What is Biotechnology?

At its simplest, biotechnology is technology based on biology – biotechnology harnesses cellular and biomolecular processes to develop technologies and products that help improve our lives and the health of our planet. We have used the biological processes of microorganisms for more than 6,000 years to make useful food products, such as bread and cheese, and to preserve dairy products.

Modern biotechnology provides breakthrough products and technologies to combat debilitating and rare diseases, reduce our environmental footprint, feed the hungry, use less and cleaner energy, and have safer, cleaner and more efficient industrial manufacturing processes.

Currently, there are more than 250 biotechnology health care products and vaccines available to patients, many for previously untreatable diseases. More than 13.3 million farmers around the world use agricultural biotechnology to increase yields, prevent damage from insects and pests and reduce farming’s impact on the environment. And more than 50 biorefineries are being built across North America to test and refine technologies to produce biofuels and chemicals from renewable biomass, which can help reduce greenhouse gas emissions.

Recent advances in biotechnology are helping us prepare for and meet society’s most pressing challenges. Here’s how:

Heal the World

Biotech is helping to heal the world by harnessing nature’s own toolbox and using our own genetic makeup to heal and guide lines of research by:

  • Reducing rates of infectious disease;
  • Saving millions of children’s lives;
  • Changing the odds of serious, life-threatening conditions affecting millions around the world;
  • Tailoring treatments to individuals to minimize health risks and side effects;
  • Creating more precise tools for disease detection; and
  • Combating serious illnesses and everyday threats confronting the developing world.

Fuel the World

Biotech uses biological processes such as fermentation and harnesses biocatalysts such as enzymes, yeast, and other microbes to become microscopic manufacturing plants. Biotech is helping to fuel the world by:

  • Streamlining the steps in chemical manufacturing processes by 80% or more;
  • Lowering the temperature for cleaning clothes and potentially saving $4.1 billion annually;
  • Improving manufacturing process efficiency to save 50% or more on operating costs;
  • Reducing use of and reliance on petrochemicals;
  • Using biofuels to cut greenhouse gas emissions by 52% or more;
  • Decreasing water usage and waste generation; and
  • Tapping into the full potential of traditional biomass waste products.

Feed the World

Biotech improves crop insect resistance, enhances crop herbicide tolerance and facilitates the use of more environmentally sustainable farming practices. Biotech is helping to feed the world by:

  • Generating higher crop yields with fewer inputs;
  • Lowering volumes of agricultural chemicals required by crops-limiting the run-off of these products into the environment;
  • Using biotech crops that need fewer applications of pesticides and that allow farmers to reduce tilling farmland;
  • Developing crops with enhanced nutrition profiles that solve vitamin and nutrient deficiencies;
  • Producing foods free of allergens and toxins such as mycotoxin; and
  • Improving food and crop oil content to help improve cardiovascular health.

Source: Healing, Fueling, Feeding: How Biotechnology is Enriching Your Life

¿A favor o en contra de los Transgénicos?

transgenico

¿Qué son los alimentos transgénicos? (Artículo tomado de Muy Interesante)

Los alimentos transgénicos son aquellos que incluyen en su composición algún ingrediente procedente de un organismo al que se le ha incorporado, mediante técnicas genéticas, un gen de otra especie. Gracias a la biotecnología se puede transferir un gen de un organismo a otro para dotarle de alguna cualidad especial de la que carece. De este modo, las plantas transgénicas pueden resistir plagas, aguantar mejor las sequías, o resistir mejor algunos herbicidas. En Europa no todas las modalidades de transgénicos están autorizadas, sólo algunas pueden ser cultivadas y posteriormente comercializadas.

Los transgénicos, desde su nacimiento, han suscitado mucha polémica. Existen seguidores fanáticos y detractores acérrimos. Por ejemplo, Juan Felipe Carrasco, ingeniero agrónomo y responsable de la Campaña contra los Transgénicos de Greenpeace en España, cree que “la agricultura industrial, la que actualmente se nos vende como aquella que produce alimentos para toda la humanidad, desgraciadamente, está produciendo también muchísimos daños irreversibles”. Para Carrasco “no es cierto que la ciencia esté a favor de los transgénicos“, apuntando además que “los que estamos en contra de los transgénicos no estamos en contra de la ciencia del futuro, estamos en contra de la liberación de transgénicos en el medio ambiente”. Para Greenpeace los transgénicos incrementan el uso de tóxicos en la agricultura, la pérdida de biodiversidad, los riesgos sanitarios no están evaluados, etc.

