BIOCOMBUSTIBLE

Se entiende por biocombustible a aquellos combustibles que se obtienen de biomasa, es decir, de organismos recientemente vivos (como plantas) o sus desechos metabólicos (como estiércol). Recientemente ha surgido un gran interés por los biocombustibles, principalmente debido a que gobiernos pretenden disminuir su dependencia de los combustibles fósiles y así lograr mayor seguridad energética. Además, se mencionan diversas ventajas de los biocombustibles con respecto a otras energías, como la menor contaminación ambiental, la sustentabilidad de los mismos y las oportunidades para sectores rurales. Los biocombustibles pueden reemplazar parcialmente a los combustibles fósiles. En comparación con otras energías alternativas, como la proporcionada por el hidrógeno, el reemplazo de los combustibles fósiles por biocombustibles en el sector de transporte carretero puede ser realizado con menores costos, debido a que no requieren grandes cambios en la tecnología actualmente utilizada, ni tampoco en el sistema de distribución. Utilizar otro tipo de energía, como la obtenida a través del hidrógeno, que se basa en una tecnología totalmente distinta, requeriría grandes cambios en el stock de capital. Esto no implica que se deban descartar nuevas fuentes de energía, sino que los biocombustibles serán los que tendrán más crecimiento en el corto plazo. Tanto los combustibles fósiles como los biocombustibles, tienen origen biológico. Toda sustancia susceptible de ser oxidada puede otorgar energía. Si esta sustancia procede de plantas, al ser quemada devuelve a la atmósfera dióxido de carbono que la planta tomó del aire anteriormente. Las plantas, mediante la fotosíntesis, fijan energía solar y dióxido de carbono en moléculas orgánicas. El petróleo es energía proveniente de fotosíntesis realizada hace millones de años concentrada. Al provenir de plantas de hace millones de años, su cantidad es limitada. En el caso de los biocombustibles, la sustancia a ser quemada proviene de fotosíntesis reciente, por eso se afirma que la utilización de biocombustibles no tiene impacto neto en la cantidad de dióxido de carbono que hay en la atmósfera. Algunos la consideran energía renovable en el sentido que el ciclo de plantación y cosecha se podría repetir indefinidamente, teniendo en cuenta que no se agoten los suelos ni se contaminen los campos de cultivo.

CLONACION

¿Qué es clonar?

La clonación puede definirse como el proceso por el que se consiguen copias idénticas de un organismo ya desarrollado, de forma asexual. Estas dos características son importantes:

§ Se parte de un animal ya desarrollado, porque la clonación responde a un interés por obtener copias de un determinado animal que nos interesa, y sólo cuando es adulto conocemos sus características.

§ Por otro lado, se trata de hacerlo de forma asexual. La reproducción sexual no nos permite obtener copias idénticas, ya que este tipo de reproducción por su misma naturaleza genera diversidad.

VIDEOS SOBRE BIOTECNOLOGIA, ALIMENTOS TRANSGENICOS Y GENOMA

GENOMA HUMANO

E1 Genoma debe ser entendido como la totalidad de la información genética almacenada en el ADN de las células. Cada persona tiene su propio genoma, el cual guarda una gran similitud (99,8%) con todos los de su propia especie y tan solo se diferencia de la del chimpancé en algo más del 1%. Esa información, que se encuentra almacenada en todas y cada una de sus células y que le define e identifica como ser único e independiente, es lo que conocemos como su patrimonio genético o genoma.

ORGANIZACIÓN DEL GENOMA

Las personas estamos formadas por un ingente número de células y, aunque las que constituyen la piel, el hígado, el músculo, la sangre, el sistema nervioso, etc., muestran características morfológicas y funcionales diferentes, todas ellas encierran, en compartimentos específicos, una información genética idéntica, la cual no se expresa de forma simultánea en una misma célula sino que a lo largo del desarrollo se seleccionan grupos de genes que determinan su futuro estructural y funcional

