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2 CONTENIDO Objetivos Introducción La investigación en El Salvador
Importancia de la Biotecnología Microbiana Reflexiones Finales

3 OBJETIVOS Presentar breves datos sobre la
investigación en El Salvador. Presentar información general sobre la biotecnología microbiana. Promover la reflexión sobre la importancia de la investigación de la biotecnología microbiana.

4 INTRODUCCIÓN Localización del problema a investigar El reconocimiento del problema a resolver es el detonante de la investigación, para lo cual es necesario contestar las siguientes preguntas generales: QUE (delimitación del Interrogante a resolver), QUIÉN (identificación de los involucrados y el papel que les corresponde en la investigación), CUANDO (establecimiento de las fechas de abordaje del problema), DONDE (localización de los sitios involucrados para el abordaje), POR QUÉ (justificación de la investigación), COMO (identificación de metodologías y estrategias).

5 CRITERIO DIFERENCIADOR
INTRODUCCIÓN La investigación puede tener un enfoque cuantitativo CRITERIO DIFERENCIADOR CUANTITATIVO 1) Adscripción epistemológica Paradigma positivista. Tradición descriptiva y explicativa 2) Objetivo de conocimiento Búsqueda de medición, control y predicción de los fenómenos sociales 3) Visión del objeto Analítico 4) Lógica del diseño de investigación Deductiva. Confirmación de teorías y explicaciones existentes. Dirigida por teorías e hipótesis expresadas explícitamente 5) Forma de argumentación Énfasis en el número, en el dato, en la medición 6) Papel del diseño de investigación Construcción previa al trabajo de campo. El diseño guía el proceso investigativo 7) Objetividad Búsqueda y verificación de conocimiento verdadero, distinción entre hechos y valores objetivos. Diferencia entre ciencia y experiencia personal. El investigador descubre el objeto de estudio, establece distancia con él 8) Muestra/caso Selección de muestras probabilísticas representativas de la población para hacer generalizaciones 9) Papel de la estadística Apoyo para demostrar la confiabilidad, y validez del estudio, para procesar la información recolectada y construir la base de los argumentos de análisis y explicación. Lenguaje de números y tests, de algoritmos, tablas y fórmulas 10) Tipos de diseños de investigación Experimental y no experimental. Estudios de caso 11) Instrumentos de recolección de información Estructurados: observación, encuestas entrevista M. Camargo Abello, Colombia Ciencia Tecnología, Vol. 23, No. 1, enero-marzo.

6 INTRODUCCIÓN La investigación puede tener un enfoque cualitativo
CRITERIO DIFERENCIADOR CUALITATIVO 1) Adscripción epistemológica Paradigma hermenéutico. Tradición comprensiva e interpretativa 2) Objetivo de conocimiento Búsqueda y reconstrucción de sentido y significado del mundo de los sujetos sociales 3) Visión del objeto Holística 4) Lógica del diseño de investigación Inductiva. Generativa y constructiva de nuevas tentativas y posibilidades de comprensión. 5) Forma de argumentación Énfasis en el símbolo, en la palabra 6) Papel del diseño de investigación Se construye afina y reconstruye a lo largo del proceso de investigación 7) Objetividad Reconoce en la subjetividad e intersubjetividad una posibilidadde construcción de conocimiento. Reconoce el sentimiento y la razón. El investigador crea su objeto de estudio, se compromete con él, reconoce que hace parte de él 8) Muestra/caso Selección de casos intencionales para profundizar más que generalizar 9) Papel de la estadística La validez y confiabilidad se construyen en los procesos de interacción con los investigados y con la comunidad científica. Datos no cuantitativos. Lenguaje conceptual, metafórico, narrativo 10) Tipos de diseños de investigación Etnografías, historias de vida, estudios documentales, investigación acción participativa 11) Instrumentos de recolección de información No estructurados: observación entrevista, grupo focal, grupo de discusión diario de campo M. Camargo Abello, Colombia Ciencia Tecnología, Vol. 23, No. 1, enero-marzo.