Sin embargo, Francisco García Olmedocatedrático de Bioquímica y Biología Molecular de la Universidad Politécnica de Madrid, piensa todo lo contrario. “Los transgénicos son la mayor innovación en producción de alimentos que se ha hecho en los últimos 25 años y no ha habido un solo incidente adverso ni para la salud humana ni para el medio ambiente” explicaba durante la última edición de MadridFusión 2010.

En cualquier caso, sea cual sea la elección final del consumidor, no está de más saber qué productos contienen organismos modificados genéticamente. Con este objetivo, Greenpeace ha elaborado la “Guía roja y verde de alimentos transgénicos“. En la lista verde se encuentran aquellos productos cuyos fabricantes han garantizado que no utilizan transgénicos ni sus derivados en sus ingredientes o aditivos. En la roja están aquellos productos para los cuales Greenpeace puede garantizar que no contengan transgénicos.

Áreas De La Biotecnología

Biotechnology word cloud

Entornos científicos e industriales cada vez más especializados y diversos, hacen uso en mayor o menor medida de la biotecnología como herramienta para sus procesos. Esta diversidad ha determinado a su vez la necesidad de un sistema de clasificación de los usos de la biotecnología que los agrupe en función de sus características comunes o de su utilidad final. Como resultado, actualmente se consideran cinco agrupaciones fundamentales de los usos biotecnológicos, que han sido identificadas mediante un sistema de colores :

Biotecnología Roja

La biotecnología roja agrupa todos aquellos usos de la biotecnología relacionados con la medicina. La biotecnología roja incluye la obtención de vacunas y antibióticos, el desarrollo de nuevos fármacos, técnicas moleculares de diagnóstico, las terapias regenerativas y el desarrollo de la ingeniería genética para curar enfermedades a través de la manipulación genética. Algunos de los ejemplos más relevantes de biotecnología roja son, la terapia celular y la medicina regenerativa, la terapia génica y los medicamentos basados en moléculas biológicas, como los anticuerpos terapéuticos

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Biotecnología Blanca

La biotecnología blanca engloba a todos aquellos usos de la biotecnología relacionados con los procesos industriales. Por esta razón, la biotecnología blanca es también conocida como biotecnología industrial. La biotecnología blanca presta especial atención al diseño de procesos y productos que consuman menos recursos que los tradicionales, haciéndolos energéticamente más eficientes o menos contaminantes. Existen numerosos ejemplos de biotecnología blanca, como son la utilización de microorganismos para la producción de productos químicos, el diseño y producción de nuevos materiales de uso cotidiano (plásticos, textiles…) y el desarrollo de nuevas fuentes de energía sostenibles, como los biocombustibles.

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Biotecnología Azul

La biotecnología azul se basa en la explotación de los recursos del mar para la generación de productos y aplicaciones de interés industrial. Si tenemos en cuenta que el mar ofrece la mayor biodiversidad, potencialmente existe una enorme variedad de sectores que se pueden beneficiar de los usos de la biotecnología azul. Muchos de los productos y aplicaciones de la biotecnología azul se encuentran en fase de búsqueda o investigación, si bien ya hay ejemplos de utilización de algunos de ellos de forma cotidiana.

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Biotecnología Verde

La biotecnología verde se centra en la agricultura como campo de explotación. Las aproximaciones y usos biotecnológicos verdes incluyen la creación de nuevas variedades de plantas de interés agropecuario, la producción de biofertilizantes y biopesticidas, el cultivo in vitro y la clonación de vegetales. La primera de estas aproximaciones es la que ha experimentado un mayor desarrollo y también la que ha suscitado mayor interés y controversia en la sociedad. La creación de variedades modificadas de plantas se basa casi exclusivamente en la transgénesis, o introducción en la planta de interés de genes procedentes de otra variedad u organismo. Mediante la utilización de esta tecnología se persiguen tres objetivos fundamentales. En primer lugar, se busca la obtención de variedades resistentes a plagas y enfermedades. A modo de ejemplo, en la actualidad se utilizan y comercializan variedades de maíz resistentes a plagas como el taladro. Una segunda utilización de las plantas transgénicas está orientada al desarrollo de variedades con mejores propiedades nutricionales (por ejemplo, mayores contenidos en vitaminas). Por último, la transgénesis en plantas también se estudia como medio para obtener variedades de plantas que actúen como biofactorías productoras de sustancias de interés médico, biosanitario o industrial en cantidades fácilmente aislables y purificables.

