1. Biotecnología
Introducción:
• El problema fundamental que afronta la Humanidad es el desarrollo
de la vida misma, su propia existencia en un mundo en el que tiene
que enfrentar peligros reales relacionados fundamentalmente con
las esferas de la alimentación, la salud, el medio ambiente y la
energía.
• Las realidades del mundo de hoy son alarmantes en cada una de
estas esferas lo que hace que las soluciones o paliativos a estos
desafíos no puedan esperar.
• Históricamente el hombre ha buscado de forma incansable vías que
le permitan satisfacer sus necesidades vitales, ya sean de calidad
de vida, de subsistencia o de defensa de su entorno.

2. Definición
• La Biotecnología es el uso integrado de la Bioquímica, la
Microbiología, la Genética, la Ingeniería Química para
aprovechar en el plano tecnológico las propiedades y
posibilidades de los microorganismos.(Federación
Europea de Biotecnología, 1978).
• La Biotecnología constituye la aplicación de principios
científicos e Ingenieriles a procesos donde agentes
biológicos transforman un material en un producto que
tiene una utilidad. (A.T.Bull, 1982).
• La Biotecnología es el uso de organismos vivos o de
sustancias obtenidas de los organismos vivos para
hacer productos de valor para el hombre. (J.L.Marx,
1989).

3. Elementos Comunes en las definiciones de
Biotecnología
• Presencia del elemento vivo ( Agente Biológico).
• Transformación de un material o sustrato en un
producto.
• Vinculo de las Ciencias Biológicas y de las
Ingenierías.
• Los productos y servicios obtenidos poseen
valor para el hombre.
• Los procesos de obtención son factibles
económicamente

4. Elementos comunes
• La Biotecnología no
constituye una ciencia
particular, es Agente
multidisciplinaria, Biolog.
diferentes ciencias, Material
O Producto
diferentes tecnologías, sustrato
diferentes elementos Agente
vivos y diferentes Biolog.
procesos están
presentes.

5. Agentes Biológicos
• Los agentes biológicos capaces de
realizar la transformación del material
(sustrato), son los organismos vivos o
sustancias obtenidas de ellos. Pueden
participar en el proceso como:
• Organismo propósito del proceso
• Donantes de información
• Receptores de información

6. • Se refiere como organismo propósito del proceso
biotecnológico aquel organismo que el como un todo
desarrolla un proceso donde transforma un sustrato
especifico en un producto
• Donante de información es aquel organismo que da,
aporta o dona información genética contenida en su
ADN o ARN a otro organismo relacionado o no
• Receptor de información es el organismo capaz de
aceptar o recibir información foránea (de otro
organismo) y convertirla en proteína propia y funcional
• Los microorganismos, las plantas, los animales, sus
células y extractos de ellas constituyen los agentes
biológicos o biocatalizadores de la Biotecnología.

7. Sustrato
• El material o sustrato debe ser un producto de
bajo costo o una fuente de desecho, capaz de
ser transformado por la acción de los elementos
vivos en un producto final de utilidad.
• El material o sustrato puede comprender fuentes
de diversa naturaleza tales como: materiales
orgánicos o inorgánicos que son factibles de
servir para la transformación biotecnológica.

8. Proceso
• El proceso está referido a la transformación,
conversión o modificación de un sustrato por
acción específica de los agentes biológicos o
sus extractos
• Este proceso será complejo en función de la
propiedades del agente vivo y del sustrato que
se transforma, acorde a un nivel de producción
determinado o escala, que puede ser escala
laboratorio, piloto o industrial

9. Calidad
• Un aspecto de importancia relevante, lo
constituye la calidad del proceso. Durante
el proceso de producción biotecnológica
en una u otra escala es imprescindible
controlar la calidad en que se trabaja, los
parámetros respectivos de controles de
calidad serán definidos acorde a la
naturaleza del producto y de su destino
final

