Biotecnologia

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Biotecnologia

  1. 1. Índice 1. ¿Qué es la biotecnología? 2. Aplicaciones 2.1 Biorremediación y biodegradación 2.2 Bioingeniería 2.3 Aplicación en medicina 2.3.1 Terapia génica 2.3.2 Prospección génica 3. Clonación 4. Obtención de células madre 5. Biotecnología en agricultura y ganadería 6. Alimentos transgénicos 7. Ventajas, riesgos y desventajas 7.1 Ventajas 7.2 Riesgos para el medio ambiente 7.3 Riesgos para la salud 7.4 Desventajas 8. Moléculas esenciales en el uso de la biotecnología 9. Ejemplos de investigaciones a nivel mundial
  2. 2. ¿Qué es la biotecnología? La biotecnología tiene su fundamento en la tecnología que estudia y aprovecha los mecanismos e interacciones biológicas de los seres vivos. La biología y la microbiología son las ciencias básicas de la biotecnología, ya que aportan las herramientas fundamentales para la comprensión de la mecánica microbiana en primera instancia. La biotecnología se usa ampliamente en agricultura, farmacia, ciencia de los alimentos, medio ambiente y medicina. La biotecnología se desarrolló desde un enfoque multidisciplinario involucrando varias disciplinas y ciencias como biología, bioquímica, genética, virología, agronomía, ecología, ingeniería, física, química, medicina y veterinaria entre otras. Tiene gran repercusión en la farmacia, la medicina, la ciencia de los alimentos, el tratamiento de residuo sólidos, líquidos, gaseosos y la agricultura.
  3. 3. Aplicaciones Las aplicaciones de la biotecnología son numerosas y suelen clasificarse en: Biotecnología roja: se aplica a la utilización de biotecnología en procesos médicos. ● Biotecnología blanca: también conocida como biotecnología industrial, es aquella aplicada a procesos industriales. ● Biotecnología verde: es la biotecnología aplicada a procesos agrícolas. ● Biotecnología azul: también llamada biotecnología marina, es aquella en ambientes marinos y acuáticos. ●
  4. 4. Biorremediación y biodegradación La biorremediación es el proceso por el cual se utilizan microorganismos para limpiar un sitio contaminado. Los procesos biológicos desempeñan un papel importante en la eliminación de contaminantes y la biotecnología aprovecha la versatilidad catabólica de los microorganismos para degradar y convertir dichos compuestos.
  5. 5. Bioingeniería La bioingeniería es una de las últimas ramas de la ingeniería en ser creadas. Un bioingeniero es un profesional que se ocupa de todos los aspectos tecnológicos relacionados de alguna manera al ámbito de la medicina y de la biología. Además, al igual que un biólogo o un médico, se encarga del estudio y el análisis de todos los organismos vivos a nivel molecular, celular y de aparatos y sistemas del cuerpo humano o de cualquier otra forma de vida.
  6. 6. Aplicación en medicina La biotecnología tiene dos grandes áreas de aplicación en medicina: - La prospección génica para identificación temprana y prevención de posibles enfermedades de origen genético. - La terapia génica para corrección de defectos de origen genético.
  7. 7. Prospección génica La prospección génica es la técnica novedosa de identificar tempranamente la posible aparición de enfermedades cuya causa sea genética, y se realiza principalmente en fetos y bebés recién nacidos. El procedimiento consiste esencialmente en el análisis de células sanguíneas para detectar algún alelo ligado a una enfermedad, con objeto de prevenir la aparición de esa enfermedad más tarde en la vida del individuo. Algunas enfermedades para las cuales se realiza la prospección génica son: -Enfermedad de Tay-Sachs -Cáncer de mama -Distrofia muscular de Duchenne -Anemia falciforme -Fibrosis cística -Fenilcetonuria -Enfermedad de Huntington
  8. 8. Terapia génica La terapia génica es la técnica para reparar genes defectuosos causantes de enfermedades. Esta técnica ofrece enormes expectativas para curar enfermedades tanto genéticas como adquiridas, por inserción de genes para reparar algunos que ya no funcionen, o para aumentar el efecto de otros que estén funcionando normalmente. Diversos procedimientos sirven para hacer cambios específicos en el genoma, el más utilizado consiste en insertar un gen normal en un sitio inespecífico del genoma para que el producto del gen introducido remplace al producto del gen originario.
