La Biotecnología

La Biotecnología se define como un área multidisciplinaria, que emplea la biología, química y procesos varios, con gran uso en agricultura, farmacia, ciencia de los alimentos, ciencias forestales y medicina. Probablemente el primero que usó este término fue el ingeniero húngaro Karl Ereky, en 1919.

Una definición de biotecnología aceptada internacionalmente es la siguiente:

La biotecnología se refiere a 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 (Convention on Biological Diversity, Article 2. Use of Terms, United Nations. 1992).

La biotecnología, comprende investigación de base y aplicada que integra distintos enfoques derivados de la tecnología y aplicación de las ciencias biológicas, tales como biología celular, molecular,

bioinformática y microbiología marina aplicada. Se incluye la investigación y desarrollo de sustancias bioactivas y alimentos funcionales para bienestar de organismos acuáticos, diagnóstico celular y molecular, y manejo de enfermedades asociadas a la acuicultura, toxicología y genómica ambiental, manejo ambiental y bioseguridad asociado al cultivo y procesamiento de organismos marinos y dulceacuícolas, biocombustibles, y gestión y control de calidad en laboratorios.

¿Qué es el ADN?
El ADN es la sigla empleada para el Ácido DesoxiriboNucleico. Este corresponde al material genético que está presente en cada célula de los organismos vivos. Está presente en algunos virus (otros virus tiene ARN), algas, plantas, árboles, animales y el hombre. El ADN se forma por cuatro nucleótidos (letras) que son Adenina (A), Guanina (G), Citosina (C) y Timina (T). Esta información se encuentra en el núcleo de la célula y es lo que conocemos como genoma. Una característica de gran interés es que las bases del ADN son las mismas en todos los organismos vivos, pero varía el orden en que se disponen estas letras y la cantidad de ellas presentes en el núcleo. Es así que los virus tienen muy poco ADN comprado con el hombre.

Dentro del ADN hay diferentes funciones, algunas letras (secuencias) son responsables que existan los genes. Por ejemplo la insulina es una proteína cuya información se encuentra en el núcleo. Del total del ADN de un organismo, se cree que sólo un 20% es funcional, es decir está involucrado en generar proteínas o cumplir una función en la célula. A medida que se vaya descifrando un mayor número de genomas será posible conocer la función de las diferentes partes del genoma.

¿Qué es el ADNr o ADN recombinante?
El año de 1970 marca una etapa importante en la historia de la biotecnología: el comienzo de la manipulación enzimática del material genético, y por consiguiente, la aparición de la biotecnología moderna, que constituye la más reciente evolución de la manipulación genética. Los procedimientos que se utilizan reciben el nombre de métodos del ADN recombinante o clonación molecular del ADN.

Con herramientas de la biología molecular (enzimas de restricción) es posible tomar un fragmento pequeño de ADN de un organismo (por ejemplo bacteria) e insertarlo en el ADN (genoma) de una planta. Eso se conoce con el nombre de tecnología del ADNr (de 2 o más fuentes diferentes).

¿Qué es la ingeniería genética?
La ingeniería genética es la tecnología que permite tener ADNr. La ingeniería genética puede definirse como “La manipulación deliberada de la información genética, con miras al análisis genético, o al mejoramiento de una especie”. La generación del ADNr puede tener diferentes fines, el más común es determinar la función o rol que tendría un gen en un organismo. Por ejemplo, si asumimos que tenemos un fragmento de ADN y creemos que es responsable de la producción del color azul en flores, podemos insertar ese fragmento en una planta que produce flores blancas. Si al dejarla crecer esta planta genera flores azules, entonces sabremos que ese gen es el responsable de conferir el color azul. Las aplicaciones más comunes de esta tecnología la encontramos en el área de la farmacología. Muchas proteínas, que son necesarias para el funcionamiento del hombre (por ejemplo insulina, en el caso de diabéticos) se pueden producir en microorganismos a gran escala y bajo costo. Una ventaja enorme es que por esta metodología tendremos la insulina humana, con una gran pureza. Hoy en día se sintetizan más de 200 fármacos por medio de ADNr.