10. Producto
• Como resultado del desarrollo del proceso
biotecnológico se obtiene un producto
• Este tiene que ser útil y fácil de producir
• No siempre es identificable con un compuesto
especifico, puede ser también un tratamiento
mediante el cual se logre dar un servicio
determinado
• Ejemplos de tratamientos de la Biotecnología
son la purificación de aguas o de efluentes y
la reutilización o eliminación de residuos de la
industria, la agricultura o de la actividad
humana

11. Ciencias que contribuyen a la Biotecnología
• Algunas ciencias se relacionan con la Biotecnología, ya
sea con los agentes Biológicos, con los materiales o
sustratos, los productos, el proceso o con los elementos
económicos y jurídicos vinculados a la misma
• Es importante resaltar que ha sido decisivo el aporte de
las Ciencias Básicas
• El auge de las Matemáticas, la Física y la Química han
influido de manera directa en muchos de los
descubrimientos, objetivos alcanzados y las tecnologías
diseñadas
• Resulta válido apuntar el impacto de las Ingenierias
Químicas, Industrial y de Procesos en el desarrollo
Biotecnológico

12. • La vinculación de la Biotecnología a la
satisfacción de necesidades y su dependencia
del mercado, le imprime un fuerte componente
económico. Esto hace que las ciencias
Económicas y Empresariales encuentren un
espacio en el desarrollo de esta rama del saber
• La necesidad de regulaciones en los aspectos
de la propiedad del conocimiento, el desarrollo
de las patentes y su fuerza legal, así como la
protección y conservación de las especies y el
medio ambiente, son entre otras, áreas de las
Ciencias Jurídicas que poseen un fuerte vinculo
con la Biotecnología

13. Ciencias Biológicas y Biotecnología
• Cuatro ciencias Biológicas poseen un
impacto especial en el desarrollo
Biotecnológico: la Biología, la Bioquímica,
la Microbiología y la Genética

14. BIOLOGÍA: Estudio de la vida
• Es una ciencia de particular relieve en el
proceso biotecnológico vinculada
fundamentalmente al aprovechamiento y la
explotación racional de la biodiversidad y al
mejoramiento de las especies.
• Para ello resulta imprescindible conocer:
• El Ecosistema.
• Profundizar en las características y funciones de
las células eucariota
• Estudiar el ciclo de vida de los organismos

15. MICROBIOLOGIA: Estudio de los microorganismo
• Es de las ciencias biológicas una de las de
mayor impacto en el surgimiento y desarrollo de
la Biotecnología
• Fundamentalmente por ser los microorganismos
agentes biológicos por excelencia. Esto es
posible porque :
• Poseen ciclos de vida cortos
• Son capaces de desarrollar procesos únicos en
el mundo vivo
• Aportan informaciones genéticas novedosas
• Pueden ser receptores de información genética
foránea y expresarla en proteínas funcionales

16. BIOQUIMICA: Química de los seres vivos
• Como ciencia posee un amplio campo de
acción en el desarrollo biotecnológico
relacionado con:
• Obtención, aislamiento y purificación de
moléculas biológicas (ADN, ARN,
proteínas, lípidos y carbohidratos)

17. GENETICA: Estudio de la herencia
• Con el avance en las ultimas décadas de
estudios sobre la transmisión de caracteres de
padres a hijos, la Genética ha cobrado una gran
fuerza, lo que ha sido posible por su propio
desarrollo como ciencia
• Los campos de acción de la genética están
relacionado con los estudios y desarrollo de
programas de mejoramiento para la obtención
de nuevas líneas genéticas con características
deseadas

18. • La revolución tecnológica que tuvo lugar en esta
ciencia contribuyó a la profundización del
conocimiento biológico y permitió combinar las
técnicas tradicionales con las nuevas
tecnologías impulsando el desarrollo de la
biología molecular.
• Esto abrió nuevos horizontes en el
mejoramiento de las características de un
individuo para la obtención de niveles
superiores de productividad y calidad
• Así convirtió en realidad la posibilidad de
expresar complejos procesos del mundo vivo en
organismos sencillos, constituyendo pilar
fundamental de la Biotecnología
contemporánea.

