UNIVERSIDAD NACIONAL JORGE BASADRE GROHMAN ESCUELA DE INGENIERIA AMBIENTAL BIOTECNOLOGIA AMBIENTAL Ing.M.sc.Marilu Manchego Colque

¿Qué es la Biotecnologia?  La biotecnología es una ciencia que combina por un lado a la tecnología y por el otro a la biología.  Aunque se habla del término biotecnología siempre pensando en la etapa actual de la humanidad (era posmoderna) es importante saber que este término se ha utilizado desde hace bastante tiempo atrás con la elaboración del pan, el queso y el vino mediante el mecanismo de fermentación que dichos alimentos precisan. Posteriormente se utilizó la biotecnología para la fabricación de los antibióticos y el jabón en polvo, entre otros.

HISTORIA DE LA BIOTECNOLOGIA  Uno de los primeros usos de la biotecnología y también uno de los más prácticos, es el cultivo de plantas para producir alimentos.  La agricultura se convirtió en la principal forma de obtener alimentos a partir de la revolución del neolítico hace 10 o 12 mil años. Usando técnicas antiguas de biotecnología, los agricultores fueron capaces de seleccionar los cultivos más resistentes y con mejor rendimiento para producir alimentos suficientes para la cada vez mayor población.

 Etapas de la biotecnología  Biotecnología tradicional: Es el empleo de organismos vivos para la elaboración de alimentos o en beneficio del ser humano.  Biotecnología moderna: Tiene sus orígenes en la década del 80 donde tiene lugar tecnologías como la ingeniería genética.

 Por otra parte hay quienes aseguran que la biotecnología es la responsable de los alimentos transgénicos, aquellos que han sido modificados por la ingeniería genética, por ejemplo, la soja transgénica

Tipos de Biotecnología  Las aplicaciones de la biotecnología son numerosas y suelen clasificarse en:

 Biotecnología roja. Es la aplicación de la biología y la tecnología en la medicina.  Biotecnología blanca. Es aquella que se utiliza para la manipulación de nuevos alimentos o productos.  Biotecnología azul (o biotecnología marina). Se encarga de los procesos bio-técnicos que tienen relación con el mar. Está relacionada con la acuicultura (crianza de especies acuáticas tanto animales como vegetales). Este tipo de biotecnología está aún en vías de desarrollo.  Biotecnología verde. Se ocupa de utilización de la biotecnología aplicada a la agricultura.

 Biorremediación : La biorremediación es el proceso por el cual son utilizados microorganismos para limpiar un sitio contaminado  Biodegradación: Es el resultado de los procesos de digestión, asimilación y metabolización de un compuesto orgánico llevado a cabo por bacterias, hongos, protozoos y otros organismos.  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, la ingeniería bioinformática, etc.

Ejemplos de Biotecnología 1. Antibióticos (Biotecnología roja) 2. Insulina (Biotecnología roja) 3. Cultivo de bacterias (Biotecnología roja) 4. Queso (Biotecnología blanca) 5. Yogurt (Biotecnología blanca) 6. Leche descremada, fortificada o larga vida (Biotecnología blanca) 7. Aportes a la lucha contra el cáncer (Biotecnología roja) 8. Plásticos biodegradables (Biotecnología blanca) 9. Producción de biocombustibles (Biotecnología blanca) 10. Plantas transgénicas (Biotecnología verde) 11. Procesos agrícolas con diferentes siembras de granos (Biotecnología verde) 12. Cultivo de plantas y especies marítimas (Biotecnología azul)

BIOTECNOLOGIA EN DIVERSOS SECTORES

Biotecnología en la salud  La biotecnología de la salud se aplica en la actualidad al diagnóstico molecular para la detección de infecciones y enfermedades de orígen genético. También se utiliza para el desarrollo de nuevos fármacos, diseñando y produciendo nuevas proteínas que pueden utilizarse para tratar un gran número de enfermedades como infecciones, diabetes, enfermedades cardiovasculares e incluso el cáncer.

Biotecnología en la Alimentación  La Biotecnología alimentaria utiliza técnicas y procesos que emplean organismos vivos o sus sustancias para producir o modificar un alimento, mejorar las plantas o animales de los que provienen, o desarrollar microorganismos que intervengan en su elaboración. También participa en el control y seguridad de los alimentos que ingerimos.

