en la organización y participación de distintas autoridades gubernamentales. Además también es importante recordar que el Congreso de la Unión aprobó en diciembre de 2001, una modificación al artículo 420 Ter del Código Penal Federal, la cual pudiera traer por consecuencia que cualquier individuo, si maneja, utiliza o transporta transgénicos, puede incurrir en la comisión de un delito y, por lo tanto, ser sujeto de un procedimiento penal.

Con base en lo anterior, el Senado de la República en el 2002, solicitó a la Academia Mexicana de Ciencias (AMC) el apoyo técnico para la elaboración de la Iniciativa de la Ley de Bioseguridad de Organismos Genéticamente Modificados (ILBOGMs).

Véase también

Referencias

  1. Fári, M. G. y Kralovánszky, U. P. (2006) Orsós Ottó Laboratory, University of Debrecen, Centre of Agricultural Sciences, Department of Vegetable. Publicado en International Journal of Horticultural Science. Consultado el 15 de enero de 2008.
  2. en usinfo.state.gov. Consultado el 15 de enero de 2008.
  3. Artículo 2 de Convenio sobre diversidad biológica. el 4 de julio de 2012 en Wayback Machine.. Secretaría del Convenio sobre la Diversidad Biológica. Río de Janeiro, 1992.
  4. «La biotecnología en la alimentación y la agricultura.» FAO.
  5. Protocolo de Cartagena sobre Seguridad de la Biotecnología del Convenio sobre la Diversidad Biológica Secretaría del Convenio sobre la Diversidad Biológica. Montreal, 2000
  6. Ochave, José María (mayo de 2003). eASEAN Task Force, PNUD, APDIP, ed. . Archivado desde el original el 30 de octubre de 2007. Consultado el 15 de noviembre de 2007. 
  7. http://www.monsanto.com/global/es/noticias-y-opiniones/documents/otras_publicaciones/sebiot_2.pdf.  Falta el |título= (ayuda)
  8. Xu, Feng (2005). «Applications of oxidoreductases: Recent progress». Industrial Biotechnology 1 (1): 38-50. doi:10.1089/ind.2005.1.38. Consultado el 15 de noviembre de 7. 
  9. Frazzetto, Giovanni (2003). . EMBO reports 4 (9): 835-837. Archivado desde el original el 1 de diciembre de 2007. Consultado el 15 de noviembre de 7. 
  10. EuropaBio. «Industrial biotech». Consultado el 15 de noviembre de 2007. 
  11. . Biotech Magazine (4). 17 de septiembre de 7. Archivado desde el original el 21 de noviembre de 2007. Consultado el 15 de noviembre de 7. 
  12. Comisión Europea (febrero de 2006). Hacia una futura política marítima de la Unión: perspectiva europea de los océanos y mares. Luxemburgo: Oficina de Publicaciones Oficiales de las Comunidades Europeas. ISBN 92-79-01821-3. 
  13. Biotecnología, Si. «Los colores de la biotecnologia». Los colores de la biotecnologia. Consultado el 29 de octubre de 2016. 
  14. Díaz E (editor). (2008). Microbial Biodegradation: Genomics and Molecular Biology (1st ed. edición). Caister Academic Press. ISBN 978-1-904455-17-2. 
  15. Martins VAP et al (2008). «Genomic Insights into Oil Biodegradation in Marine Systems». Microbial Biodegradation: Genomics and Molecular Biology. Caister Academic Press. ISBN 978-1-904455-17-2. 
  16. Harder, E. «The Effects of Essential Elements on Bioremediation». Consultado el 16 de noviembre de 2007. 
  17. U.S. Environmental Protection Agency (31 de julio de 89). . Archivado desde el original el 6 de julio de 2008. Consultado el 16 de noviembre de 2007. 
  18. Harder, E. http://www.medigraphic.com/pdfs/lamicro/mi-2006/mi062s.pdf.  Falta el |título= (ayuda)
  19. Gerstein, Mark. Universidad de Yale, ed. . Archivado desde el original el 16 de junio de 2007. Consultado el 16 de noviembre de 2007. 