  9. 9. Clonación Hay que diferenciar el uso de la palabra clonación en distintos contextos de la biología: Si nos referimos al ámbito de la Ingeniería Genética, clonar es aislar y multiplicar en un tubo de ensayo un determinado gen o, en general, un trozo de ADN. ● En el contexto a que nos referimos, clonar significa obtener uno o varios individuos a partir de una célula somática o de un núcleo de otro individuo, de modo que los individuos clonados son idénticos o casi idénticos al original. ●
  10. 10. Obtención de embriones humanos Para obtener embriones humanos por clonación se suele utilizar un proceso semejante al usado en la clonación animal: se extrae el núcleo a un óvulo de una mujer y se introduce en él el núcleo de una célula somática de un adulto (de un tejido de un cuerpo). Se obtiene así un cigoto artificial que podrá desarrollarse hasta convertirse en un individuo clónico, genéticamente idéntico al individuo del que se extrajo la célula adulta. Este proceso se denomina clonación terapéutica.
  11. 11. La oveja Dolly, el primer mamífero clonado a partir de una célula adulta.
  12. 12. Obtención de células madre Este proceso se denomina reprogramación celular. Consta de los siguientes pasos: 1.Se introducen 4 genes específicos en el núcleo usando retrovirus que convierten una célula específica en célula madre. Esta fue la gran sorpresa de la investigación sobre las células madre: que con solo cuatro genes se conseguía obtener una célula madre. 2.Los genes en el ARN del virus se incorporan al genoma de la célula de la piel. 3.En el cultivo de fibroblastos de la piel modificada se obtienen células madre. 4.Se realiza un cultivo de células madre pluripotenciales. Finalmente se modifican las células madre obteniendo así células especializadas como las células cardíacas.
  13. 13. Biotecnología en agricultura y ganadería Ahora vamos a ver la biotecnología aplicada tanto a la agricultura como a la ganadería y los objetivos de la misma.
  14. 14. Biotecnología aplicada a la agricultura VENTAJAS: La biotecnología se ha aplicado a numerosas plantas y se han producido variedades con nuevas características, que se han ido conservando para el beneficio del hombre. Destacan entre ellas: ● Protección contra ciertas plagas: Pueden ser insectos, enfermedades o virus, estas plantas fabrican las proteínas o sustancias que las protege del ataque. Resistencia a herbicidas: Los herbicidas se utilizan para la eliminación de malas hierbas, y estos cultivos no se ven afectados por los productos que lleva la sustancia. ● Producción de alimentos con mejores características para nuestra salud o gusto: Estos alimentos modificados tienen una característica de beneficio, como el arroz dorado que posee mayor vitamina A y puede ayudar a su prevención de deficiencias de la misma. ● Mayor resistencia a condiciones ambientales adversas: Fue importante para las zonas poco productivas por sequía, heladas o salinidad. ● Nuevos usos industriales: Producción de plásticos biodegradables, vacunas comestibles (producción en patata, etc.), modificaciones externas para su comercialización, como los colores en las flores. ● Técnicas de propagación: Trata de la obtención de una planta por su división o de pocas células. Utilizándose en viveros para la producción de numerosas plantas iguales. ●
  15. 15. Por ser uno de los productos más utilizados el TOMATE ha sido modificado numerosas veces transgénicamente. La SOJA es utilizada de un 4060% en alimentos como aceites, margarinas, etc. y fue modificada para la resistencia en herbicidas. Actualmente, el MAÍZ es uno de los alimentos transgénicos más investigados para su producción.
  16. 16. Biotecnología aplicada a la ganadería Dentro de este contexto general, la biotecnología ha incorporado la transgénesis animal con los fines que se indican a continuación: ● Mejora de producción de crías. ● Mayor resistencia a las enfermedades. ● Mejora de caracteres productivos. Modelos animales de enfermedades humanas (por ejemplo, ratones knockout). ● Animales transgénicos como biorreactores para la síntesis de proteínas de alto valor (proteínas terapéuticas): Las “granjas farmacéuticas". ●
  17. 17. Ratones Knockout Serpiente con deformaciones
  18. 18. Alimentos transgénicos Los alimentos transgénicos son aquellos que fueron producidos a partir de un organismo modificado genéticamente mediante ingeniería genética. Dicho de otra forma, es aquel alimento obtenido de un organismo al cual le han incorporado genes de otro para producir las características deseadas. En la actualidad tienen mayor presencia de alimentos procedentes de plantas transgénicas como el maíz o la soja.