7 DIRECTORIO DE INVESTIGADORES
EN EL SALVADOR 2008 El Registro de Investigadores Científicos Nacionales, de la Red de Investigadores Salvadoreños – REDISAL, tiene entre sus objetivos: permitir la conformación de redes de investigadores; establecer un ambiente favorable a la investigación ; y, estimular el trabajo cooperativo entre investigadores nacionales y científicos extranjeros.

8 INVESTIGADORES EN REDISAL CIENTÍFICA Y TECNOLÓGICA
REGISTRADOS POR ÁREA CIENTÍFICA Y TECNOLÓGICA AREA ♀ ♂ Total % 1. Ciencias Naturales 36 45 81 28.4 2. Ingeniería y Tecnología 15 55 70 24.6 3. Ciencias Médicas 12 17 29 10.2 4. Ciencias Agrícolas 6 27 33 11.6 5. Ciencias Sociales 13 48 61 21.4 6. Humanidades 5 11 3.8 TOTAL 87 198 285 100 Fuente: CONACYT Directorio de Investigadores Salvadoreños.

9 UNIVERSO DE INVESTIGADORES
(2008) Fuente: CONACYT. 2008

10 ♀ ♂ PERSONAL DOCENTE-INVESTIGADOR EDUCACIÓN TERCIARIA TOTAL
Nivel 5A: Licenciados, Ingenieros, Arquitectos o Doctores de diferentes carreras 236 184 420 Nivel 5B: Técnico 14 6 20 Nivel 6: Posgrado (Maestrías) 71 32 103 Nivel 6: Posgrado (Doctorados) 4 36 Otros sin Educación Terciaria 1 PERSONAL TOTAL 354 226 580 Fuente: CONACYT Indicadores de C&T

11 PERSONAL INVESTIGADOR ♀ ♂
EDUCACIÓN TERCIARIA ♀ ♂ TOTAL Nivel 5A: Licenciados, Ingenieros, Arquitectos o Doctores de diferentes carreras 33 11 44 Nivel 5B: Técnico - Nivel 6: Posgrado (Maestrías) 7 8 15 Nivel 6: Posgrado (Doctorados) 1 Otros sin Educación Terciaria PERSONAL TOTAL 47 20 67 Fuente: CONACYT Indicadores de C&T

12 BIOTECNOLOGÍA La Biotecnología es la disciplina que trata el uso de
organismos vivos o de sus productos en procesos industriales a gran escala. La Biotecnología Microbiana o Microbiología industrial, comenzó con procesos de fermentación alcohólica, tales como la fabricación de cerveza o vino, luego prosiguió con procesos para la producción de agentes farmacéuticos (antibióticos), aditivos alimentarios (aminoácidos), enzimas y sustancias químicas industriales (butanol y ácido cítrico). No todos los microorganismos tienen uso industrial, estos se seleccionan por su capacidad de fabricar productos específicos, transformándolos en organismos “altamente” especializados antes de ingresar a la industria.

13 BIOTECNOLOGÍA Hay dos tipos de biotecnología:
Microbiana tradicional: Implica la utilización a gran escala de microorganismos que son capaces de producir sustancias deseadas. Microbiana con organismos modificados: en la actualidad con la tecnología del ADN recombinante se somete al microorganismo a un proceso de ingeniería para que produzca una sustancia que normalmente no genera con alto rendimiento.

14 BIOTECNOLOGÍA El biotecnólogo bacteriano puede escoger el área de
investigación ya sea en la industria enzimática, farmaceútica, alimenticia; agricultura; producción de biocombustibles; bioremediación, biolixiviación, bioacumulación o bioadsorción. Hay herramientas biotecnológicas para el eficiente tamizaje en la búsqueda de cepas bacterianas y crear nuevas con características más productivas de interés industrial, agrícola o ambiental. Hay que tener en cuenta la multidisciplinaridad e integración de la investigación, con: Microbiología; Biología Molecular; Bioquímica; Ingeniería Bioquímica, Química y Genética; Química Orgánica; Electroquímica, entre otras.

