Biotecnología

La biotecnología es la relación entre la biología y la tecnología La biotecnología es la relación entre la biología y la tecnología .Éste término fue acuñado en 1919 por el agrónomo Karl Ereky, como la utilización de seres vivos o parte de ellos, con el fin de obtener productos y aplicaciones de interés para los seres humanos. La biotecnología a estado vinculada a la humanidad desde hace milenios pues involucra desde hacer selección de ganado o hasta usar microorganismos para producir una sustancia comestible.

Aplicaciones biotecnológicas donde se aplican microorganismos: Generación de metano Producción de alimentos y fármacos Obtención de cobre Descontaminación ambiental

A lo largo de la historia ,el ser humano se ha visto en la necesidad de utilizar los recursos de su entorno, lo que en el tiempo ha producido consecuencias negativas para el planeta. En las últimas décadas se han buscado formas de reducir esta contaminación y una de las formas ha sido desarrollar métodos alternativos para obtener energías limpias y disminuir la emisión de gases invernadero producidos por los combustibles fósiles.

Generación de metano El metano es un biocombustible, es decir es un compuesto químico de origen biológico capaz de sustituir a un combustible fósil. También se le denomina biogás. Se obtiene de la fermentación de la materia orgánica por bacterias anaeróbicas (que no necesitan la presencia de oxígeno para generar energía). Por esta razón se cultivan bacterias para aprovecharlas para este fin.

La planta La farfana es el principal centro de tratamiento de aguas de Santiago, depurando cerca del 60% de las aguas servidas de la región y generando, como subproducto de la descomposición de la materia orgánica (en condiciones anaeróbicas, un promedio de 50.000 a 60.000 m3 de biogás.

Antiguamente este recurso energético se quemaba, en su mayor parte, en antorchas dispuestas especialmente para este fin y un porcentaje mínimo se utilizaba como fuente de calor ( a través de calderas de agua caliente) para el abastecimiento de procesos internos de la planta.

Planta de biogás

Unidad de purificación Unidad de deshidratación Red de transpoere Planta de de biogás Unidad de purificación Unidad de deshidratación Red de transpoere

Unidad de purificación: En esta unidad se remueve el 95% de ácido sulfhídrico (H2S) . Unidad de deshidratación y compresión: Eliminación del excedente de agua en la corriente de biogás por condensación. Compresión del biogás. Red de transporte: Transporte del biogás a la fabrica de g as.

Producción de fármacos Los fármacos son sustancias químicas naturales o sintéticas capaz de actuar con un ser vivo y de acuerdo a sus propiedades recuperar la función de un órgano o tejido. Puede ser usado para el diagnóstico, prevención o tratamiento de una enfermedad. Pueden ser: analgésicos, antialérgicos, anestésicos, somníferos y antibióticos.

Penicilina A pesar de la variedad amplia de antibióticos conocidos, menos del 1% de los agentes antimicrobianos tienen valor médico o comercial. El antibiótico más comúnmente conocido, la penicilina, tiene una toxicidad altamente selectiva y una gran importancia terapéutica porque las células animales Eucario ticas no tienen peptidoglicano en su pared (que es el compartimento de acción de la penicilina).

Su descubrimiento de debe a Alexander Fleming, bacteriólogo del Hospital St. Mary de Londres. En 1920, descubrió la lisozima, enzima presente en las secreciones corporales y que poseía efectos antibacterianos, aunque no muy potentes.

Continuando su búsqueda, un día observó una vieja placa de Petri que había quedado en el estante. En la placa había cultivado estafilococos (bacterias), los que inicialmente habían cubierto toda la placa de cultivo. Pero al cabo de un tiempo la placa se había contaminado con hongos. Sorprendentemente, alrededor del hongo se observaba un enorme halo sin bacterias. Era evidente que el hongo (Penicillum notatum) producía “algo” capaz de matar a las bacterias y Fleming llamó a este principio activo “penicilina notatum”.

”. El 1929 publicó sus experimentos en el British Journal of Experimental Pathology, aunque no despertó el interés de la comunidad científica. En 1938 fueron los ingleses Howard Walter Florey y Ernst Boris Chain quienes retomaron las investigaciones de Fleming, aislaron la penicilina y realizaron los experimentos claves en ratones. Los ensayos clínicos se iniciaron en 1941 y en 1943 c omenzó la producción comercial en Estados Unidos. Fleming compartió en 1945 el Premio Nobel de Fisiología y Medicina con Florey y Chain por sus contribuciones al desarrollo de la penicilina

Producción industrial de penicilina El hongo utilizado industrialmente para la producción de penicilina es Penicillum chrysogenum y es especialmente activo contra estafilococos, estreptococos, neumococos y la mayoría de las bacterias Gram positivas. A la penicilina producida comercialmente se la llama penicilina G (bencil-penicilina), aunque el mismo hongo produce varios tipos más El primer sistema de producción de penicilina fue el conocido como método de superficie, donde el hongo crecía en la superficie de una capa de medio de cultivo, en bandejas. Pero después de 1944, el desarrollo del método de fermentación sumergida permitió disminuir los requerimientos de espacio y, consecuentemente, los costos de producción.

