UNIVERSIDAD TÉCNICA DE MACHALACalidad, Pertinencia y Calidez

DIRECCIÓN DE NIVELACIÓN Y ADMISIÓNSISTEMA NACIONAL DE NIVELACIÓN Y ADMISIÓN

PROYECTO DE BIOLOGIA

Alumno: Mario Andres Astudillo Yaguana

LA BIOTECNOLOGIA

INTRODUCCIÓN

La biotecnología tiene aplicaciones en importantes áreas industriales, como la

atención de la salud, con el desarrollo de nuevos enfoques para el tratamiento de

enfermedades; la agricultura con el desarrollo de cultivos y alimentos mejorados;

usos no alimentarios de los cultivos, por ejemplo plásticos biodegradables, aceites

vegetales y biocombustibles; y cuidado medioambiental a través de

la biorremediación, como el reciclaje, el tratamiento de residuos y la limpieza de

sitios contaminados por actividades industriales. A este uso específico de plantas en

la biotecnología se le llama biotecnología vegetal. Además se aplica en la genética

para modificar ciertos organismos.6

Las aplicaciones de la biotecnología son numerosas y suelen clasificarse en:

Biotecnología roja: Se aplica a la utilización de biotecnología en

procesos médicos. Algunos ejemplos son la obtención de organismos para

producirantibióticos, el desarrollo de vacunas más seguras y nuevos fármacos,

los diagnósticos moleculares, las terapias regenerativas y el desarrollo de

la ingeniería genética para curar enfermedades a través de la manipulación

génica.

Biotecnología blanca: También conocida como biotecnología industrial, es

aquella aplicada a procesos industriales. Un ejemplo es la obtención de

microorganismos para generar un producto químico o el uso

de enzimas como catalizadores o Inhibidores enzimáticos industriales, ya sea

para producir productos químicos valiosos o destruir contaminantes químicos

peligrosos (por ejemplo utilizando oxidorreductasas 7  ). También se aplica a los

usos de la biotecnología en la industria textil, en la creación de nuevos

materiales, como plásticos biodegradables y en la producción de

biocombustibles. Su principal objetivo es la creación de productos fácilmente

degradables, que consuman menos energía y generen menos desechos durante

su producción.8 La biotecnología blanca tiende a consumir menos recursos que

los procesos tradicionales utilizados para producir bienes industriales.9

Biotecnología verde: Es la biotecnología aplicada a procesos agrícolas. Un

ejemplo de ello es la obtención de plantas transgénicas capaces de crecer en

condiciones ambientales desfavorables o plantas resistentes a plagas y

enfermedades. Se espera que la biotecnología verde produzca soluciones más

amigables con el medio ambiente que los métodos tradicionales de la agricultura

industrial. Un ejemplo de esto es la ingeniería genética en plantas para

expresar plaguicidas, con lo que se elimina la necesidad de la aplicación externa

de los mismos, como es el caso del maíz Bt.10 La biotecnología se ha convertido

en una herramienta en diversas estrategias ecológicas para mantener o

aumentar sustancialmente recursos naturales como los bosques. En este sentido

los estudios realizados con hongos de carácter micorrízico permiten implementar

en campo plántulas de especies forestales con micorriza, las cuales presentaran

una mayor resistencia y adaptabilidad que aquellas plántulas que no lo están.

Biotecnología azul: También llamada biotecnología marina, es un término

utilizado para describir las aplicaciones de la biotecnología en ambientes marinos

y acuáticos. Aún en una fase temprana de desarrollo, sus aplicaciones son

prometedoras para la acuicultura, cuidados sanitarios, cosmética y productos

alimentarios.11

La Biotecnología es el conjunto de técnicas que utilizan organismos vivos o partes de ellos para obtener productos o modificarlos, para mejorar plantas o animales, o para desarrollar microorganismos con fines bien determinados, es decir, para la obtención de bienes y servicios. La biotecnología vegetal es la específica de las plantas.

La biotecnología comprende conocimientos de muchas áreas de la ciencia como agricultura, bioquímica, biología celular y molecular, inmunología, virología, fisiología vegetal y salud.