  20. Schnepfm, E. et al. (1998). «Bacillus thuringiensis and its pesticidal crystal proteins». Microbiology and Molecular Biology Reviews. 32 (3). ISSN 1098-5557. 
  21. Agrios, G. N. (2005). Plant Pathology (5ta. ed. edición). Elsevier Academic Press. ISBN 0-12-044564-6. 
  22. Ye et al. 2000. La ingeniería genética para dar al endosperma de arroz de un camino de síntetis de la provitamina A beta-caroteno. Science 287 (5451): 303-305 PMID 10634784
  23. Lipinsky, E. S. (1978). «Fuels from biomass: Integration with food and materials systems». Science. 199 (4329). ISSN 0036-8075. 
  24. Iáñez Pareja, Enrique. (2005) Biotecnología, Ética y Sociedad. Instituto de Biotecnología. Universidad de Granada, España. (Publicado el 2005-02-15)
  25. Persley, Gabrielle J. y Siedow, James N. (1999) Aplicaciones de la Biotecnología a los Cultivos: Beneficios y Riesgos Programa de Conservación de Recursos Genéticos, Universidad de California en Davis, Estados Unidos. Publicado en Agbioworld el 1999-12-12.
  26. . Archivado desde el original el 5 de febrero de 2009. Consultado el 2 de abril de 2017. 
  27. Real Decreto 664/1997, de 12 de mayo, sobre la protección de los trabajadores contra los riesgos relacionados con la exposición a agentes biológicos durante el trabajo el 24 de enero de 2008 en Wayback Machine.. BOE n. 124 de 24/5/1997. España

Bibliografía adicional

Enlaces externos

  •   Wikcionario tiene definiciones y otra información sobre biotecnología.
  •   Wikimedia Commons alberga una categoría multimedia sobre Biotecnología.
  • Informe del sector en España elaborado por la Fundación Cajamar en 2009.
  •   Datos: Q7108
  •   Multimedia: Biotechnology
  •   Libros y manuales: Biotecnología

biotecnología, biotecnología, griego, βίος, bíos, vida, τέχνη, tecne, destreza, λογία, logía, tratado, estudio, ciencia, amplia, rama, interdisciplinaria, ciencias, biológicas, relativamente, reciente, aparición, consiste, toda, aplicación, tecnológica, utilic. La biotecnologia del griego bios bios vida texnh tecne destreza y logia logia tratado estudio ciencia es una amplia rama interdisciplinaria de las ciencias biologicas de relativamente reciente aparicion que consiste en toda aplicacion tecnologica que utilice sistemas biologicos y organismos vivos o sus derivados para la creacion o modificacion de productos o procesos para usos especificos Dichos organismos pueden o no estar modificados geneticamente por lo que no hay que confundir Biotecnologia con Ingenieria Genetica La Organizacion para la Cooperacion y el Desarrollo Economico OCDE define la biotecnologia como la aplicacion de principios de la ciencia y la ingenieria para tratamientos de materiales organicos e inorganicos por sistemas biologicos para producir bienes y servicios cita requerida Sus bases son la biologia ingenieria fisica quimica y biomedicina y el campo de esta ciencia tiene gran repercusion en la farmacologia la medicina la bromatologia el tratamiento de residuos solidos liquidos y gaseosos la industria la ganaderia y la agricultura Estructura de rayos X del ARN de transferencia de la levadura Clasificacion Probablemente el termino fue acunado por el ingeniero hungaro Karoly Ereki en 1919 cuando lo introdujo en su libro Biotecnologia en la produccion carnica y lactea de una gran explotacion agropecuaria 1 2 Segun el Convenio sobre Diversidad Biologica de 1992 la biotecnologia podria definirse como toda aplicacion tecnologica que utilice sistemas biologicos y organismos vivos o sus derivados para la creacion o modificacion de productos o procesos para usos especificos 3 4 El Protocolo de Cartagena sobre Seguridad de la Biotecnologia del Convenio sobre la Diversidad Biologica 5 define la biotecnologia moderna como la aplicacion de Tecnicas in vitro de acido nucleico incluidos el acido desoxirribonucleico ADN recombinante y la inyeccion directa de acido nucleico en celulas u organulos La fusion de celulas mas alla de la familia taxonomica que supere las barreras fisiologicas naturales de la reproduccion o de la recombinacion y que no sean tecnicas utilizadas en la reproduccion y seleccion tradicionales La experiencia reciente ha