Biotecnologa

Estructura del ARN de transferencia.Labiotecnologatiene su fundamento en latecnologaque estudia y aprovecha los mecanismos e interacciones biolgicas de los seres vivos, en especial los unicelulares, mediante un amplio campo multidisciplinario. Labiologay lamicrobiologiason las ciencias bsicas de la biotecnologa, ya que aportan las herramientas fundamentales para la comprensin de la mecnica microbiana en primera instancia. La biotecnologa se usa ampliamente enagricultura,farmacia,ciencia de los alimentos,medio ambienteymedicina. La biotecnologa se desarroll desde un enfoque multidisciplinario involucrando varias disciplinas y ciencias comobiologa,bioqumica,gentica,virologa,agronoma,ecologa,ingeniera,fsica,qumica,medicinayveterinariaentre otras. Tiene gran repercusin en lafarmacia, lamedicina, laciencia de los alimentos, el tratamiento de residuo slidos, lquidos, gaseosos y laagricultura. La Organizacin para la Cooperacin y Desarrollo Econmicos (OCDE) define la biotecnologa como la "aplicacin de principios de la ciencia y la ingeniera para tratamientos de materiales orgnicos e inorgnicos por sistemas biolgicos para producir bienes y servicios".Probablemente el primero que us este trmino fue elingenierohngaroKroly Ereki, en1919, cuando lo introdujo en su libroBiotecnologa en la produccin crnica y lctea de una granexplotacin agropecuaria.12Segn elConvenio sobre Diversidad Biolgicade1992, la biotecnologa podra definirse como "toda aplicacin tecnolgica que utilice sistemas biolgicos y organismos vivos o sus derivados para la creacin o modificacin de productos o procesos para usos especficos".34El Protocolo de Cartagena sobre Seguridad de la Biotecnologa del Convenio sobre la Diversidad Biolgica5define labiotecnologa modernacomo la aplicacin de: Tcnicasin vitrodecido nucleico, incluidos elcido desoxirribonucleico(ADN)recombinantey la inyeccin directa de cido nucleico enclulasuorgnulos. La fusin de clulas ms all de lafamiliataxonmica, que supere las barrerasfisiolgicasnaturales de lareproduccino de la recombinacin y que no sean tcnicas utilizadas en la reproduccin yseleccin tradicionales.La biotecnologa tiene aplicaciones en importantes reas industriales, como la atencin 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 ejemploplsticos biodegradables,aceites vegetalesybiocombustibles; y cuidado medioambiental a travs de labiorremediacin, como el reciclaje, el tratamiento de residuos y la limpieza de sitios contaminados por actividades industriales. A este uso especfico de plantas en la biotecnologa se le llamabiotecnologa vegetal. Adems se aplica en la gentica para modificar ciertos organismos.6Las aplicaciones de la biotecnologa son numerosas y suelen clasificarse en: Biotecnologa roja:se aplica a la utilizacin de biotecnologa en procesosmdicos. Algunos ejemplos son la obtencin de organismos para producirantibiticos, el desarrollo devacunasms seguras y nuevos frmacos, los diagnsticos moleculares, las terapias regenerativas y el desarrollo de laingeniera genticapara curar enfermedades a travs de lamanipulacin gnica. Biotecnologa blanca: tambin conocida como biotecnologa industrial, es aquella aplicada a procesosindustriales. Un ejemplo es la obtencin de microorganismos para generar un producto qumico o el uso deenzimascomocatalizadoreso Inhibidoresenzimticos industriales, ya sea para producir productos qumicos valiosos o destruir contaminantes qumicos peligrosos (por ejemplo utilizandooxidorreductasas7). Tambin se aplica a los usos de la biotecnologa en laindustria textil, en la creacin de nuevos materiales, como plsticos biodegradables y en la produccin de biocombustibles. Su principal objetivo es la creacin de productos fcilmente degradables, que consuman menos energa y generen menos desechos durante su produccin.8La biotecnologa blanca tiende a consumir menos recursos que los procesos tradicionales utilizados para producir bienes industriales.9 Biotecnologa verde:es la biotecnologa aplicada a procesosagrcolas. Un ejemplo de ello es la obtencin deplantas transgnicascapaces de crecer en condiciones ambientales desfavorables o plantas resistentes a plagas y enfermedades. Se espera que la biotecnologa verde produzca soluciones ms amigables con el medio ambiente que los mtodos tradicionales de la agricultura industrial. Un ejemplo de esto es la ingeniera gentica en plantas para expresarplaguicidas, con lo que se elimina la necesidad de la aplicacin externa de los mismos, como es el caso delmaz Bt.10La biotecnologa se ha convertido en una herramienta en diversas estrategias ecolgicas para mantener o aumentar sustancialmente recursos naturales como los bosques. En este sentido los estudios realizados con hongos de carcter micorrzico permiten implementar en campo plntulas de especies forestales con micorriza, las cuales presentaran una mayor resistencia y adaptabilidad que aquellas plntulas que no lo estn. Biotecnologa azul:tambin llamada biotecnologa marina, es un trmino utilizado para describir las aplicaciones de la biotecnologa en ambientes marinos y acuticos. An en una fase temprana de desarrollo, sus aplicaciones son prometedoras para laacuicultura, cuidados sanitarios, cosmtica y productos alimentarios.1 La biotecnologa es un rea multidisciplinaria, que emplea la biologa, qumica y procesos, con gran uso en agricultura, farmacia, ciencia de los alimentos, ciencias forestales y medicina. Probablemente el primero que us este trmino fue el ingeniero hngaro Karl Ereky, en 1919. Una definicin de biotecnologa aceptada internacionalmente es la siguiente: La biotecnologa se refiere a toda aplicacin tecnolgica que utilice sistemas biolgicos y organismos vivos o sus derivados para la creacin o modificacin de productos o procesos para usos especficos (Convention on Biological Diversity, Article 2. Use of Terms, United Nations. 1992).2. BiotecnologaEl creciente inters que en los ltimos aos ha despertado la biotecnologa, tanto en losmediosacadmicos como en la actividad econmica, se ha traducido, entre otras cosas, en una proliferacin de definiciones. Esta relativa abundancia es reflejo, por un lado, delcarctermultidisciplinario de la biotecnologa (Microbiologa, Ingeniera Qumica, Bioqumica y Qumica) y, por el otro, de la dificultad que existe para fijar estrictamente suslmites. Todas las definiciones tienen en comn que hacen referencia alempleode agentes biolgicos y de microorganismos.Una definicin amplia de biotecnologa sera: Un conjunto de innovaciones tecnolgicas que se basa en la utilizacin de microorganismos y procesos microbiolgicos para la obtencin debienesyserviciosy para eldesarrollode actividades cientficas de investigacin.Como estos procesos se basan en los mismosprincipios, ya sea que se apliquen en un sector econmico o en otro, ello introduce cierto grado de flexibilidad, ya que permite la movilidad entre diferentes sectores. Por ejemplo, los procesos de fermentacin pueden aplicarse para la produccin, en gran escala, de alcohol o de antibiticos como la penicilina, o en escalas menores para la produccin de aminocidos o en la industria farmacutica. Esto facilita la movilidad de factores productivos y tiene impacto sobre la calificacin de la mano de obra, la cual, aun cuando deber adaptarse a este nuevo perfil tecnolgico (tanto en trminos Ingeniera qumicaIngeniera qumica

