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Biotecnología,Es hora de comprender
más y temer menos
ArgenBio
Mayo 2020
Capítulo 1: Introducción a la biotecnología
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2
Uno
Dos
Tres
Capítulo 1: Contenidos
Biotecnología, definiciones e historia
Biotecnología tradicional y sus aplicaciones
Ingeniería genética y biotecnología moderna
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La biotecnología
Es el empleo de organismos vivos
para la obtención de un bien o
servicio útil para el hombre
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44
...3.000 años antes de nuestra
era los egipcios y babilonios
sabían cómo usar las levaduras
salvajes para hacer pan.
...antes aún (6.000 años), en la
Mesopotamia se producían 24
clases de cerveza diferentes!
¡Biotecnología!
Biotecnología tradicional
(microbios útiles)
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MicroorganismosPrincipalmente bacterias (eubacterias, archea) y hongos
(levaduras, filamentosos)
Anton van Leeuwenhoek (1632-1723)Placas de
Petri/colonias
Microscopios
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66
Levaduras del vino,
según Pasteur
"La ciencia y las aplicaciones de la ciencia
están unidas como el fruto al árbol”
Luis Pasteur (1822-1895)
• Los microorganismos provienen
de otros pre-existentes (¡no existe
la generación espontánea!)
• Origen microbiano de la
fermentación
• Vacunación - atenuación
• Pasteurización
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Biotecnología tradicional y sus aplicaciones
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88
Hongos y biotecnología
Saccharomyce cerevisiae
Pan, vino, cervezaPenicillium camemberti
Queso Camembert
Penicillium roqueforti
Queso Roquefort
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99
Hongos y biotecnología
Aspergillus niger
Ácido cítrico en
alimentos
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1010
Hongos y biotecnología
Penicillium notatum
Penicilina
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1111
Streptomyces sp.
(estreptomicina, cloranfenicol, neomicina)
Bacterias y biotecnología
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1212
Bacterias ácido-lácticas
Bacterias y
biotecnología
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1313
Bacterias y biotecnología
Lactobacillus sp. y
Streptococcus sp.
Yogurt
Bifidobacterium
breve
Probióticos
Microorganismos vivos que al ser ingeridos
benefician la salud, porque mejoran el balance
de la microflora intestinal.
Probióticos:
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1414
Bacterias y biotecnología
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1515
Enzimas en detergentes
Bacillus sp
amilasas, proteasas, lipasas, celulasas, mananasas, etc.
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1616
Enzimas de organismos extremófilos
mesófilos
termófilos
psicrófiloshalófilos
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1717
Enzimas en la industria textil
Ejemplos:
Para eliminar el almidón que recubre a
las telas (desengomado)
Limpiar - sacar manchas
Suavizar las telas – efecto pre-lavado
Colorear telas
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1818
Bacterias en agricultura
Bacillus
thuringiensis
(insecticida)Rhizobium spp. (inoculante)
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1919
Biotecnología y biocombustibles
Bio (biomasa) + combustible
Bioetanol, a partir de…
Almidón (maíz, trigo, papa, mandioca)
Sacarosa (caña de azúcar, remolacha, sorgo dulce)
Celulosa (residuos agrícolas y forestales, en
desarrollo)
Biodiesel, a partir de…
Aceites vegetales de colza, soja, canola, girasol,
jatropha, etc.
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2020
Obtención de etanol a partir de caña de azúcar (o remolacha)
fermentación
“crushing”
concentración110ºC, decantación
fermentación
bagazo
caña de azúcar
molasas
jugo de caña
ETANOLAZÚCAR
PAPEL
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2121
Aceites de colza, soja, girasol,
jatropha, mostaza, lino, canola, palma,
cáñamo, algas, aceites usados y
grasas de origen animal, etc.
Biodiesel
BIODIESEL
Metanol Glicerol Éster monoalquílico
de ácido grasoÁcido graso
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2222
Producción de alcohol en gel
Foto: Clarín Rural
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2323
(¿quizás en el futuro en plantas?)
polihidroxialcanoatos PHA (bioplástico)
Plásticos biodegradables
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2424
Almidón (maíz, aunque también
papa, mandioca, etc.)
Plásticos
biodegradables
Bacterias
PLA
(bioplástico)
Ácido láctico
Poliláctido
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2525
Tratamiento de residuos y efluentes
Degradación, absorción, acumulación y/o transformación
de metales pesados, petróleo, otros contaminantes
Caso Exxon Valdez
En 1989 se derramaron 40 millones de litros de
petróleo en Alaska. La biorremediación involucró
la acción de microorganismos autóctonos y la
bioestimulación con fósforo (P), nitrógeno (N) y
potasio (K). Como resultado, se incrementó unas 4
veces la velocidad de degradación.
Biorremediación
+ Producción de biogás y electricidad
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2626
Biotecnología tradicional:Empleo de (micro)organismos para la obtención de un
producto útil para la industria
Probióticos
Enzimas
Alcoholes
Ácidos orgánicos
Aminoácidos
Polímeros
Antibióticos
Bacterias
Bacterias
yogurt
detergentes
bebidas alcohólicas
gaseosas
edulcorantes
plásticos
medicamentos
biorremediación
inoculantes, insecticidas
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2727
Biotecnología tradicional(Empleo de organismos para la
obtención de un producto útil para
la industria).
Desde 7.000 a.c.
Biotecnología, hoy
Ingeniería genética
o metodología del
ADN recombinante.
Desde 1970s
Biotecnología moderna(Emplea la ingeniería genética).
Desde 1980s
Investigación
científica
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Ingeniería genética y biotecnología moderna
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2929
El ADN y los genes
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3030
ADN
codones en el ADN
proteína
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3131
El código genético es universal
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3232
Ingeniería genética = Metodología del ADN recombinanteConjunto de técnicas que permiten transferir genes de un organismo a otro
bacterias plantas levaduras células en cultivo animales
Organismo transgénico
o genéticamente modificado (OGM)
o recombinante
produce una proteína recombinante
Organismo de origen
con característica deseada
Organismo receptor
gen de interés *
Transgénesistransgén
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3333
(introduciendo un gen de un pez en el cultivo de frutilla no se obtiene un frutipez)
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3434
Biotecnología modernaEs la que emplea las técnicas de ingeniería genética
(permite transferir genes de un organismo a otro)
Mejoramiento animal y vegetal
Producción o sobre-producción de
enzimas, fármacos y otras moléculas
¿Para qué?
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