Para la fabricación de medicamentos se emplean bacterias, levaduras o células de animales que han sido cultivadas en laboratorios. También, usando la ingeniería genética , se han modificado bacterias que han permitido la producción de sustancias difíciles de conseguir de manera natural; por ejemplo , la insulina, hormona necesaria para el tratamiento de la diabetes.

Producción de insulina Se comienza con la extracción de moléculas en el ser humano que permiten la formación de insulina. Luego se introducen estas moléculas en una bacteria , las que comienzan a multiplicarse y con esto aumenta la cantidad de moléculas que forman la insulina. Después, se extrae de la bacteria la insulina y se prepara para su uso médico.

Producción de alimentos Pan Yogurt Queso

Producción de Pan

La masa con levadura se deja reposar aproximadamente por una hora La masa con levadura se deja reposar aproximadamente por una hora. Luego de una hora, la masa ha duplicado su volumen y se introduce a un horno a 200 °C para su cocción. Después de 20 a 30 minutos el pan esta listo para su consumo.

Producción de yogurt Se tiene la cepa de yogurt natural (búlgaro o de pajaritos) que es leche fermentada por nódulos o pajaritos, que es una combinación de bacterias y levaduras.

Producción de yogurt Se agrega el yogurt natural a un vaso de vidrio de 200 cc de leche entera y se tapa con un platillo. Se deja reposar en un lugar fresco y seco durante dos días.

Al tercer día, filtrar el contenido del vaso con un colador. Lavar con agua de la llave la cepa del yogur que queda en el colador, añadir nuevamente leche entera y dejar reposar en el vaso.

El filtrado es un yogur natural.

Producción de queso De acuerdo a la OMS, el queso es un producto fresco o madurado obtenido de la coagulación y separación del suero de la leche, nata, leche parcialmente desnatada o por la mezcla de estos productos. Para esto se utilizan distintos microorganismos dependiendo del tipo de queso que se desea obtener.

El queso queda listo para su consumo

Biolixiviación o biominería Es un proceso en el cual se ocupan microorganismos para recuperar el cobre u otros minerales que los contienen. Estas bacterias tienen la capacidad de obtener energía a partir de los componentes inorgánicos que tienen los minerales , alimentándose de éstos y liberando cobre y otros metales. La importancia de la Biolixiviación en relaves y pilas de minerales es que permite recuperar el cobre de estos materiales de desecho que no podrían ser tratados económicamente con las tecnologías convencionales.

Ventajas de este proceso Presenta bajos costos en la obtención de metales en comparación con los procesos convencionales. Ausencia de contaminación ambiental durante el proceso. Permite aprovechar millones de toneladas del mineral que antes hubiesen sido descartadas.

Descontaminación ambiental Los contaminantes son sustancias que se acumulan en el ambiente en cantidades que pueden afectar la salud, las actividades de los seres vivos y su supervivencia. El crecimiento demográfico, la utilización y la sobreexplotación de los recursos naturales han provocado efectos negativos sobre la población y el medioambiente.Debido a lo anterior, se ha vuelto necesario desarrollar procesos que ayuden a la descontaminación.

Biorremediación Es el uso de microorganismos para limpiar áreas ambientales contaminadas. Este tipo de procedimiento a despertado gran interés en la población pues cada vez es más simple, barato y menos perjudicial para el medio ambiente. Las mismas bacterias que participan en la Biolixiviación son usadas para limpiar los residuos metálicos. Entre sus aplicaciones se encuentra:

Contaminación por derrame de petróleo (mareas negras) Contaminación por metales pesados (actividad minera) Residuos industriales, químicos y agropecuarios. Tratamiento de aguas servidas

Organismos transgénicos La biotecnología ha diseñado nuevos procedimientos para la modificación genética de los organismos .Esto a permitido a los científicos conocer más sobre la herencia y la expresión de los genes, ofreciendo un mejor tratamiento de enfermedades, en especial de los trastornos genéticos y ventajas económicas y sociales ( producción de alimentos, medicamentos, ropa, etc.)

Entre los procedimientos utilizados por la biotecnología para manipular la información genética se encuentra la tecnología del ADN recombinante, la cual se basa en la incorporación de genes de una especie en parte del genoma (conjunto de genes) en otra especie .De esta manera la característica de una especie puede ser «incorporada» en organismos de otra especie. A los organismos modificados de esta forma se les llama organismos transgénicos.

Beneficios de los productos transgénicos Permiten el mejoramiento de ciertas características de plantas y animales. Alta producción y la calidad a menor costo.

Controversia de los organismos transgénicos Son artificiales por lo que podría generar problemas de salud. Los genes insertados podrían eventualmente alteración de las vías metabólicas de la célula. No se conoce el impacto que puede producir sobre el ecosistema.