Biotecnología en la Agricultura  Los nuevos productos de cultivo que las técnicas biotecnológicas van generando, incluidos los transgénicos, antes de ser comercializados se someten a estudios exhaustivos para demostrar que no tienen riesgos para la salud del consumidor o el medio ambiente y por lo tanto son seguros. En España, los Ministerios de Sanidad y Consumo, y Medio Ambiente, Rural y Marino son las autoridades nacionales que, como en el resto de países de la Unión Europea, valoran los alimentos que se les presentan y dan su autorización para el consumo.

Biotecnología en el Medio ambiente  La Biotecnología ambiental se encarga por ejemplo del tratamiento de aguas residuales y basuras haciendo uso de microorganismos. También puede limpiar y corregir catástrofes naturales – como los derrames en el mar de combustibles fósiles o la recuperación de suelos calcinados– haciendo uso de bacterias y plantas o trabajar conjuntamente con la Biotecnología Industrial para la elaboración de biocombustibles a partir de materias primas vegetales o utilizar enzimas para actividades industriales, lo que reduce notablemente la contaminación y permite el mejor cumplimiento de las normativas de protección ambiental.

Biotecnología como apoyo a la Industria  La biotecnología aplicada a la industria (biotecnología industrial) permite lograr productos nuevos a partir de procesos más económicos y de menor impacto en el medio ambiente. Las soluciones aportadas por la Biotecnología Industrial mejoran los procesos industriales de la siguiente manera:

 Se sintetizan y elaboran compuestos haciendo uso de reacciones biológicas.Tal es el caso de la elaboración de la Vitamina C o el ácido cítrico para la industria alimentaria, la síntesis del ácido adípico (precursor del nailon) a través de reacciones en las que participan microorganismos o la obtención de aminoácidos para alimentación animal.  Se utilizan materias primas renovables y fuentes de energía de origen biológico, ambas por definición inagotables, eliminando la dependencia de fuentes fósiles como carbón o petróleo. Tal es el caso de los biocombustibles, obtenidos a partir de materia prima vegetal, que ya se utilizan como carburantes para coches en algunos países, o la utilización de biomateriales en lugar del plástico.  Se aprovechan residuos agrícolas, forestales o industriales, a los que da un valor añadido para su reutilización y se evita su acumulación o eliminación de manera tóxica. Por ejemplo, a partir de desechos de cultivos agrícolas o de productos

Biotecnología en el sector Sanitario  La aplicación de la Biotecnología en el sector sanitario es ampliamente reconocida como tecnología tractora para avances en el tratamiento terapéutico de la anemia, hepatitis, esclerosis múltiple, obtención de vacunas, deficiencias en la hormona del crecimiento y cáncer, entre otros.

Sector de mercadoAplicaciones Farmacéutico Hormonas, factores de crecimiento, péptidos, enzimas; ensayos de farmacocinética y toxicología de principios activos, vacunas Material Médico Prótesis biocompatibles Diagnóstico Enfermedades infecciosas, diagnóstico genético Cosmético Nuevos ingredientes, validación de propiedades funcionales, evaluación de riesgos toxicológicos de principios activos, evaluación de la eficacia de cosméticos Minería Microorganismos para la extracción de minerales o mejora de rendimientos Agroalimentario Seguridad alimentaria. Mejora y validación de propiedades nutricionales, optimización de procesos (microorganismos, enzimas), autentificación de materias primas, producción de ingredientes, reutilización de subproductos

Agricultura Variedades vegetales resistentes a enfermedades y/o de mayor rendimiento. Producción de biopesticidas Explotaciones Animales Mejora de la calidad de la carne, producción eficiente (probióticos en pienso) Químico Sustitución total o parcial de procesos químicos por biológicos, utilización de biocatalizadores (enzimas y/o microorganismos). Diseño y producción de nuevos productos bioquímicos: desatascadores, tratamiento de fosas sépticas, limpieza de fachadas, detergentes... Medio Ambiente Tratamiento de aguas y vertidos tóxicos, bioremediación de suelos contaminados

 La biotecnología genera innovación constante, aplicable a sectores diversos como la industria textil, química, farmacéutica, alimentaria, de la energía, la agroindustria, etc. También ofrece beneficios ambientales en términos de cuidado de la ecología, ya al ser más limpios los procesos industriales, brindan soluciones al problema de la contaminación.

Ventajas de la biotecnologia Rendimiento superior. Mediante los 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. Reducción de pesticidas. 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. Mejora en la nutrición. Se puede llegar a introducir vitaminas y proteínas adicionales en alimentos así como reducir los alergenos y toxinas naturales. Mejora en el desarrollo de nuevos materiales

Desventajas  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.