LOCALIZACIÓN DEL GENOMA

El genoma humano está constituido por un genoma nuclear y otro mitocondrial. La parte más importante del genoma se localiza en el núcleo de la célula (genoma nuclear) el cual está separado del resto por una envoltura nuclear que limita y regula el intercambio que se establece entre el interior del núcleo (en donde se encuentra el ADN) y el exterior del mismo (citoplasma celular) donde se encuentra la maquinaria relacionada con la decodificación de la información genética, responsable en última instancia de la síntesis de proteínas. El genoma nuclear, que está dispuesto en forma lineal y representa el genoma al que habitualmente nos referimos al hablar del genoma humano, está constituido por algo más de tres mil millones de pares de bases (o nucleótidos) conteniendo aproximadamente unos mil genes. Cada cromosoma nuclear está constituido por una sola hebra de doble cadena de ADN (lógicamente asociada a proteínas) con una longitud de 1,7 a 8,5 cm, conteniendo entre 50 y 250 millones de pares de bases de nucleótidos. Sin embargo, esta molécula habitualmente se encuentra en grados de mayor o menor empaquetamiento y esta especial forma de replegamiento de los cromosomas permite que todo el genoma pueda ser almacenado en el espacio nuclear de la célula, que viene a representar una esfera con un diámetro de unas cinco milésimas de milímetro, en donde se almacena una información equivalente al contenido de 800 Biblias. El otro genoma es el genoma mitocondrial, ubicado en la matriz de un orgánulo celular (mitocondria). La organización del genoma mitocondrial humano es radicalmente diferente del genoma nuclear, pero tiene grandes similitudes con la mayoría de los genomas de las bacterias (células procariotas): es más simple, está constituido por unos dieciséis mil seiscientos pares de bases, conteniendo 37 genes y con una disposición circular. Se cree que la célula eucariótica actual, conteniendo ambos genomas nuclear y mitocondrial, procede de la simbiosis entre dos células diferentes, una nucleada (eucariota) y otra sin núcleo diferenciado (procariota). Esta simbiosis debe ser entendida en los orígenes de la vida.

ALIMENTOS TRASGENICOS

Los alimentos transgénicos

Para comprender el objetivo y la utilidad de unos alimentos tan singulares como son los transgénicos cabe explicar primero un interesante concepto que es denominado biotecnología.

La biotecnología o ingeniería genética es el conjunto de técnicas que utilizan organismos vivos o partes de los organismos para fabricar o modificar productos, o para desarrollar microorganismos para usos específicos. Posee un gran potencial para obtener cantidades prácticamente ilimitadas de:

-Sustancias nunca utilizadas anteriormente,

-productos obtenidos normalmente en cantidades pequeñas,

-productos con un coste de producción menor que el de los obtenidos normalmente,

-productos con mayor seguridad que los hasta ahora disponibles y

-productos obtenidos a partir de nuevas materias primas más

abundantes y baratas que las usadas anteriormente.

Básicamente, los transgénicos son alimentos modificados genéticamente, es decir, mediante ingeniería genética. Son obtenidos a partir de una técnica que utiliza células vivas, cultivo de tejidos o moléculas derivadas de un organismo como por ejemplo los enzimas. Todo esto nos vale para obtener, modificar o mejorar un producto, o desarrollar un microorganismo para utilizarlo con un propósito específico. 

Obtención de alimentos transgénicos.

Respecto a la alimentación, se han conseguido muchas cosas útiles en poco tiempo. Un ejemplo muy habitual son los tomates. Ahora mismo, un agricultor los puede plantar con innumerables características curiosas: pueden ser resistentes a numerosas plagas, con menos agua en su interior (lo cual quiere decir que se conservarán en buen estado durante más tiempo), gigantes, diminutos, especialmente sabrosos, con un aspecto asombrosamente saludable…esto puede llegar a ser útil si pensamos en toda la gente que hay en el mundo que no tiene nada que llevarse a la boca. Tarde o temprano la Biotecnología será una práctica bastante habitual, aunque la FAO (Organización para la Alimentación y la Agricultura perteneciente a la ONU) impone estrictos controles en todo lo relacionado con la Biotecnología, por lo que no se corre peligro al consumir alimentos genéticamente diseñados. Pero ante todo, debemos estar informados de cómo se obtienen estos alimentos, ya que como vengo comentando pronto serán bastante habituales en nuestros supermercados.

Los alimentos transgénicos se obtienen a partir de complicadas técnicas de ingeniería genética que, aunque parezca mentira, podemos explicar de una manera bastante básica y sencilla: imaginemos que compramos un tomate y permanece en buen estado durante 4 días aproximadamente. Sin embargo, una variedad de tomates un poco más caros puede llegar a aguantar unos 7 días. Con esta historia pretendo explicar una de las ventajas principales de los alimentos transgénicos.

Ventajas e inconvenientes de los transgénicos.

Como todo, la posibilidad de obtener alimentos transgénicos tiene tanto ventajas como inconvenientes. A continuación, un listado tanto de lo bueno como de lo malo:

VENTAJAS

-Podremos consumir alimentos con más vitaminas, minerales y

proteínas, y menores contenidos en grasas.

-Producción de ácidos grasos específicos para uso alimenticio o

industrial.