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Biotecnología Gris

La biotecnología gris está constituida por todas aquellas aplicaciones directas de la biotecnología al medio ambiente. Podemos subdividir dichas aplicaciones en dos grandes ramas de actividad: el mantenimiento de la biodiversidad y la eliminación de contaminantes. Respecto a la primera, cabe destacar la aplicación de la biología molecular al análisis genético de poblaciones y especies integrantes de ecosistemas, su comparación y catalogación. También pueden incluirse las técnicas de clonación con el fin de preservar especies y la utilización de tecnologías de almacenamiento de genomas. En cuanto a la eliminación de contaminantes o biorremediación, la biotecnología gris hace uso de microorganismos y especies vegetales para el aislamiento y la eliminación de diferentes sustancias, como metales pesados e hidrocarburos, con la interesante posibilidad de aprovechar posteriormente dichas sustancias o utilizar subproductos derivados de esta actividad.

Tekhne 2013

Tekhne 2013

“Tékhne” is a Multidisciplinary Congress on Engineering and Technology Innovation, which has been organized jointly for Instituto Tecnológico de Morelia and CECTI Michoacán. At Instituto Tecnologico de Morelia the organizares are:

Industrial Engineering Department
Biochemical Engineering
Systems and Computing Departament

Tekné is a Greek word that recalls one of the most significant events in world history: the birth of disciplines considered as technical knowledge. Subsequently, the Greek word tekhne is translated into Latin as “ars”, meaning skill or ability:

a) In ancient times, the Greeks, the tekhne originally meant a man’s ability to produce tools and consumer goods, in close affinity with craftsmanship and artistic production in general (poiésis). Thus, along with how to act morally (praxis) and the intellectually contemplate (theoria), the technique was the special form of “knowledge” with which man is endowed with logos-producing states in the world works. Thus man is distinguished from the rest of nature, while not opposing it.

b) The ars of late antiquity and the Middle Ages still retains the sense of the Greek tekhne as a combination of intelligence and exercise in doing things. However, now extends to practical work (eg statecraft) and the theoretical behavior (eg liberal arts).
The decisive transformation was caused by Christianity. Indeed, the man from the Christian faith is no longer understood as arising from nature, but as out of the hand of God and put into the world to “carve out a Garden.” In fact, man is free in front of nature by divine appointments “subdue the earth” (Gen. 1:28). Therefore, the development of human ars ars is divine glow.

c) With the abandonment of traditional religious ties occurred in the Enlightenment (seventeenth and eighteenth centuries) develops modern technology as “radical will”-no longer tied to a divine commission, only herself to world domination. This modern technology is no longer in essence only a “partial area” within modern culture, as it was still the “technique” of ancient craft (techne) and of the Middle Ages (ars), but the attitude the world that determined from the roots of modern culture. Modern technology, in its own calculating, rationalizing and guarantor of success in advance, invades more and more all sectors of human life.

GENOBIOTEC 13

GENOBIOTEC 13

La Facultad de Ciencias Biológicas en la Universidad Autónoma de Nuevo León (UANL) y la Asociación Estudiantil de Biotecnología Genómica (AsEBioGen) invitan a investigadores, profesionistas, estudiantes y empresarios a participar en el IV Congreso Internacional de Biotecnología y Genómica, GENOBIOTEC 13, que tendrá lugar del 21 al 23 de noviembre de 2013 en Monterrey, Nuevo León, México.

PRODUCCIÓN DE VACUNAS

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La vacunas son un método preventivo ante enfermedades bacterianas y víricas, basado en la memorización por el S.I.  de las características del patógeno. Se inocula el patógeno atenuado o fragmentos de sus antígenos, y así se induce la fabricación de anticuerpos y células con memoria. El riesgo es inocular patógenos que no están atenuados completamente. La primera vacuna la desarrolló Pasteur en 1885 contra la rabia. En 1924 se consiguió la fabricación industrial, y esta metodología se ha utilizado hasta los años 80 para vacunas contra el sarampión, difteria, tos ferina, etc.

Hoy día la mayor parte de las vacunas contra los virus se obtienen por I.G, creando el toxoide o el antígeno capaz de inducir la formación de los anticuerpos. En otros casos se manipula el patógeno para disminuir su virulencia.

