Tema 4

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Tema 4

  1. 1. “Biotecnología, hoy”
  2. 2. Contenido de la primera parte: ¿Qué es la biotecnología? Las primeras aplicaciones La importancia de los microbios Biotecnología y ambiente Ingeniería genética Aplicaciones de la biotecnología moderna Animales transgénicos
  3. 3. La biotecnología es el empleo de organismos vivos para la obtención de un bien o servicio útil para el hombre
  4. 4. Microbios o microorganismos:
  5. 5. Antony van Leeuwenhoek (1632-1723)
  6. 6. Luis Pasteur (1822-1895) "La ciencia y las aplicaciones de la ciencia están unidas como el fruto al árbol". Levaduras del vino, según Pasteur  Los microorganismos provienen de otros pre-existentes  Origen microbiano de la fermentación  Producción de vacunas  Pasteurización
  7. 7. Hongos útiles Saccharomyces cerevisiae pan, vino, cerveza
  8. 8. Las levaduras levaduras
  9. 9. Hongos útiles Penicillium camemberti queso Camembert Penicillium roqueforti queso Roquefort
  10. 10. Hongos útiles Penicillium notatum penicilina
  11. 11. Bacterias útiles Las bacterias ácido-lácticas
  12. 12. Bacterias útiles Bifidobacterium breve Lactobacillus d. bulgaricus Streptococcus s. thermophilus yogur probióticos
  13. 13. Bacterias útiles Streptomyces sp. antibióticos
  14. 14. Enzimas en detergentes Bacillus sp
  15. 15. Enzimas de microbios Insumos 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
  16. 16. Ácido cítrico en alimentos Aspergillus niger
  17. 17. Bacterias en la agricultura Bacillus thuringiensis (insecticida) Rhizobium spp (inoculante)
  18. 18. Obtención de etanol a partir de caña de azúcar (o remolacha) caña de azúcar “crushing” bagazo jugo de caña o 110 C, decantación PAPEL concentración fermentación molasas fermentación AZÚCAR ETANOL
  19. 19. Obtención de etanol a partir de maíz (o papa, mandioca, etc.) grano de maíz molienda almidón calor alfa-amilasa licuefacción dextrinas gluco-amilasa sacarificación glucosa, maltosa, iso-maltosa levaduras Textil, alimentos, pinturas, farmacéuticos, adhesivos, papel, cosméticos, etc Pinturas, cosméticos, tinturas, etc. Jarabe de alta fructosa fermentación etanol destilación, deshidratación, desnaturalización etanol (combustible)
  20. 20. Bacterias (¿quizás en el futuro en plantas?) polihidroxialcanoatos PHA (bioplástico)
  21. 21. Almidón (maíz, aunque también papa, mandioca, etc.) bacterias Ácido láctico Poliláctido PLA (bioplástico)
  22. 22. Biorremediación (biorremediación microbiana y fitorremediación) Degradación, absorción, acumulación y/o transformación de... Pesticidas Herbicidas Petróleo y derivados Metales pesados Caso Exxon Valdez 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.
  23. 23. Efluente (sin pre-tratamiento) de una industria cárnica Contaminación del Riachuelo
  24. 24. Biotecnología y ambiente o Procesos químicos vs. Procesos enzimáticos o Plásticos derivados de petróleo vs. Bioplásticos o Combustibles de fuentes no renovables vs. Biocombustibles o Agroquímicos vs. Manejo integrado de plagas o Incineración/basurales vs. Degradación microbiana de la basura o Tratamiento químico de efluentes y derrames vs. Biorremediación o Extracción química de metales vs. Biolixiviación
  25. 25. 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 yogur detergentes bebidas alcohólicas gaseosas edulcorantes plásticos medicamentos biorremediación inoculantes, insecticidas
  26. 26. Biotecnología tradicional (Empleo de organismos para la obtención de un producto útil para la industria) Ingeniería genética Desde 7.000 a.c. o metodología del ADN recombinante Desde 1970s Biotecnología moderna (Emplea la ingeniería genética) - Desde 1980s Investigación científica Biotecnología, hoy
  27. 27. El ADN y los genes
  28. 28. Ingeniería genética = Metodología del ADN recombinante Conjunto de técnicas que permiten transferir genes de un organismo a otro organismo de origen organismo receptor gen de interés transgén Organismo transgénico o genéticamente modificado (OGM) o recombinante-produce una proteína recombinante células en cultivo bacterias levaduras animales plantas
  29. 29. ¿Frutipez?
  30. 30. Biotecnología moderna Es la que emplea las técnicas de ingeniería genética (permite transferir genes de un organismo a otro) ¿Para qué? Producción o sobre-producción de enzimas, fármacos y otras moléculas Mejoramiento animal y vegetal
  31. 31. Aminoácidos de interés industrial producidos en organismos genéticamente modificados (bacterias y hongos) Aspartamo (Fen+Asp), Glicina Aspartato, Alanina, Glutamato Histidina Edulcorantes Lisina y metionina Suplementos dietarios Resaltadores del sabor Antioxidante y preservativo
  32. 32. Microinyección de ADN Desarrollo de un embrión temprano (in vitro) Tranferencia del embrión al útero de otra hembra
  33. 33. ·        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.)
  34. 34. Transgénicos: animales como fábricas de moléculas Tracy (1991-1998) Producía 40g/l de alfa-1-antitripsina en la leche
  35. 35. Dolly (1997-2003), la primera oveja obtenida por clonación a partir de células adultas
  36. 36. Clonación de animales Oveja adulta A célula de ubre de la oveja A fusión entre la célula de la oveja A y el óvulo no fecundado sin núcleo Oveja adulta receptora implante del embrión en el útero de una oveja receptora Oveja adulta donante óvulo no fecundado de la oveja donante eliminación del núcleo ( ADN) del óvulo desarrollo del embrión (in vitro) Dolly (clon de A)
  37. 37. Mansa (nació en 2002) Primera ternera clonada y transgénica. Produce la hormona de crecimiento humana en la leche
  38. 38. Clonación reproductiva de bovinos

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