-Cultivos más resistentes a los ataques de virus, hongos o insectos

sin la necesidad de emplear productos químicos, lo que supone

un ahorro económico y menor daño al medio ambiente.

-Cultivos resistentes a los herbicidas, de forma que se pueden

mantener los rendimientos reduciendo el número y la cantidad

de productos empleados y usando aquellos con características

ambientales más deseables.

-Mayor tiempo de conservación de frutas y verduras.

-Aumento de la producción.

-Disminución de los costes de la agricultura.

-La biotecnología puede ayudar a preservar la biodiversidad

natural.

-Cultivos tolerantes a la sequía y estrés (por ejemplo, un

contenido excesivo de sal en el suelo).

INCONVENIENTES

-Existe riesgo de que se produzca hibridación.

-Siempre puede haber un rechazo frente al gen extraño.

-Puede que los genes no desarrollen el carácter de la forma

esperada.

-Siempre van a llegar productos transgénicos sin etiquetar a los

mercados.

APLICACIONES DE LA BIOTECNOLOGIA

La biotecnología tiene aplicaciones en importantes áreas industriales como lo son 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, como 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 llama biotecnología vegetal. Además se aplica en la genética para modificar ciertos organismos.

Las aplicaciones de la biotecnología son numerosas y se suelen codificarse como:

• Biotecnología roja: se aplica a la utilización de biotecnología en procesos médicos. Algunos ejemplos son el diseño de organismos para producir antibióticos, el desarrollo de vacunas más seguras y nuevos fármacos, los diagnósticos moleculares, las terapias regenerativas y el desarrollo de la ingeniería genética para curar enfermedades a través de la manipulación génica.
• Biotecnología blanca: también conocida como biotecnología industrial, es aquella aplicada a procesos industriales. Un ejemplo de ello es el diseño de microorganismos para producir un producto químico o el uso de enzimas como catalizadores industriales, ya sea para producir productos químicos valiosos o destruir contaminantes químicos peligrosos (por ejemplo utilizando oxidorreductasas ). 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 generen menos desechos durante su producción. La biotecnología blanca tiende a consumir menos recursos que los procesos tradicionales utilizados para producir bienes industriales.

• Biotecnología verde: es la biotecnología aplicada a procesos agrícolas. Un ejemplo de ello es el diseño 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. Si los productos de la biotecnología verde como éste son más respetuosos con el medio ambiente o no, es un tema de debate.

• Biotecnología azul: también llamada biotecnología marina, es un término utilizado para describir las aplicaciones de la biotecnología en ambientes marinos y acuáticos. Aún en una fase temprana de desarrollo sus aplicaciones son prometedoras para la acuicultura, cuidados sanitarios, cosmética y productos alimentarios

Biorremediación y biodegradación

La biorremediación es el proceso por el cual son utilizados microorganismos para limpiar 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 aceleraran el desarrollo de tecnologías de biorremediación y los procesos de biotransformación.

Los entornos marítimos son especialmente vulnerables ya que los derrames de petróleo en 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). Además varios microorganismos como Pseudomonas, Flavobacterium, Arthrobacter y Azotobacter pueden ser utilizados para degradar petróleo. 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, estimulando la población bacteriana suplementándole nitrógeno y fósforo que eran los limitantes del medio.

Bioinformática

La bioinformática es un campo interdisciplinario que se ocupa de los problemas biológicos usando técnicas computacionales y hace que sea posible la rápida organización y análisis de los datos biológicos. Este campo también puede ser denominado 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." 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. Bioingeniería

La ingeniería biológica o bioingeniería es una rama de 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, etc. Se trata de un enfoque integrado de los fundamentos de las ciencias biológicas y los principios tradicionales de la ingeniería.

Los bioingenieros con frecuencia trabajan escalando 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 EE.UU.) son cuestiones de vital importancia para las empresas de biotecnología, los bioingenieros a menudo deben tener los conocimientos relacionados con estos temas.

Existe un creciente número de empresas de biotecnología y muchas universidades de todo el mundo proporcionan programas en bioingeniería y biotecnología de forma independiente.

BIOTECNOLOGIA

 ¿QUE ES LA BIOTECNOLOGIA?

A nivel básico la biotecnología se puede definir como una técnica que utiliza células vivas, cultivo de tejidos o moléculas derivadas de un organismo como las enzimas para obtener o modificar un producto, mejorar una planta o animal o desarrollar un microorganismo para utilizarlo con un propósito específico.

Según esta definición, la fabricación, entre otros, de pan y cerveza que se basa en el empleo de células de levadura es un proceso biotecnológico.