En el cultivo de un producto en específico, las constantes sequias, seguidas por las lluvias excesivas, tienden a arruinar la productividad de lo que se esta cultivando, por lo que los responsables de dicho producto deben encontrar una solución para no perder la cosecha. Se acude a aguas negras, fertilizantes, pesticidas y un sinfín de sustancias dañinas no solo para el suelo, sino también para el organismo de los consumidores de este producto. Es aquí dond entra la ética, ya que se debe crear una buena producción pero también debe erradicarse todo tipo de sustancias que dañe a los consumidores. Pero ocurre que con tal de producir las cantidades necesarias y no afectar los ingresos de la industria, se emplea este tipo de químicos que muchas veces no cumplen con los niveles de calidad esperados, y resultan económicos para el responsable, quien, además, también busca no elevar mucho los gastos.

Lo que hace la biotecnología en esta situación es buscar algún tipo de fertilizante que sea apto tanto para las plantas como para los consumidores. Esto se logra con un complejo trabajo de investigación, ya que lo que utiliza un ingeniero en biotecnología principalmente son organismos como bacterias, hongos, insectos, en fin una diversa cantidad de organismos o microorganismos son empleados durante la investigación, hasta que se obtiene el producto deseado: un fertilizante eficiente, que haga que las plantas resistan tanto las fuertes sequias como las abundantes lluvias, y que a su vez no dañe la salud de quienes las consumen.

OBJETIVO GENERAL

Identificar los beneficios y consecuencias de la aplicación de biotecnología en la agricultura.

OBJETIVO ESPECIFICO

Análisis de los resultados obtenidos al aplicar la biotecnología dentro de la agricultura.

Efectos secundarios producidos por la aplicación de este proceso.

MARCO TEORICO

La historia de la biotecnología puede dividirse en cuatro períodos.

El primero corresponde a la era anterior a Pasteur y sus comienzos se confunden con los de la humanidad. En esta época, la biotecnología se refiere a las prácticas empíricas de selección de plantas y animales y sus cruzas, y a la fermentación como un proceso para preservar y enriquecer el contenido proteínico de los alimentos. Este período se extiende hasta la segunda mitad del siglo XIX y se caracteriza como la aplicación artesanal de una experiencia resultante de la práctica diaria. Era tecnología sin ciencia subyacente en su acepción moderna.

La segunda era biotecnológica comienza con la identificación, por Pasteur, de los microorganismos como causa de la fermentación y el siguiente descubrimiento por parte de Buchner de la capacidad de las enzimas, extraídas de las levaduras, de convertir azúcares en alcohol. Estos desarrollos dieron un gran impulso a la aplicación de las técnicas de fermentación en la industria alimenticia y al desarrollo industrial de productos como las levaduras, los ácidos cítricos y lácticos y, finalmente, al desarrollo de una industria química para la producción de acetona, "butanol" y glicerol, mediante el uso de bacterias.

La tercera época en la historia de la biotecnología se caracteriza por desarrollos en cierto sentido opuestos, ya que por un lado la expansión vertiginosa de la industria petroquímica tiende a desplazar los procesos biotecnológicos de la fermentación, pero por otro, el descubrimiento de la penicilina por Fleming en 1928, sentaría las bases para la producción en gran escala de antibióticos, a partir de la década de los años cuarenta. Un segundo desarrollo importante de esa época es el comienzo, en la década de los años treinta, de la aplicación de variedades híbridas en la zona maicera de los Estados Unidos ("corn belt"), con espectaculares incrementos en la producción por hectárea, iniciándose así el camino hacia la "revolución verde" que alcanzaría su apogeo 30 años más tarde.

La cuarta era de la biotecnología es la actual. Se inicia con el descubrimiento de la doble estructura axial del ácido "deoxi-ribonucleico" (ADN) por Crick y Watson en 1953, seguido por los procesos que permiten la inmovilización de las enzimas, los primeros experimentos de ingeniería genética realizados por Cohen y Boyer en 1973 y aplicación en 1975 de la técnica del "hibridoma" para la producción de anticuerpos "monoclonales", gracias a los trabajos de Milstein y Kohler.