15 BIOTECNOLOGÍA La investigación microbiana siempre tiene respuestas
naturales para la resolución de problemáticas a resolver en el ámbito industrial, agrícola o ambiental, ya sea que se encuentren en la naturaleza o se modifiquen genéticamente para la producción de los diversos compuestos de interés. También se pueden modificar microorganismos genéticamente para conferirle ventajas a la producción a gran escala; al contar con cepas altamente especializadas y de gran productividad de los metabolitos deseados.

16 BIOTECNOLOGÍA MICROBIANA
Biotecnología de procesamiento: usa células vivas (las más usadas son levaduras y bacterias) o los componentes moleculares (los más usados son las enzimas) para hacer productos. Con ADN recombinante y fermentación microbiana, se produce: insulina humana, vacuna de la hepatitis B, plasticos biodegradables, enzimas para hacer quesos y de lavanderías.

17 BIOTECNOLOGÍA MICROBIANA
Con la tecnología del ADN recombinante (inserción de un gen o genes) se pueden hacer proteínas terapéuticas en organismos, como bacterias o virus.

18 BIOTECNOLOGÍA MICROBIANA
Con Química Combinatoria, se pueden diseñar receptores y sensores de proteínas con especificidad y afinidad para pequeñas moléculas. Por ejemplo, construcción de Proteínas Periplásmicas Bacterianas (PBPs) con receptores que se cierran al unirse con su ligando y transmiten una señal que produce cambios en la expresión genética bacteriana. Se usó un algoritmo en un modelo de computadora para modificar por mutación secuencial 1023 combinaciones de los sitios de unión de PBPs. Se identificaron 17 receptores diseñados virtualmente para unirse a pequeñas moléculas: trinitrotolueno (TNT), azúcar L-Lactato y la hormona serotonina (5-HT). Logger et al, Nature 9 mayo 2003,

19 BIOTECNOLOGÍA MICROBIANA
Nanobiotecnología manipula átomos y moléculas para crear biomateriales, dispositivos y sistemas en la escala de una mil millonésima de metro. Diagnóstico y tratamiento de tuberculosis usan- do nanotecnología. En 1993 la OMS la declaró una emergencia global a Micobacterium tuberculosis (TB), por su incrementada resistencia a múltiples antibióticos. En la India han desarrollado un kit de diagnóstico de TB basado en nanotecnología, portátil, no requiere entreno, costo menor a US $ dólar por prueba. En USA investigan sobre biosensores ópticos para rápida detección de TB.

20 APLICACIONES Elaboración de productos químicos a granel, aquéllos cuya
producción anual mundial excede las toneladas. Algunos son: acetona y butanol; síntesis de compuestos básicos tales como ácidos orgánicos, vitaminas o glicoles. La Ingeniería Genética y Metabólomica permiten maximizar la producción y capacidad para sintetizar nuevos productos o alimentarse a base de nuevos sustratos. De este modo, hoy es posible producir mediante fermentación de materias primas renovables y baratas (melazas, bagazos, almidones y otros sustratos ricos en carbohidratos). Ejemplo son la vitamina C, el ácido glutámico o el ácido cítrico, utilizados en tecnología alimentaria. El ácido succínico o el ácido adípico (precursor del nailon) pueden ser sintetizados por microorganismos.

21 APLICACIONES Especialidades químicas “química fina” se caracterizan por su alta especialización funcional. Suelen constar de moléculas complejas, a menudo son quirales. La síntesis química de estos compuestos es a menudo muy compleja. En contraste con esto, la biocatálisis mediada por agentes biológicos, enzimas o microorganismos vivos (que hacen todos los pasos de conversión en su interior), suele tener lugar a temperaturas cercanas a la ambiental, y tienen una alta especificidad y selectividad enantiomérica. Síntesis de productos complejos como el ácido maleico (intermediario en la síntesis de tintes y otros compuestos) o los benzaldehídos (de utilidad en la fabricación de plásticos). Otro compuesto quiral fabricado biotecnológicamente es el aspartamo (edulcorante).

22 APLICACIONES En la industria farmacéutica se utilizan metabolitos
microbianos para producir; antibióticos, hormonas, y esteroides. En esta industria se han hecho aplicaciones de la tecnología de ADN recombinante, para obtener productos de gran valor comercial como: Hormonas humanas, Agentes antivirales y antitumorales, Factores de coagulación sanguínea), Activador de plasminógeno tisular, Vacunas y anticuerpos monoclonales (diagnostico y terapia).