Refinera deRepsol YPFen laPobla de Mafumet,Tarragona

reas del saberTermodinmica,fenmenos de transporte, operaciones unitarias, balance de materia y energa,matemticas,administracin,qumica,metalrgica,optimizacin.

Campo de aplicacinControl, diseo y optimizacin de procesos y productos.

Reconocida enTodo el mundo

Laingeniera qumicaes una rama de laingeniera, que se encarga del diseo, manutencin, evaluacin, optimizacin, simulacin, planificacin, construccin y operacin de todo tipo de elementos en laindustria de procesos, que es aquella relacionada con la produccin de compuestos y productos cuya elaboracin requiere de sofisticadas transformacionesfsicasyqumicasde la materia.1La ingeniera qumica tambin se enfoca aldiseode nuevosmaterialesytecnologas, es una forma importante de investigacin y de desarrollo. Adems es lder en el campo ambiental, ya que contribuye al diseo de procesos ambientalmente amigables y procesos para la descontaminacin delambiente.2La ingeniera qumica se fundamenta en las ciencias bsicas como matemtica (lgebra lineal o superior, clculo, ecuaciones diferenciales, mtodos numricos, matemtica avanzada), las ciencias bsicas de la ingeniera qumica (termodinmica, fenmenos de transporte, cintica qumica), y disciplinas aplicadas tales como ingeniera de procesos, diseo de reactores, diseo de equipos para procesos qumicos, y procesos de separacin. Tambin se van incorporando elementos de ciencias ambientales, biotecnologa, ingeniera de alimentos e ingeniera de materiales.Aplicaciones[editar]Las aplicaciones que puede realizar un ingeniero qumico son variadas; pueden mencionarse las siguientes a modo de ejemplo:

Ejemplo de sistema de control, tanque de agitado continuo. Estudios de factibilidad tcnico-econmica Especificacin / Diseo / Control de equipos y procesos Construccin / Montaje de equipos y plantas Control de produccin / Operacin de plantas industriales Gerencia y administracin Control de calidad de productos Compras y comercializacin Ventas tcnicas Control ambiental Investigacin y desarrollo de productos y procesos Capacitacin de recursos humanos8Genoma humano

Elgenoma humanoes elgenomadelHomo sapiens, es decir, la secuencia deADNcontenida en 23 pares decromosomasen elncleode cadaclulahumanadiploide.De los 23 pares, 22 son cromosomasautosmicosy un par determinante del sexo (doscromosomas Xen mujeres y uno X y unoYen varones). El genoma haploide (es decir, con una sola representacin de cada par) tiene una longitud total aproximada de 3200 millones de pares debasesdeADN(3200Mb) que contienen unos 20.000-25.000genes1(las estimaciones ms recientes apuntan a unos 20.500). De las 3200 Mb unas 2950 Mb corresponden aeucromatinay unas 250 Mb aheterocromatina. ElProyecto Genoma Humanoprodujo una secuencia de referencia del genoma humano eucromtico, usado en todo el mundo en las cienciasbiomdicas.La secuencia de ADN que conforma el genoma humano contienecodificadala informacin necesaria para la expresin, altamente coordinada y adaptable al ambiente, delproteomahumano, es decir, del conjunto de las protenas del ser humano. Las protenas, y no el ADN, son las principalesbiomolculasefectoras; poseen funciones estructurales,enzimticas,metablicas, reguladoras, sealizadoras..., organizndose en enormes redes funcionales de interacciones. En definitiva, el proteoma fundamenta la particularmorfologay funcionalidad de cadaclula. Asimismo, la organizacin estructural y funcional de las distintas clulas conforma cadatejidoy cadargano, y, finalmente, el organismo vivo en su conjunto. As, el genoma humano contiene la informacin bsica necesaria para el desarrollo fsico de un ser humano completo.El genoma humano presenta una densidad de genes muy inferior a la que inicialmente se haba predicho, con slo en torno al 1,5%2de su longitud compuesta porexonescodificantes de protenas. Un 70% est compuesto por ADN extragnico y un 30% por secuencias relacionadas con genes. Del total de ADN extragnico, aproximadamente un 70% corresponde a repeticiones dispersas, de manera que, ms o menos, la mitad del genoma humano corresponde a secuencias repetitivas de ADN. Por su parte, del total de ADN relacionado con genes se estima que el 95% corresponde a ADN no codificante:pseudogenes, fragmentos de genes,introneso secuenciasUTR, entre otros.En el genoma humano se detectan ms de 280.000 elementos reguladores, aproximadamente un total de 7Mb de secuencia, que se originaron por medio de inserciones de elementos mviles. Estas regiones reguladoras se conservan en elementos no exnicos (CNEEs),fueron nombrados como: SINE, LINE, LTR. Se sabe que al menos entre un 11% y un 20% de estas secuencias reguladoras de genes, que estn conservadas entre especies, fue formado por elementos mviles.El proyecto genoma humano, que se inici en el ao 1990, tuvo como propsito descifrar el cdigo gentico contenido en los 23 pares de cromosomas, en su totalidad. En 2005 se dio por finalizado este estudio llegando a secuenciarse aproximadamente 28000 genes.La funcin de la gran mayora de las bases del genoma humano es desconocida. ElProyecto ENCODE(acrnimo de ENCyclopedia Of DNA Elements) ha trazado regiones de transcripcin, asociacin a factores de transcripcin, estructura de la cromatina y modificacin de las histonas. Estos datos han permitido asignar funciones bioqumicas para el 80% del genoma, principalmente, fuera de los exones codificantes de protenas. El proyecto ENCODE proporciona nuevos conocimientos sobre la organizacin y la regulacin de los genes y el genoma, y un recurso importante para el estudio de la biologa humana y las enfermedades.Contenido en genes y tamao del genoma de varios organismos3

EspecieTamao delgenoma (Mb)Nmerode genes

Candidatus Carsonella ruddii0,15182

Streptococcus pneumoniae2,22300

Escherichia coli4,64.400

Saccharomyces cerevisiae125.800

Caenorhabditis elegans9719.000

Arabidopsis thaliana12525.500

Drosophila melanogaster(mosca)18013.700

Oryza sativa(arroz)46645-55.000

Mus musculus(ratn)250029.000

Homo sapiens(ser humano)290027.000