“Biotecnología, hoy”

Contenido de la primera parte:

¿Qué es la biotecnología?Las primeras aplicaciones

La importancia de los microbiosBiotecnología y ambiente

Ingeniería genéticaAplicaciones de la biotecnología moderna

Animales transgénicos

La biotecnología es el empleo de organismos vivos para la obtención de un bien o servicio útil para el hombre

Microbios o microorganismos:

Antony van Leeuwenhoek(1632-1723)

Luis Pasteur (1822-1895) "La ciencia y las aplicaciones de la ciencia están unidas como el fruto al árbol".

Los microorganismos provienen de otros pre-existentes Origen microbiano de la fermentación Producción de vacunas Pasteurización

Levaduras del vino, según Pasteur

Saccharomyces cerevisiae

pan, vino, cerveza

Hongos útiles

Las levaduras

levaduras

Penicillium camemberti

queso Camembert

Hongos útiles

Penicillium roqueforti

queso Roquefort

Hongos útiles

Penicillium notatumpenicilina

Bacterias útiles

Las bacterias ácido-lácticas

Lactobacillus d. bulgaricus Streptococcus s. thermophilus

yogur

Bifidobacterium breveprobióticos

Bacterias útiles

Bacterias útiles Streptomyces sp.antibióticos

Enzimas en detergentes

Bacillus sp

Enzimas de microbiosInsumos para muchas industrias

(alimentos, bebidas, fármacos, raciones animales, detergentes, etc.)

Ventajas: Reemplazan a procesos físicos o químicos (más contaminantes,

corrosivos, requieren más energía) y son biodegradables

Aspergillus niger

Ácido cítrico en alimentos

Bacillus thuringiensis (insecticida)

Rhizobium spp (inoculante)

Bacterias en la agricultura

fermentación

caña de azúcar

“crushing”

bagazo jugo de caña

110oC, decantaciónconcentración

fermentación

molasas ETANOL

AZÚCAR

Obtención de etanol a partir de caña de azúcar (o remolacha)

PAPEL

grano de maízmolienda

almidón

licuefaccióncaloralfa-amilasa

dextrinas

sacarificación

Textil, alimentos, pinturas, farmacéuticos, adhesivos, papel, cosméticos, etc

Pinturas, cosméticos, tinturas, etc.

gluco-amilasa

glucosa, maltosa, iso-maltosa

Jarabe de alta fructosa

fermentaciónlevaduras

etanoldestilación, deshidratación, desnaturalización

etanol (combustible)

Obtención de etanol a partir de maíz (o papa, mandioca, etc.)

Bacterias

(¿quizás en el futuro en plantas?)

polihidroxialcanoatos PHA

(bioplástico)

Almidón(maíz, aunque también papa, mandioca, etc.)

Ácido láctico

Poliláctido

PLA (bioplástico)

bacterias

Biorremediación (biorremediación microbiana y fitorremediación)

Degradación, absorción, acumulación y/o transformación de... PesticidasHerbicidasPetróleo y derivadosMetales pesados

En 1989 se derramaron 40 millones de litros de petróleo en Alaska, afectando a 1600 Km de playa. 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.

Caso Exxon Valdez

Efluente (sin pre-tratamiento) de una industria cárnica

Contaminación del Riachuelo

o Procesos químicos vs. Procesos enzimáticoso Plásticos derivados de petróleo vs. Bioplásticos

o Combustibles de fuentes no renovables vs. Biocombustibles

o Agroquímicos vs. Manejo integrado de plagaso Incineración/basurales vs. Degradación microbiana de la

basurao Tratamiento químico de efluentes y derrames vs.

Biorremediacióno Extracción química de metales vs. Biolixiviación

Biotecnología y ambiente

Biotecnología tradicional:Empleo de (micro)organismos para la obtención de un

producto útil para la industria

ProbióticosEnzimasAlcoholesÁcidos orgánicos Aminoácidos Polímeros AntibióticosBacteriasBacterias

yogurdetergentesbebidas alcohólicasgaseosasedulcorantesplásticosmedicamentosbiorremediacióninoculantes, insecticidas

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 recombinanteDesde 1970s

Biotecnología moderna(Emplea la ingeniería

genética) - Desde 1980sInvestigación

científica

El ADN y los genes

Ingeniería genética = Metodología del ADN recombinante

Conjunto de técnicas que permiten transferir genes de un organismo a otro

organismo de origen

Organismo transgénico o genéticamente modificado (OGM) o recombinante-produce una proteína recombinante

gen de interés

transgén

organismo receptor

bacterias plantas

levaduras

células en cultivo animales

¿Frutipez?

Biotecnología moderna

Es 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?

Aminoácidos de interés industrial producidos en organismos genéticamente modificados (bacterias y

hongos)

Aspartamo (Fen+Asp), Glicina

Edulcorantes

Aspartato, Alanina, Glutamato

Resaltadores del sabor

Histidina Antioxidante y preservativo

Lisina y metionina Suplementos dietarios

Microinyección de ADN

Desarrollo de un embrión temprano (in vitro) Tranferencia del embrión al

útero de otra hembra

    

·        Animales transgénicos y biotecnología (objetivos)

1) Para producir leche con mayor valor nutricional o que contenga proteínas de importancia farmacéutica

2) Para mejoramiento del ganado y otros animales de importancia económica (peces, animales de granja, etc.)

Tracy (1991-1998)Producía 40g/l de alfa-1-antitripsina en la leche

Transgénicos: animales como fábricas de moléculas

Dolly (1997-2003), la primera oveja obtenida por clonación a

partir de células adultas

célula de ubre de la oveja A

óvulo no fecundado de la oveja donante

eliminación del núcleo ( ADN) del óvulofusión entre la célula de la

oveja A y el óvulo no fecundado sin núcleo

desarrollo del embrión (in vitro)

implante del embrión en el útero de una oveja receptora

Dolly (clon de A)

Oveja adulta A Oveja adulta donante

Oveja adulta receptora

Clonación de animales

Mansa (nació en 2002)Primera ternera clonada y transgénica. Produce la hormona de crecimiento humana en la leche

Clonación reproductiva de bovinos