23 APLICACIONES lácticas o PROBIÓTICOS, (promotores de la
En la alimentación el consumo de bacterias lácticas o PROBIÓTICOS, (promotores de la vida), como parte de la dieta, permite el restablecimiento y mantenimiento de la microbiota intestinal. Alimentos complementados con estos microorganismos ayudan a la buena digestión y al fortalecimiento del sistema inmune. Las investigaciones buscan aislar diferentes bacterias lácticas productoras de biocinas de sustratos tales como materia fecal, carnes, vegetales, cereales, con el fin de obtener microorganismos iniciadores que puedan ser utilizados para que garanticen un periodo de utilidad del producto más amplio,después de haber sido retirado del refrigerador.

24 APLICACIONES En agricultura, la biotecnología microbiana, se emplea en biofertilización, utiliza organismos como Agrobacterium tumefaciens para modificar genéticamente a las plantas. Plantas modificadas para ser resistentes a insectos tienen genes de tóxinas de Bacillus thuringiensis. Uso como biofertilizantes (solubilizadoras de fósforo, productoras de fitohormonas) y fijadoras de nitrógeno (Herbaspirillum sp., Gluconacetiobacter sp., Azotobacter sp.) La Biotecnología microbiana, también se usa en medicina veterinaria.

25 APLICACIONES Los profesores Steve Hutcheson
y Ron Weiner, de la Universidad de Maryland usando a la bacteria S. degradans han realizado un proceso que puede hacer etanol y otros BIOCOMBUSTIBLES de diferentes tipos de plantas y de fuentes celulósicas. http// Hay bacterias mesófilas tales como Zymmonas mobilis y E. coli recombinante, así como otras termofilas que producen etanol. Degradación de papel periódico.

26 APLICACIONES En BIOREMEDIACIÓN DE SUELOS se usa la
habilidad de microbios, plantas o sus enzimas para degradar y descontaminar distintos compuestos en suelos y tierras de naturaleza urbana e industrial. En los países en desarrollo, hay dos tipos principales de contaminación que amenazan la salud humana: Desechos orgánicos y Metales pesados (plomo, mercurio, cadmio). Ejemplo, las pilas contaminan tanto porque contienen metales pesados, que no se pueden destruir por procesos biodegradables en la naturaleza.

27 APLICACIONES Biolixiviación, denominada lixiviación
La Biotecnología microbiana también se usa en: Biolixiviación, denominada lixiviación bacteriana, consiste en el ataque químico de distintos materiales por bacterias, como Thiobacillus ferrooxidans (mesófila). Se aplica en minas de cobre, uranio y oro. Bioacumulación o bioadsorción, utilizan las biomasas, vivas o muertas, con distintos tipos de microorganismos, para la descontaminación de efluentes líquidos cargados en metales pesados. Son técnicas complementarias a otras comúnmente usadas como la precipitación química de hidróxidos y de sales metálicas de naturaleza varia.

28 REFLEXIONES FINALES La identificación del problema, su delimitación (de acuerdo con la experticia que se tenga), son la base inicial de una buena investigación. El enfoque investigativo puede ser cuantitativo o cualitativo. La investigación de microbiología biotecnológica puede resolver problemáticas en el ámbito industrial, agrícola o ambiental, ya sea que los microorganismos se encuentren en la naturaleza o se modifiquen genéticamente.

29 REFLEXIONES FINALES El nivel académico de los investigadores en El Salvador necesita elevarse. Dado que la investigación requiere de excelentes docentes-investigadores, investigadores y estudiantes. Un buen estudiante debe dominar otro idioma, conocer y utilizar las TICs y los avances de la nanobiotecnología. Debe ser un recurso humano calificado conocedor del potencial de la biotecnología, para aplicarla al insertarse en una infraestructura de investigación interdisciplinaria, que le saque provecho a la microbiología biotecnológica para contribuir al desarrollo económico, social y ambiental del país.

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