Estos han sido los acontecimientos fundamentales que han dado origen al auge de la biotecnología a partir de los años ochenta. Su aplicación rápida en áreas tan

diversas como la agricultura, la industria alimenticia, la farmacéutica, los procesos de diagnóstico y tratamiento médico, la industria química, la minería y la informática, justifica las expectativas generadas en torno de estas tecnologías. Un aspecto fundamental de la nueva biotecnología es que es intensiva en el uso del conocimiento científico. En el período anterior a Pasteur, la biotecnología se limitaba a la aplicación de una experiencia práctica que se transmitía de generación en generación. Con Pasteur, el conocimiento científico de las características de los microorganismos comienza a orientar su utilización práctica, pero las aplicaciones industriales se mantienen fundamentalmente como artesanales, con la excepción de unas pocas áreas en la industria química y farmacéutica (como la de los antibióticos), en las cuales se inicia la actividad de I y D en el seno de la corporación transnacional.

Las nuevas biotecnologías pueden agruparse en cuatro categorías básicas:

Técnicas para el cultivo de células y tejidos.

Procesos biotecnológicos, fundamentalmente de fermentación, y que incluyen la técnica de inmovilización de enzimas.

Técnicas que aplican la microbiología a la selección y cultivo de células y microorganismos.

Técnicas para la manipulación, modificación y transferencia de materiales genéticos (ingeniería genética).

Aunque los cuatro grupos se complementan entre sí, existe una diferencia fundamental entre los tres primeros y el cuarto. Los primeros se basan en el conocimiento de las características y comportamiento y los microorganismos y en el uso deliberado de estas características (de cada organismo en particular), para el logro de objetivos específicos en el logro de nuevos productos o procesos. La enorme potencialidad del último grupo se deriva de la capacidad de manipular las características estructurales y funcionales de los organismos y de aplicación práctica

de esta capacidad para superar ciertos límites naturales en el desarrollo de nuevos productos o procesos.

Desde un punto algo diferente, es posible agrupar las tecnologías que forman parte de la biotecnología en los cinco grupos siguientes:

1. Cultivos de tejidos y células para: la rápida micropropagación "in vitro" de plantas, la obtención de cultivos sanos, el mejoramiento genético por cruza amplia, la preservación e intercambio de "germoplasma", la "biosíntesis" de "metabolitos" secundarios de interés económico y la investigación básica.

2. El uso de enzimas o fermentación microbiana, para la conservación de materia primas definidas como sustratos en determinados productos, la recuperación de estos productos, su separación de los caldos de fermentación y su purificación final.

3. Tecnología del "hibridoma", que se refiere a la producción, a partir de "clones", de anticuerpos de acción muy específica que reciben el nombre de anticuerpos "monoclonales".

4. Ingeniería de proteínas, que implica la modificación de la estructura de las proteínas para mejorar su funcionamiento o para la producción de proteínas totalmente nuevas. · Ingeniería genética o tecnología del "ADN", que consiste en la introducción de un "ADN" híbrido, que contiene los genes de interés para determinados propósitos, para capacitar a ciertos organismos en la elaboración de productos específicos, ya sean estos enzimas, hormonas o cualquier otro tipo de proteína u organismo.

5. Bioinformática, que se refiere a la técnica basada en la utilización de proteínas en aparatos electrónicos, particularmente sensores biológicos y "bioships"; es decir, "microchips" biológicos, capaces de lógica y memoria.

A diferencia de la primera clasificación, que señala las técnicas propiamente tales, la segunda se refiere también a las actividades económicas en las que se hace uso de dichas tecnologías. La nueva biotecnología crea nuevos procesos y nuevos productos en diversas áreas de la economía.

Como estos procesos se basan en los mismos principios, ya sea que se apliquen en un sector económico o en otro, ello introduce cierto grado de flexibilidad, ya que permite la movilidad entre diferentes sectores. Por ejemplo, los procesos de fermentación pueden aplicarse para la producción, en gran escala, de alcohol o de antibióticos como la penicilina, o en escalas menores para la producción de aminoácidos o en la industria farmacéutica. Esto facilita la movilidad de factores productivos y tiene impacto sobre la calificación de la mano de obra, la cual, aun cuando deberá adaptarse a este nuevo perfil tecnológico (tanto en términos cuantitativos como cualitativos) posiblemente logre al mismo tiempo una mayor facilidad de empleo. A nivel mundial el interés por la biotecnología es indudable, como se ve a través del frecuente abordaje de tales temas en los periódicos, libros y medios de comunicación.