demostrado que se pueden obtener con una baja probabilidad resultados aleatorios no reproducibles en el proceso de modificacion genica por lo que la comunidad cientifica se esta postulando por la clasificacion especifica de este tipo de productos y la creacion de un protocolo que garantice la seguridad de todos los supuestos resultados inesperados probables Indice 1 Aplicaciones 1 1 Biorremediacion y biodegradacion 1 2 Bioingenieria 2 Ventajas riesgos y desventajas 2 1 Ventajas 2 2 Riesgos medioambientales 2 3 Riesgos para la salud 2 4 Desventajas 3 Legislacion y regulacion 3 1 Mexico 4 Vease tambien 5 Referencias 6 Bibliografia adicional 7 Enlaces externosAplicaciones EditarLa biotecnologia tiene aplicaciones en importantes areas industriales como la atencion de la salud con el desarrollo de nuevos enfoques para el tratamiento de enfermedades la agricultura con el desarrollo de cultivos y alimentos mejorados usos no alimentarios de los cultivos por ejemplo plasticos biodegradables aceites vegetales y biocombustibles y cuidado medioambiental a traves de la biorremediacion como el reciclaje el tratamiento de residuos y la limpieza de sitios contaminados por actividades industriales A este uso especifico de plantas en la biotecnologia se le llama biotecnologia vegetal Ademas se aplica en la genetica para modificar ciertos organismos 6 Las aplicaciones de la biotecnologia son numerosas y suelen clasificarse en Biotecnologia roja se aplica a la utilizacion de biotecnologia en procesos medicos Algunos ejemplos son la obtencion de organismos para producir antibioticos el desarrollo de vacunas mas seguras y nuevos farmacos los diagnosticos moleculares las terapias regenerativas y el desarrollo de la ingenieria genetica para curar enfermedades a traves de la manipulacion genica Dentro de esta se encuentra Diagnostico de enfermedadesLa biotecnologia ha aportado nuevas herramientas diagnosticas especialmente utiles para los microorganismos que son dificiles de cultivar ya que permiten su identificacion sin necesidad de aislarlos Hasta hace muy poco tiempo todos los metodos se basaban en el cultivo microbiologico la tincion histologica o las pruebas quimicas y determinaciones en suero algunos metodos en general largos y tediosos que requieren mucha mano de obra y son muy dificiles de manejar El desarrollo de los inmunodiagnosticos con los anticuerpos monoclonales y de las tecnicas que analizan el material genetico como la hibridacion y secuenciacion del ADN o ARN con la inestimable ayuda tecnica de la PCR han sido un logro biotecnologico importante y decisivo para introducir el concepto del diagnostico rapido sensible y preciso Ademas se tiene en cuenta que esta metodologia permite su robotizacion y automatizacion en el futuro del diagnostico molecular y genetico que es muy esperanzador 7 Aportes en la enfermedad del cancerLa biotecnologia ha proporcionado herramientas para el desarrollo de una nueva disciplina la patologia molecular que permite establecer un diagnostico del cancer basado no en la morfologia del tumor como hace la anatomia patologica clasica microscopia combinada con histoquimica sino en sus caracteristicas patogenicas debidas a las alteraciones geneticas y bioquimicas La patologia molecular ha incorporado tecnicas de inmunohistoquimica y analisis genetico al estudio de las proteinas o de los acidos nucleicos extraidos de los tumores Estas tecnicas han permitido la deteccion precoz de las celulas malignas y tambien su clasificacion Un tumor que se ha detectado en sus fases iniciales y que esta bien clasificado puede eliminarse con facilidad antes de que se produzca su diseminacion a otros lugares del organismo de manera que su deteccion y clasificacion precoz puede salvar mas vidas que el desarrollo de nuevas terapias 7 Biotecnologia blanca tambien conocida como biotecnologia industrial es aquella aplicada a procesos industriales Un ejemplo es la obtencion de microorganismos para generar un producto quimico o el uso de enzimas como catalizadores o inhibidores enzimaticos industriales ya sea para obtener productos quimicos valiosos o para destruir contaminantes quimicos peligrosos