La ingeniería genética tiene un gran potencial en las diferentes áreas de la biotecnología. Ya mencionábamos el caso de la insulina, beneficio directo para el hombre. Un área de uso y que representa sólo el 10% de la tecnología del ADNr, es en el sector agrícola. Es posible obtener plantas que posean una característica de interés, por ejemplo plantas que producen una toxina para insectos (maíz Bt), arroz enriquecido con vitamina (arroz dorado), cultivos que en el futuro sean capaces de actuar como biorreactores y producir fármacos, entre otras aplicaciones. Desde 1996, se están comercializando plantas genéticamente modificadas en el mundo, especialmente en Estados Unidos, Argentina, Brasil y Canadá. No así en Chile, donde no está permitido el uso de plantas transgénicas para alimentación humana o animal.

Glosario

• ADN: es la base química de la herencia, constituido por una molécula con estructura de doble hélice formada por cuatro bases nitrogenadas (Adenina, Timina, Guanina y Citosina), grupos fosfato y azúcares. Generalmente se encuentra en el núcleo celular, pero puede hallarse también en algunos orgánulos citoplasmáticos como mitocondrias y cloroplastos.
• Bacteria: microorganismo compuesto de una sola célula que se caracteriza por no poseer núcleo. Este tipo de organismo primitivo se clasifica dentro del grupo de los procariotas.
• Célula: es la unidad más pequeña que contiene todas las propiedades de un ser vivo. Consta de un núcleo donde se halla el material hereditario (ADN) y u citoplasma que contiene diferentes orgánulos, los cuales cumplen variadas funciones (producción de energía o proteínas, almacenamiento de sustancias, etc.)
• Cruzamiento: apareamiento entre dos individuos de la misma especie para producir descendencia.
• Cultivar: categoría de plantas cultivadas que se distinguen claramente por ciertas características y deben ser cultivadas bajo condiciones específicas.
• Enzima: proteína que promueve o activa un proceso químico sin alterarse o destruirse. Un tipo muy especial lo constituyen las enzimas de restricción, las cuales son sintetizadas por algunas bacterias como reacción ante la invasión de un ADN extraño (por ejemplo de algunos virus que atacan bacterias). Estas enzimas los seccionan en pequeños fragmentos, rechazando así la infección.
• Especia: sustancia aromática usada como condimento (ejemplo: canela, pimienta, vainilla, etc.).
• Especie: clasificación taxonómica que agrupa a un conjunto de individuos que pueden cruzarse naturalmente (generar descendencia fértil) y que presentan características similares.
• Fermentación: proceso por el cual las enzimas de ciertas bacterias y levaduras convierten sustancias orgánicas complejas en otras más simples como alcohol, ácido láctico y gases.
• Gen: unidad estructural y funcional de la herencia, transmitida de los padres a los hijos a través de los gametos (óvulo y espermatozoide, en el caso de los humanos y otros animales). Es un fragmento de ADN que lleva las instrucciones precisas para fabricar una determinada proteína.
• Generación: conjunto de todos los organismos coetáneos vivientes de una especie.
• Genética: ciencia que estudia la herencia, es decir la transmisión de los caracteres que un ser vivo pasa a su descendencia.
• Herencia: transmisión de caracteres biológicos de los padres a los hijos.
• Levadura: hongo unicelular que puede intervenir en procesos de fermentación.
• Mejoramiento: conjunto de procedimientos utilizados para obtener progenies de plantas o animales con mejores características que los padres.
• Microorganismo: organismo microscópico. Dentro de esta clasificación se incluyen hongos, bacterias y virus.
• Molécula: es la porción más pequeña de un elemento o compuesto que conserva la identidad química del mismo. Es la unión dedos o más átomos.
• Selección: escogencia de individuos con características deseables (por ejemplo, mayor rendimiento de granos) como padres de la siguiente generación.