La diferencia aportada por la biotecnología moderna es que actualmente el hombre no sólo sabe cómo usar las células u organismos que le ofrece la naturaleza, sino que ha aprendido a modificarlos y manipularlos en función de sus necesidades. La biotecnología tal como la conocemos actualmente empezó en los años 50 con el descubrimiento por James Watson y Francis Crick de la estructura de la molécula de ADN* (ácido desoxirribonucleico) que es donde se almacena la información genética (la herencia) en todos los seres vivos.

En contra de lo que pueda parecer, la Biotecnología no es un campo nuevo de actividad empresarial, su desarrollo puede remontarse a varios miles de años atrás cuando el hombre aprendió a producir pan y otros productos como el queso, la cerveza y el vino.

El hombre lleva varios miles de años modificando los vegetales que utiliza como alimento. Por ejemplo, las repollitos de Bruselas, la coliflor y el brócoli son variedades artificiales de la misma planta (aunque no lo parezcan). Lo mismo se puede decir de las decenas de variedades de manzanas, maíz, papas, trigo, entre otros. Los antecedentes salvajes de muchas de estas plantas, cuando existen, son tan poco parecidas que no serían reconocidos como tales por alguien que no fuera experto.

En cuanto a la "mezcla de especies", el triticale, un híbrido de trigo y centeno, lleva décadas prosperando en terrenos de mala calidad (útiles para centeno, pero no para trigo), pero con algunas buenas propiedades del trigo, lo que lo hace mucho más valioso para alimentación humana.

Sin embargo, la ingeniería genética permite ahora llevar a cabo, en pocos años y de forma controlada, lo que antes podía costar décadas o siglos, o conseguir efectos que sólo estaban en los sueños de los agricultores, pero que eran imposibles con las viejas técnicas de cruce y selección.

¿Cuáles son los beneficios de la Biotecnología?

La biotecnología ofrece los medios para producir alimentos de mejor calidad, en forma más eficiente y segura para la salud y el medio ambiente. Desde el punto de vista productivo, el uso de estas nuevas tecnologías, permite aumentar la competitividad de países agroexportadores como la Argentina, aumentando los rendimientos, disminuyendo los costos y aumentando la seguridad de la cosecha. Una de las promesas de la biotecnología es generar innovaciones y mejoras en los alimentos conduciendo a prácticas agrícolas más ecológicas, contribuyendo a una agricultura sustentable, que utiliza con respeto los recursos del medio ambiente y sin hipotecar generaciones futuras.

¿Qué es la ingeniería Genética?

Una vez que los científicos entendieron el código del ADN, comenzaron a buscar formas de cambiar las instrucciones en los genes y de aislarlos para entender su funcionamiento, o introducir cambios que lograran que las células produjeran más o mejores compuestos químicos necesarios, o llevaran a cabo procesos útiles, o dieran a un organismo características deseables. El resultado fue la moderna ingeniería genética la ciencia de manipular y transferir "instrucciones químicas" de un organismo a otro.Una de las metas primarias de la biotecnología moderna es hacer que una célula viviente actúe de una forma útil y específica de una forma predecible y controlable. La tarea de estas células puede ser fermentar el azúcar para hacer alcohol, o producir una sustancia que logre obtener flores rojas, u obtener un compuesto que permita luchar contra una infección.Cómo una célula viva desarrollará estas tareas está determinado por su estructura genética – las instrucciones contenidas en una colección de mensajes químicos que denominamos "genes". Estos genes son heredados de una generación en otra, por lo tanto la descendencia hereda un rango de atributos individuales de sus padres. 

¿Es necesaria la Biotecnología para alimentar al mundo?

Sí, porque puede y debe ayudar a cultivar más en medios ambientes que ya no pueden sostener una mayor carga de producción. Se dice que hoy en día hay suficiente alimento pero, sin embargo, todavía un octavo de la población mundial (2.000 millones de seres humanos) vive crónicamente desnutrida.

El escenario de los próximos 20 años será sumamente complicado: la demografía pronostica para este período la duplicación de la actual población mundial, lo que supone que para mantener constante la producción de alimentos, ésta no debería duplicarse sino "triplicarse" mientras la tierra cultivable, su capacidad de producción y los recursos hídricos están ya en el límite; es decir que las actuales prácticas agrícolas sólo están contribuyendo a destruir la fertilidad de los suelos. Es por eso que, en los últimos años, el fenómeno de la desertificación se convirtió en uno de los temas centrales de las agendas gubernamentales.

La biotecnología puede y debe jugar un rol importante en el desarrollo de nuevos productos agrícolas, pero otros factores, incluyendo tecnologías tradicionales de reproducción y el mejoramiento de las infraestructuras agrícolo-ganaderas no serán menos importantes.