por ejemplo utilizando oxidorreductasas 8 Tambien se aplica a los usos de la biotecnologia en la industria textil en la creacion de nuevos materiales como plasticos biodegradables y en la produccion de biocombustibles Su principal objetivo es la creacion de productos facilmente degradables que consuman menos energia y que generen menos desechos durante su produccion 9 La biotecnologia blanca tiende a consumir menos recursos que los procesos tradicionales utilizados para producir bienes industriales 10 Biotecnologia vegetal o biotecnologia verde es la biotecnologia aplicada a procesos agricolas Un ejemplo de ello es la obtencion de plantas transgenicas capaces de crecer en condiciones ambientales desfavorables o plantas resistentes a plagas y enfermedades Se espera que la biotecnologia verde produzca soluciones mas amigables con el medio ambiente que los metodos tradicionales de la agricultura industrial Un ejemplo de esto es la ingenieria genetica en plantas para expresar plaguicidas con lo que se elimina la necesidad de la aplicacion externa de los mismos como es el caso del maiz Bt 11 La biotecnologia se ha convertido en una herramienta en diversas estrategias ecologicas para mantener o aumentar sustancialmente recursos naturales como los bosques En este sentido los estudios realizados con hongos de caracter micorrizico permiten implementar en el campo plantulas de especies forestales con micorriza las cuales presentaran una mayor resistencia y adaptabilidad que aquellas plantulas que no lo estan cita requerida Biotecnologia azul tambien llamada biotecnologia marina es un termino utilizado para describir las aplicaciones de la biotecnologia en ambientes marinos y acuaticos Aun se encuentra en una fase temprana de desarrollo Sus aplicaciones son prometedoras para la acuicultura cuidados sanitarios cosmetica y productos alimentarios 12 Biotecnologia gris tambien llamada biotecnologia del medio ambiente es aquella aplicada al mantenimiento de la biodiversidad preservacion de las especies y la eliminacion de contaminantes y metales pesados de la naturaleza Esta muy ligada a la biorremediacion utilizando plantas y microorganismos para reducir contaminantes cita requerida Biotecnologia naranja es la biotecnologia educativa y se aplica a la difusion de la biotecnologia y la formacion en esta area Proporciona informacion y formacion interdisciplinaria sobre temas de biotecnologia por ejemplo el desarrollo de estrategias educativas para presentar temas biotecnologicos tales como el diseno de organismos para producir antibioticos para toda la sociedad incluidas las personas con necesidades especiales como las personas con problemas auditivos o visuales Se pretende fomentar identificar y atraer a personas con vocacion cientifica y altas capacidades o superdotacion para la biotecnologia 13 Biorremediacion y biodegradacion Editar Articulos principales Biorremediaciony Biodegradacion La biorremediacion es el proceso por el cual se utilizan microorganismos para la limpieza de un sitio contaminado Los procesos biologicos desempenan un papel importante en la eliminacion de contaminantes y la biotecnologia aprovecha la versatilidad catabolica de los microorganismos para degradar y convertir dichos compuestos En el ambito de la microbiologia ambiental los estudios basados en el genoma abren nuevos campos de investigacion in silico ampliando el panorama de las redes metabolicas y su regulacion asi como pistas sobre las vias moleculares de los procesos de degradacion y las estrategias de adaptacion a las cambiantes condiciones ambientales Los enfoques de genomica funcional y metagenomica aumentan la comprension de las distintas vias de regulacion y de las redes de flujo del carbono en ambientes no habituales y para compuestos particulares que sin duda aceleraran el desarrollo de tecnologias de biorremediacion y los procesos de biotransformacion 14 Los entornos maritimos son especialmente vulnerables ya que los derrames de petroleo en las regiones costeras y en mar abierto son dificiles de contener y sus danos dificiles de mitigar Ademas de la contaminacion a traves de las actividades humanas millones de