19. Además de las ciencias básicas y
biológicas, contribuyen:
• INGENIERIAS. Las ciencias ingenieriles aplican
conocimientos de las ciencias básicas a las soluciones
de problemas prácticos relacionados entre otros con el
diseño, construcción y los procesos
• BIOINFORMACION. En la actualidad tiene un relieve
particular el nacimiento de una nueva ciencia, la Bio
informática
• La unión del conocimiento biológico y la informática dio
origen a un nuevo campo de trabajo de los científicos de
hoy. El gran numero de datos producidos por el
desarrollo de investigaciones biológicas y el descifrado
de la información genética ha exigido la unión de estas
dos disciplinas para poder entender y solucionar lo
complejos problemas que se presentan en la nueva era

20. Evolución de la biotecnología
• La biotecnología de primera generación, está
representada por productos que desde el siglo pasado el
hombre ha sido capaz de obtener, utilizando para ello el
auxilio de elementos vivos mediante el mecanismo
fermentativo.
• Productos de gran demanda como:
• Cerveza
• Vino
• Pan
• Vinagre
• Quesos
• Yogurt
Obtenidos por la fermentación espontánea constituyen
las primeras producciones Biotecnológicas.

21. • Hacia la primera mitad del siglo XX aparecen en
el mercado producciones biológicas nuevas,
relacionadas con la satisfacción de necesidades
vitales del hombre, que van desde la salud
humana y animal, la alimentación y el bienestar.
• Surge la denominada Biotecnología de segunda
generación o “Era de los antibióticos”, ejemplo
de estos productos son:
• Los antibióticos, las vacunas naturales,
vitaminas, proteínas, enzimas, polisacáridos,
alcohol industrial, entre otros.

22. • El paulatino desarrollo de la ciencia y de la
técnica, la profundización en el conocimiento
teórico de los procesos de la vida, el diseño y
construcción de equipos necesarios para los
estudios básicos y el auge del desarrollo
tecnológico, hizo posible en la segunda mitad
del siglo XX el descubrimiento de una serie de
fenómenos que marcarían el rumbo y desarrollo
acelerado de las ciencias e incidirían
significativamente en la Biotecnología.
• Entre algunos de los descubrimientos más
relevantes se pueden citar:

23. • SANGER, 1953: Logra por primera vez
establecer la estructura de una proteína, la
insulina. Avanza la profundización del
conocimiento respecto a la composición química
y estructural de las proteínas, llamadas
moléculas de la vida.
• WATSON Y CRICK, 1953: Demuestran la
estructura en doble hélice del ácido
desoxirribonucleico (ADN), portador de la
información genética.
• NIREMBERG, 1963: Descubre y descifra el
código genético contenido en las moléculas de
ADN, formado por la combinación de cuatro
bases nitrogenadas (A,T,G,C). Sus estudios y
análisis le permiten definir su universalidad, es
decir que la información es leída e igualmente
reconocida desde las bacterias hasta el hombre.

24. • 1970: se descubren y aíslan las primeras enzimas de
restricción, las llamadas “tijeras biológicas” abriéndose
un nuevo horizonte para los trabajos con ADN.
• 1975: Se desarrolla la técnica para la obtención de
hibridomas, células obtenidas por la fusión entre células
tumorales y los linfocitos, para la producción de
anticuerpos altamente específicos.
• 1980: El desarrollo de las técnicas de secuenciación de
ADN da la posibilidad de analizar o definir la
secuenciación de 1000 nucleótidos por semana. A partir
de la secuencia conocida de ADN es posible deducir la
proteína codificada, este cuadro de avances y
conocimientos abre la posibilidad de saltar las barreras
entre las especies y de introducir genes de un
organismo en otro no relacionado.