  19. 19. Ejemplos Patatas transgénicas Uvas transgénicas Arroz transgénico Carnes transgénicas
  20. 20. Ventajas, riesgos y desventajas Ahora veremos las ventajas, los riesgos tanto para el medio ambiente como para la salud y las desventajas de la biotecnología
  21. 21. Ventajas Entre las principales ventajas de la biotecnología se tienen: ● 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 plaguicidas. 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 alérgenos y toxinas naturales. También se puede intentar cultivar en condiciones extremas lo que auxiliaría a los países que tienen menos disposición de alimentos. ● Mejora en el desarrollo de nuevos materiales. ●
  22. 22. Riesgos para el medio ambiente Entre los riesgos para el medio ambiente cabe señalar la posibilidad de polinización cruzada, por medio de la cual el polen de los cultivos genéticamente modificados (GM) se difunde a cultivos no GM en campos cercanos, por lo que pueden dispersarse ciertas características como resistencia a los herbicidas de plantas GM a aquellas que no son GM. Esto que podría dar lugar, por ejemplo, al desarrollo de maleza más agresiva o de parientes silvestres con mayor resistencia a las enfermedades o a los estreses abióticos, trastornando el equilibrio del ecosistema. Otros riesgos ecológicos surgen del gran uso de cultivos modificados genéticamente con genes que producen toxinas insecticidas. Esto puede hacer que se desarrolle una resistencia al gen en poblaciones de insectos expuestas a cultivos GM. También puede haber riesgo para especies que no son el objetivo, como aves y mariposas, por plantas con genes insecticidas. También se puede perder biodiversidad.
  23. 23. Riesgos para la salud Existen riesgos de transferir ciertas toxinas entre especies, de una forma de vida a otra, lo que podría llevar consigo reacciones alérgicas.Dependiendo de la infección y de su riesgo los agentes biológicos se clasifican en cuatro grupos: ● Grupo 1: resulta poco probable que cause una enfermedad en el hombre o en alguna especie animal o vegetal. Grupo 2: puede causar una enfermedad en el hombre y a los trabajadores que conviven con este, es poco posible que se propague extendidamente y tiene un tratamiento eficaz. ● Grupo 3: puede causar una enfermedad grave en el hombre y causa un serio peligro para los trabajadores, tiene un tratamiento pero existe el riesgo de que se propague en colectividad. ● Grupo 4: causa una enfermedad grave en el hombre y causa un serio peligro a las personas que trabajan con este, tiene muchas posibilidades de que se propague en colectividad y en la mayoría de los casos no existe un tratamiento para evitar su propagación. ●
  24. 24. Desventajas Los procesos de modernización agrícola, además del aumento de la producción y los rendimientos, tienen otras consecuencias: ● Una de ellas es la 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. ●
  25. 25. Moléculas esenciales en el uso de la biotecnología Entre las principales tenemos: ADN ARN
  26. 26. ADN El ácido desoxirribonucleico, abreviado como ADN, es un ácido nucleico que contiene instrucciones genéticas usadas en el desarrollo y funcionamiento de todos los organismos vivos conocidos y algunos virus, y es responsable de su transmisión hereditaria. Molécula de ADN
  27. 27. ARN Molécula de ARN El ácido ribonucleico (ARN o RNA) es un ácido nucleico formado por una cadena de ribonucleótidos. Está presente tanto en las células procariotas como en las eucariotas, y es el único material genético de ciertos virus (virus ARN). El ARN celular es lineal y de hebra sencilla, pero en el genoma de algunos virus es de doble hebra.
  28. 28. Ejemplos de investigación a nivel mundial México: se está tratando el cáncer de mama aplicando la biotecnología. ● ● Cuba: primera vacuna recombinante contra la meningitis B. ● China: en 1989 China fabricó interferón recombinante. India: ha desarrollado sus propias variedades de algodón transgénico. ●
  29. 29. Fuentes de información -Wikipedia -Varios blogs -Yahoo Respuestas
  30. 30. Realizado por Pablo Ripoll Torrejón

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