Algunos descubrimientos útiles serán una consecuencia directa del uso de las técnicas de ingeniería genética que logren transferir determinados genes (a veces incluso genes humanos) a un determinado microorganismo apropiado, para hacer el producto que es precisamente requerido en el mercado. Determinadas proteínas humanas y algunos enzimas requeridos en Medicina se conseguirán de esta forma, en el futuro. Otros muchos beneficios, serán el resultado de la fabricación mediante técnicas de fermentación, de anticuerpos específicos para fines analíticos y terapéuticos. Estos anticuerpos monoclonales se producirán mediante el crecimiento de células en grandes tanques de cultivo, utilizando el conocimiento biotecnológico adquirido por el cultivo de microorganismos en grandes fermentadores, como por ejemplo la producción de antibióticos como la penicilina.

Se están desarrollando en la actualidad importantes descubrimientos y aplicaciones comerciales en cada uno de los campos de la Biotecnología, incluyendo las que tienen lugar en las industrias de fermentación, la biotecnología de los enzimas y células inmovilizadas, el tratamiento de residuos y la utilización de subproductos. Aquellos procesos que resulten productivos serán útiles a la sociedad, atractivos para la industria por motivos comerciales y en algunos casos recibirán el apoyo de los respectivos gobiernos.

Una gran potencialidad de la biotecnología se da en el campo de la investigación y el desarrollo científico, ya que proporciona herramientas que permiten una mejor comprensión de los procesos fisiológicos, por ejemplo, del sistema inmuno-defensivo, o que reducen, en forma considerable, los plazos de la I y D, facilitando así los procesos de innovación tecnológica. A su vez, con el advenimiento de nuevas técnicas en el campo biológico, la actividad de la I y D en este campo tiende a hacerse cada vez más científica y menos empírica, acentuándose así las características de intensidad científica propias de la biotecnología. Resulta claro que siendo la biotecnología un sistema de diversas innovaciones científico-tecnológicas interrelacionadas, no todas ellas evolucionan al mismo ritmo.

Las condiciones de mercado, las expectativas de beneficios, aspectos organizativos y de gestión, entre otros, favorecen la rápida puesta en marcha y difusión de algunas de estas tecnologías, relegando a otras. La literatura sobre la innovación tecnológica acostumbra distinguir entre aquellas innovaciones que surgen como respuesta a una situación de mercado, y a expectativas de beneficios económicos, de aquéllas que se originan en el área de I y D como resultado de un proceso continuo y acumulativo de desarrollo científico-tecnológico. En el primer caso se habla de "demand or market-pull" y en el segundo, de "technological-push".

Ha sido frecuente, en los últimos tiempos, señalar el láser y la biotecnología como ejemplos del segundo tipo de innovación. Es decir, descubrimientos científicos a los que se arriba sin una aplicación específica predeterminada en mente, pero que luego encuentran una gama considerable de aplicaciones prácticas. Sin embargo, pareciera más correcto considerar ambos factores, el inherente proceso científico-tecnológico y aquél que corresponde a incentivos económicos, como complementarios. Así, en el caso de la biotecnología, aun cuando ésta nace en el ámbito de la I y D, de las muchas aplicaciones posibles, las que se desarrollan primero son aquellas que ofrecen expectativas de importantes beneficios económicos en un plazo más o menos breve.

En la agricultura, la biotecnología se orienta a la superación de los factores limitantes de la producción agrícola a través de la obtención de variedades de plantas tolerantes a condiciones ambientales negativas (sequías, suelos ácidos), resistentes a enfermedades y pestes, que permitan aumentar el proceso fotosintético, la fijación de nitrógeno o la captación de elementos nutritivos. También se apunta al logro de plantas más productivas y/o más nutritivas, mediante la mejora de su contenido proteínico o aminoácido.

Un desarrollo paralelo es la producción de pesticidas (insecticidas, herbicidas y fungicidas) microbianos. Las técnicas que ya se emplean, o que están desarrollándose, van desde los cultivos de tejidos, la fusión protoplasmática, el cultivo in vitro de "meristemas", la producción de nódulos de "rhizobium" y "micorizas", hasta la ingeniería genética para la obtención de plantas de mayor capacidad fotosintética, que puedan fijar directamente nitrógeno, resistentes a plagas y pestes, etc. El cultivo de tejidos consiste en la regeneración de plantas completas a partir de una masa amorfa, de células, que se denomina "callo". En su forma más general, se aplica a todo tipo de cultivo "in vitro", desde simples unidades indiferenciadas hasta complejos multicelulares y órganos. El proceso consiste en la incubación, en condiciones controladas y asépticas, de una célula o parte de un tejido vegetal (hoja, tallo, raíz, embrión, semilla, "meristema", polen, etc.) en un medio que contiene elementos nutritivos, vitaminas y factores de crecimiento.