25. • Todos estos nuevos conocimientos permite el
desarrollo de la tecnología del ADN
recombinante o Biotecnología de tercera
generación con productos como la insulina
humana, los anticuerpos monoclonales, etc.
• Hacia los finales del siglo XX e inicios del XXI
asistimos a otra revolución del conocimiento
científico de influencia directa en la vida de la
sociedad. Surge la Biotecnología de cuarta
generación.
• Se combinan las ciencias de la información con
la biotecnología y surge la bio informática.

26. • Se acelera el descifrado de genomas
completos de organismos, la aplicación de
la genómica y la proteómica, la terapia
génica, los medicamentos dirigidos, la
obtención de órganos y organismos
productos de la clonación, son
representativos de está época.

27. Desarrollo
científico técnico
Bioinformática,
proteomica, 4ta Generación
genómica y t.
génica
Hibridomas e
3era Generación Ingeniería
genética
2da Generación Nuevas
tecnologías, cultivo
de organismos.
1era Generación
Propiedades
naturales del agente
vivo.
Tiempo

28. Sectores de influencia de la Biotecnología
• Existen cinco sectores donde la
Biotecnología posee influencia:
• Sector Farmacéutico
• Sector Agrícola Alimentario
• Sector Químico
• Sector Ambiental
• Sector Energético

29. Sector Farmacéutico
• En este sector la Biotecnología ha orientado su
incidencia en las áreas de salud relacionadas
con:
• Enfermedades infecciosas
• Enfermedades crónicas
• Tratamientos preventivos
Destacan las denominadas enfermedades
rentables que son aquellas que requieren del
uso de grandes cantidades de fármacos y por
tanto garantizan a las compañías la existencia
de un mercado seguro, Ej. Las ulceras, la
hipertensión, la osteoporosis, el asma, el
cáncer, enfermedades cardiovasculares, etc.

30. • La investigación científica en el campo de
la Biotecnología en el sector farmacéutico
está orientada fundamentalmente hacia
tres objetivos:
• Obtención de productos farmacéuticos
• Obtención de nuevos métodos de
diagnostico
• Obtención de nuevos tratamientos
El desarrollo de la terapia génica y de los
medicamentos dirigidos son los blancos
de la Biotecnología actual.

31. Sector Agrícola y Alimentario
• En este sector la Biotecnología ha dirigido su
acción investigativa fundamentalmente hacia:
• Obtención de nuevos productos (mediante
ingeniería de plantas)
• Búsqueda de bio pesticidas
• Bio fertilizantes
La limitación fundamental en la introducción de
los resultados en este campo viene dada por los
posibles efectos ambientales cuando se utilizan
animales y plantas modificadas o transgénicas y
la utilización de microorganismos en hábitats no
comunes.

32. Sector Químico
• En el sector Químico la investigación se orienta
en lo fundamental hacia:
• Obtención de productos químicos que
intervengan en los procesos biológicos para la
eliminación de toxinas y residuos
• Desarrollo de bio sensores.
• Producción de polímeros biodegradables
sintetizados por microorganismos ( ej.
Pseudomonas) para la sustitución de polímeros
derivados del petróleo en la industria del
plástico.

33. Sector Ambiental
• La incidencia de la Biotecnología en este sector
está relacionada fundamentalmente con:
• El monitoreo de la contaminación ambiental
• La descontaminación del medio ambiente
• El desarrollo de procesos biológicos donde se
aprovechen las posibilidades de los organismos
en la transformación de los desechos, ej.
Lombricultura, bio remediación

34. Sector Energético
• Las investigaciones en este sector se dirigen
fundamentalmente a:
• Petróleo: Mejora de parámetros de calidad de
los crudos, eliminación de azufre, nitratos
• Nuevos combustibles: Desarrollo de fuentes
energéticas alternativas como el bio etanol, el
biodiesel, el biogás y el bio hidrógeno
• Obtención de biomasa para la generación de
electricidad y calor
• Obtención de metano como fuente alternativa
para el transporte