toneladas de petroleo entran en el medio ambiente marino a traves de filtraciones naturales A pesar de su toxicidad una considerable fraccion del petroleo que entra en los sistemas marinos se elimina por la actividad de degradacion de hidrocarburos llevada a cabo por comunidades microbianas en particular por las llamadas bacterias hidrocarbonoclasticas HCB 15 Ademas varios microorganismos como Pseudomonas Flavobacterium Arthrobacter y Azotobacter pueden utilizarse para degradar petroleo 16 El derrame del barco petrolero Exxon Valdez en Alaska en 1989 fue el primer caso en el que se utilizo biorremediacion a gran escala de manera exitosa se estimulo la poblacion bacteriana suplementandole nitrogeno y fosforo que eran los limitantes del medio 17 Se ha propuesto el uso de procesos biologicos para la destoxificacion de residuos y remediacion de sitios afectados debido a que han demostrado ser mas practicos y economicamente factibles para el manejo y tratamiento de diferentes tipos de residuos de las actividades de exploracion y produccion de petroleo Los metodos de tratamiento biologico dependen de la capacidad de los microorganismos para degradar residuos aceitosos a productos inocuos dioxido de carbono agua y biomasa a traves de reacciones bioquimicas Sin embargo existen algunas limitantes que dificultan su aplicabilidad como por ejemplo la disponibilidad de nutrientes el alto contenido de arcillas aireacion y la disponibilidad del contaminante sin mencionar la edad de la contaminacion Estudios realizados recientemente en el Instituto Mexicano del Petroleo demostraron el potencial de aplicacion de las tecnologias de biorremediacion en sitios contaminados con lodos y recortes de perforacion mediante la aplicacion de la tecnologia de composteo en biopilas 18 El uso de nuevas tecnologias para las aplicaciones diarias como el bioplastico con menor tiempo de degradacion contribuye al mejoramiento del ambiente disminuyendo la utilizacion del PET uno de los principales contaminantes cita requerida Bioingenieria Editar Articulo principal Bioingenieria La ingenieria biologica o bioingenieria es una rama de la ingenieria que se centra en la biotecnologia y en las ciencias biologicas Incluye diferentes disciplinas como la ingenieria bioquimica la ingenieria biomedica la ingenieria de procesos biologicos la ingenieria de biosistemas la ingenieria bioinformatica etcetera Se trata de un enfoque integrado de los fundamentos de las ciencias biologicas y los principios tradicionales de la ingenierias clasicas como la quimica o la informatica cita requerida Los bioingenieros con frecuencia trabajan llevando procesos biologicos de laboratorio a escalas de produccion industrial Por otra parte a menudo atienden problemas de gestion economicos y juridicos Debido a que las patentes y los sistemas de regulacion por ejemplo la FDA en los Estados Unidos son cuestiones de vital importancia para las empresas de biotecnologia los bioingenieros a menudo deben conocer estos temas cita requerida Existe un creciente numero de empresas de biotecnologia y muchas universidades de todo el mundo proporcionan programas en bioingenieria y biotecnologia de forma independiente Entre ellas destacan las de la especialidad en ingenieria bioinformatica cita requerida Este es un campo interdisciplinario que se ocupa de los problemas biologicos usando tecnicas computacionales propias de la ingenieria informatica Esa interdisciplinariedad hace que sea posible la rapida organizacion y analisis de los datos biologicos Este campo tambien puede denominarse biologia computacional y puede definirse como la conceptualizacion de la biologia en termino de moleculas y a continuacion la aplicacion de tecnicas informaticas para comprender y organizar la informacion asociada a estas moleculas a gran escala 19 La bioinformatica desempena un papel clave en diversas areas tales como la genomica funcional la genomica estructural y la proteomica y forma un componente clave en el sector de la biotecnologia y la farmaceutica cita requerida Ventajas riesgos y desventajas EditarVentajas Editar Entre las principales ventajas de la biotecnologia se tienen Rendimiento