Los organizmos geneticamente modificados o transgénico

Los alimentos transgénicos de los que empezó a hablarse en los últimos años, derivan de organismos transgénicos o genéticamente modificados. Un organismo genéticamente modificado (OGM) es aquella planta, animal, hongo o bacteria a la que se le ha agregado por ingeniería genética uno o unos pocos genes con el fin de producir proteínas de interés industrial o bien mejorar ciertos rasgos, como la resistencia a plagas, la calidad nutricional, la tolerancia a heladas, entre otras características.

Aunque comúnmente se habla de alimentos transgénicos para referirse a aquellos que provienen de cultivos vegetales modificados genéticamente, es importante recalcar que también se emplean enzimas y aditivos obtenidos de microorganismos transgénicos en la elaboración y procesamiento de muchos de los alimentos que ingerimos.

Una de las principales aplicaciones de la ingeniería genética en la actualidad es incorporar nuevos genes a las plantas con el fin de mejorar los cultivos. El empleo de la ingeniería genética o transgénesis en el mejoramiento vegetal es lo que se denomina agrobiotecnología o biotecnología vegetal. Sus objetivos consisten en aumentar la productividad de los cultivos contribuyendo a una agricultura sustentable, que utiliza los recursos respetando al medio ambiente y pensando en las generaciones futuras. También la agrobiotecnología se propone mejorar los alimentos que derivan de los cultivos vegetales, eliminando sustancias tóxicas o alergénicas, modificando la proporción de sus componentes para lograr alimentos más saludables o aumentando su contenido nutricional. Otra aplicación de la biotecnología vegetal es el empleo de las plantas como bioreactores o fábricas para

la producción de medicamentos, anticuerpos, vacunas, biopolímeros y biocombustibles.

CONCLUSIONES

De acuerdo a los análisis realizados se puede concluir que la biotecnología en la agricultura en la actualidad es de gran beneficio ya que se obtiene una mayor producción de las plantaciones a un menor costo, con la biotecnología se evita la utilización de insecticidas, herbicidas y fungicidas porque las plantaciones con biotecnología es resistente a enfermedades y está diseñada genéticamente para adaptarse a las condiciones climáticas evitando así gastos elevados a los productores, dejándoles una mayor utilidad.

Cabe destacar que los pequeños productores no cuentan con los recursos suficientes para aplicar este método de producción y quedan en desventaja competitiva frente a grandes productores, para lo cual sería factible la intervención del gobierno a través del MAGAP para brindar ayuda a este tipo de productores y así poder fomentar más fuentes de trabajo.

PROPUESTA

Luego de haber realizado esta investigación he podido darme cuenta que la aplicación de la biotecnología en el campo de la agronomía, es muy eficaz y productiva, lo cual aporta en beneficio a los productores de nuestro país teniendo mayor ganancia y mayor productividad, a su vez poder tener los productos necesarios para satisfacer a los consumidores y que no exista un déficit de cualquier producto en el mercado, cuyo déficit lo único que provocaría seria el incremento en su costo para el consumidor final, por ende se propone que la biotecnología vegetal debe ser implementada principalmente por el gobierno nacional, para ayudar a los productores e incentivarlos a aplicar este moderno método de producción y así el gobierno aportaría con fuentes de trabajo, abastecimiento necesario de productos para los ciudadanos e incluso existe la posibilidad de exportar mayor cantidad de productos, además no existirían alzas en los costos de estos productos, ya que no existiría el desabastecimiento. Es por estos y otros motivos más que la implementación de esta nueva técnica es muy factible y en poco tiempo será necesaria.

ANEXOS

Plantaciones de cultivos transgenicos

Comparación en el tiempo de duración de un tomate natural y un tomate transgenico

BIBLIOGRAFIA:

www.wikipedia.org/wiki/Biotecnología_vegetal

http://biotecnologiafernandocas.blogspot.com/2011/05/marco- teorico.html

http://es.slideshare.net/hernanmilan19994/proyecto-de-aula-sobre-la- biotecnologia-vegetal

https://www.google.com.ec/search? q=imagenes+de+cultivos+transgénicos