La parte antigénica de los virus suele ser una proteína (normalmente de la cápsida). Se detecta el gen del virus que la produce, se clona, se  introduce en una bacteria y ésta fabrica grandes cantidades del determinante antigénico. Estos elementos víricos son los que forman la vacuna que se inocula en los individuos, provocando así la formación de anticuerpos sin desarrollar la enfermedad. Así se han conseguido vacunas contra las hepatitis A y B. La vacuna por tanto no la constituye el patógeno completo, sino sólo su antígeno (s). Así se evita el desarrollar la enfermedad, se puede suministrar a dosis mayores porque no tiene efectos secundarios. (www.portaleso.com)

PRODUCCIÓN DE ANTIBIÓTICOS

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El primer antibiótico aislado fue la penicilina.  En 1929. Fleming, descubrió casualmente al comprobar que un cultivo de Staphylococcus aureus (bacteria) se contaminó por esporas de Penicillum notatum (hongo) y que las colonias de bacterias rodeadas por el hongo morían. Pensó que el hongo producía alguna sustancia responsable de ese efecto sobre la bacteria.

La llamó penicilina.  Fue aislada once años más tarde. Su producción industrial comenzó  en los años 40, al final de la SGM. La penicilina así obtenida se llamó penicilina G, pero se dejó de usar porque era tóxica para el hombre. Fue sustituida por penicilinas semisintéticas, menos tóxicas que la G. Para ello se añaden cadenas laterales a los penicilinas naturales. Çasí se aumenta el espectro de acción,y su potencia frente a bacterias.

La penicilina resultó muy eficaz contra las Gram +, y disminuyeron muchísimo infecciones de estafilococos, estreptocos, meningococos y neumococos. Más tarde, Schatz y Waksman descubren la estreptomicina, eficaz contra las Gram. -.

Los antibióticos son metabolitos secundarios producidos y excretados por hongos (Penicillium, Cephalosporium ) y bacterias (Bacillus, Streptomyces) y actinomicetes, que inhiben el crecimiento de otros microorganismos o los matan. Se utilizan para combatir infecciones bacterianas y fúngicas. Su uso es profiláctico (preventivo) o curativo. Los antibióticos impiden la formación de la PC o bloquean la síntesis de proteínas, como muestra la tabla siguiente:

Antibiótico Espectro Acción
Ampicilina Gram + y - Inhibe la formación de la PC
Bacitracina Gram +
Cefalosporina Gram +
Penicilina G Gram +
Cloranfenicol Amplio espectro Bloquea la síntesis de proteínas
Tetraciclina Amplio espectro
Estreptomicina Gram + y -
Eritromicina Gram + y Ricketssias
Neomicina  

Químicamente son un grupo muy diverso. Algunos pueden impedir el crecimiento del propio microorganismo que lo produce, por ello se busca cepas resistentes para mejorar la producción.

Hoy día también se obtienen por fermentación industrial otros antibióticos como las cefalosporinas, producidas por el hongo Cefalosporium. Tanto las penicilinas como estas pertenecen al grupo de antibióticos b-lactámicos.

Otros son los producidos por el grupo de los actinomicetos, que son bacterias aerobias del suelo. Destaca la bacteria Streptomyces, que produce los siguientes:

  • Streptomyces griseus, la estreptomicina
  • Streptomyces venezuelae, el cloranfenicol
  • Streptomyces erythreus, la eritromicina
  • Streptomyces rimosus, la tetraciclina
  • Streptomyces fradiae, la neomicina
  • Streptomyces noursii, la nistatina
  • Bacillus licheniformis

 Para obtener el mayor rendimiento en la producción de antibióticos hay que la producción de antibióticos ha aumentado muchísimo por estos factores::

 Descubrimiento de especies y cepas de muy alto rendimiento productivo. Utilizar variedades o estirpes de los microorganismos productores. Hoy día se dispone de variedades “superproductivas” muchas obtenidas por técnicas genéticas clásicas, como la mutación y recombinación o bien induciendo mutaciones con  rayos  X y UV. Así, Penicillium chrysogenum ha sustituido a Penicillium notatum.

  • Perfeccionar el proceso industrial, utilizando cultivos ideales, controlando al máximo todas las variables para que tengan las mejores condiciones para el crecimiento de los hongos o bacterias, volúmenes mayores de los fermentadores, etc.
  • Utilizar técnicas adecuadas de extracción y purificación, que separe el antibiótico de otros compuestos producidos por el microorganismo.

 Se conocen unos 5500 antibióticos pero sólo un centenar o incluso menos están comercializados. Hoy día  el gran problema es la aparición de cepas de patógenos resistentes (o incluso multirresistentes) a los antibióticos. Por ellos el reto es encontrar nuevos antibióticos o modificar los ya existentes para recuperar su efectividad. (www.portaleso.com)

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