superior Mediante organismos geneticamente modificados OGM el rendimiento de los cultivos aumenta dando mas alimento por menos recursos disminuyendo las cosechas perdidas por enfermedad o plagas asi como por factores ambientales 20 Reduccion de plaguicidas Cada vez que un OGM es modificado para resistir una determinada plaga se esta contribuyendo a reducir el uso de los plaguicidas asociados a la misma que suelen ser causantes de grandes danos ambientales y a la salud 21 Mejora en la nutricion Se puede llegar a introducir vitaminas 22 y proteinas adicionales en alimentos asi como reducir los alergenos y toxinas naturales Tambien se puede intentar cultivar en condiciones extremas lo que auxiliaria a los paises que tienen menos disposicion de alimentos Mejora en el desarrollo de nuevos materiales 23 La aplicacion de la biotecnologia presenta riesgos que pueden clasificarse en dos categorias diferentes los efectos en la salud de los humanos y de los animales y las consecuencias ambientales 4 Ademas existen riesgos de un uso eticamente cuestionable de la biotecnologia moderna 24 ver Consecuencias imprevistas Riesgos medioambientales Editar Entre los riesgos para el medio ambiente cabe senalar la posibilidad de polinizacion cruzada por medio de la cual el polen de los cultivos geneticamente modificados GM se difunde a cultivos no GM en campos cercanos por lo que pueden dispersarse ciertas caracteristicas como resistencia a los herbicidas de plantas GM a aquellas que no son GM 25 Esto que podria dar lugar por ejemplo al desarrollo de maleza mas agresiva o de parientes silvestres con mayor resistencia a las enfermedades o a los estreses abioticos trastornando el equilibrio del ecosistema 4 Otros riesgos ecologicos surgen del gran uso de cultivos modificados geneticamente con genes que producen toxinas insecticidas como el gen del Bacillus thuringiensis Esto puede hacer que se desarrolle una resistencia al gen en poblaciones de insectos expuestas a cultivos GM Tambien puede haber riesgo para especies que no son el objetivo como aves y mariposas por plantas con genes insecticidas 25 Tambien se puede perder biodiversidad por ejemplo como consecuencia del desplazamiento de cultivos tradicionales por un pequeno numero de cultivos modificados geneticamente 4 En general los procesos de avance de la frontera agricola en areas tropicales y subtropicales suelen generar impactos ambientales negativos entre otros procesos de erosion de los suelos mayor que en areas templadas y perdida de la biodiversidad Riesgos para la salud Editar Existen riesgos de transferir toxinas de una forma de vida a otra de crear nuevas toxinas o de transferir compuestos alergenicos de una especie a otra lo que podria dar lugar a reacciones alergicas imprevistas 4 Existe el riesgo de que bacterias y virus modificados escapen de los laboratorios de alta seguridad e infecten a la poblacion humana o animal 26 Los agentes biologicos se clasifican en funcion del riesgo de infeccion en tres grupos 27 Agente biologico del grupo 1 aquel que resulta poco probable que cause una enfermedad en el hombre Agente biologico del grupo 2 aquel que puede causar una enfermedad en el hombre y puede suponer un peligro para los trabajadores siendo poco probable que se propague a la colectividad y existiendo generalmente profilaxis o tratamiento eficaz Agente biologico del grupo 3 aquel con muchas probabilidades de que se propague a la colectividad y sin que exista generalmente una profilaxis o un tratamiento eficaz Desventajas Editar Los procesos de modernizacion agricola ademas del aumento de la produccion y los rendimientos tienen otras consecuencias Una de ellas es la disminucion de la mano de obra empleada por efectos de la mecanizacion esto genera desempleo y exodo rural en muchas areas Por otro lado para aprovechar las nuevas tecnologias se requieren dinero y acceso a la tierra y al agua Los agricultores pobres que no pueden acceder a esos recursos quedan fuera de la modernizacion y en peores condiciones para competir con las producciones modernas Legislacion y regulacion EditarMexico Editar La regulacion nacional relacionada con la bioseguridad se habia centrado en aspectos de prevencion y control de posibles riesgos del uso y aplicacion de OGMs para la salud humana la sanidad vegetal y animal y el medio ambiente aspectos en el ambito de competencia de las Secretarias de Salud SS Secretaria de Agricultura Ganaderia Desarrollo Rural Pesca y Alimentacion SAGARPA con base en la Ley General de Salud Ley Federal de Sanidad Vegetal Ley sobre Produccion Certificacion y Comercio de Semillas y en la NOM FITO 056 Por lo que respecta al ambiente la Secretaria del Medio Ambiente Recursos Naturales SEMARNAT se rige por la Ley General del Equilibrio Ecologico y la Proteccion al Ambiente y el reglamento en materia de impacto ambiental Otras dependencias gubernamentales relacionadas con los OGMs son la Secretaria de Hacienda y Credito Publico SHCP aplica la normatividad relacionada con el control sobre movimientos transfronterizos de bienes aduanas imposicion tributaria etc la Secretaria de Economia responsable del comercio exterior politicas comerciales tratados internacionales el IMPI a cargo de los aspectos relativos a la propiedad industrial patentes marcas etc y la Secretaria de Educacion Publica SEP y el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnologia CONACYT indirectamente relacionadas estos dos ultimos indirectamente con la bioseguridad al aplicar normas juridicas vinculadas con la elaboracion de politicas educativas y de investigacion En el terreno especifico de la bioseguridad de las actividades de la biotecnologia moderna la regulacion vigente en el pais cual requiere una revision e integracion sistematizada y armonica que le permita ser congruente con criterios internacionales que cuente con los elementos operativos adecuados para darle eficacia gracias a la evaluacion y al monitoreo de los riesgos biotecnologicos que garanticen la seguridad juridica de quienes realizan actividades de investigacion produccion comercializacion y en general el manejo de los organismos geneticamente modificados y de los productos obtenidos de los mismos El 30 de abril de 2002 el Senado de la Republica ratifico el Protocolo de Cartagena sobre la Seguridad de la Biotecnologia del Convenio sobre la Diversidad Biologica que entro en vigor el 11 de septiembre de 2003 noventa dias posteriores a la ratificacion por 50 paises Si bien el origen y la naturaleza del Protocolo es ambiental su contenido y la forma en que se asimile legalmente en nuestro pais para su aplicacion tendra importantes repercusiones en la investigacion produccion y comercializacion de OGMs y de productos que los contengan asi como un efecto en la organizacion y participacion de distintas autoridades gubernamentales Ademas tambien es importante recordar que el Congreso de la Union aprobo en diciembre de 2001 una modificacion al articulo 420 Ter del Codigo Penal Federal la cual pudiera traer por consecuencia que cualquier individuo si maneja utiliza o transporta transgenicos puede incurrir en la comision de un delito y por lo tanto ser sujeto de un procedimiento penal Con base en lo anterior el Senado de la Republica en el 2002 solicito a la Academia Mexicana de Ciencias AMC el apoyo tecnico para la elaboracion de la Iniciativa de la Ley de Bioseguridad de Organismos Geneticamente Modificados ILBOGMs Vease tambien Editar Portal Biotecnologia Contenido relacionado con Biotecnologia Ingenieria de Alimentos Alimentos transgenicos Bioinformatica Bioingenieria Biologia molecular Bioquimica Biologia sintetica Ingenieria genetica Biorreactor Ingenieria biotecnologica Biotecnologia genetica Medicina genomica Mejoramiento genetico Ingenieria Quimica Biotecnologia cosmetica Biotecnologia aplicadaReferencias Editar Fari M G y Kralovanszky U P 2006 The founding father of biotechnology Karoly Karl Ereky Orsos Otto Laboratory University of Debrecen Centre of Agricultural Sciences Department of Vegetable Publicado en International Journal of Horticultural Science Consultado el 15 de enero de 2008 Cronologia de la biotecnologia vegetal en usinfo state gov Consultado el 15 de enero de 2008 Articulo 2 de Convenio sobre diversidad biologica 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