Qué es la Biotecnología

La biotecnología es el conjunto de técnicas que permiten manipular el material genético de los seres vivos con el objetivo de curar enfermedades, obtener o modificar un producto, mejorar animales o plantas o desarrollar microorganismos.

La Molécula de ADN: Fundamento de la Biotecnología

La principal herramienta de la biotecnología es el ADN. El ADN está constituido por dos largas cadenas de nucleótidos enrolladas en una doble hélice, compuesto por un azúcar, fósforo y una base nitrogenada que puede ser adenina, timina, citosina o guanina. Las dos cadenas son químicamente complementarias.

En el interior del núcleo de las células eucariotas, el ADN está asociado a unas proteínas llamadas histonas, formando la cromatina. Durante la división celular, la cromatina se condensa y forma cromosomas. El ADN con las instrucciones precisas para poder sintetizar una proteína es un gen.

Aplicaciones de la Biotecnología

• En Medicina: Reparación de tejidos y órganos dañados a partir del cultivo de células madre y terapia génica.
• En Industria: Obtención de insulina, antibióticos, enzimas, etc.
• En Agricultura y Ganadería: Obtención de plantas y animales transgénicos.
• En el Medio Ambiente: Desarrollo de organismos capaces de remediar problemas medioambientales de contaminación (biorremediación).

Medicina: Reparación de Tejidos y Órganos con Células Madre

Las células madre son células indiferenciadas que poseen dos características fundamentales:

1. Pueden dividirse infinitamente produciendo nuevas células madre.
2. En determinadas condiciones, pueden diferenciarse y convertirse en células especializadas (musculares, hepáticas, sanguíneas, etc.).

Tipos de Células Madre

• Células madre embrionarias totipotentes: Pueden dar lugar a cualquier tejido, incluso a los que forman la placenta. La única célula totipotente es el cigoto.
• Células madre embrionarias pluripotentes: Se encuentran en la parte interior del blastocisto y pueden dar lugar a todos los tipos celulares y tejidos.
• Células madre adultas: Se encuentran en tejidos del organismo adulto y pueden originar muchos tipos celulares diferentes, pero no todos.
• Otros tipos: Células madre fetales (en los fetos), células madre del cordón umbilical, y células madre inducidas (se obtienen de células adultas de la piel mediante reprogramación celular).

Aplicaciones Médicas de las Células Madre

• Probar toxinas y nuevos fármacos para conocer la acción terapéutica de medicamentos antitumorales.
• Estudiar las fases iniciales del desarrollo embrionario.
• Terapias celulares y trasplantes: Uso de células madre adultas para reparar tejidos y órganos dañados.

Medicina: Terapia Génica

La terapia génica es el conjunto de actuaciones que tienen como objetivo prevenir, tratar y curar enfermedades producidas por un solo gen defectuoso, introduciendo en el paciente un gen funcional o gen terapéutico.

Objetivos de la Terapia Génica

• Reemplazar el gen defectuoso.
• Proporcionar a las células una función que cubra la insuficiencia que muestran las células dañadas.

Tipos de Terapia Génica

• Terapia génica somática: Para introducir el gen terapéutico se utilizan como vectores los virus. Se puede llevar a cabo in vivo o ex vivo (cultivando células fuera del cuerpo y luego inyectándolas en el paciente).
• Terapia génica de la línea germinal: (Mencionada, pero no detallada, se refiere a la modificación de células reproductivas).

Biotecnología en la Industria: Producción de Sustancias

La biotecnología permite la producción biosintética de diversas sustancias de interés industrial y farmacéutico:

• Proteínas humanas: Insulina, hormona del crecimiento, interferón humano, vacunas (ej. contra la hepatitis).
• Antibióticos.
• Enzimas: Lipasas, y enzimas para la elaboración de quesos duros.

Biotecnología en Agricultura y Ganadería: Organismos Transgénicos

Animales Transgénicos

Los animales transgénicos son aquellos que llevan en sus células algún gen procedente de otro organismo.

Aplicaciones de los Animales Transgénicos

• Aumentar la resistencia a enfermedades y mejorar la producción animal.
• Diseñar animales knockout para conocer los efectos que tienen sobre el animal y la función que desempeña el gen.
• Fabricar órganos de animales para trasplantes (xenotrasplantes).
• Crear «granjas farmacéuticas» para producir sustancias de interés (ej. proteínas en la leche).

Plantas Transgénicas

Las plantas transgénicas son plantas modificadas genéticamente para conseguir cruzamientos que no son viables en la naturaleza, con el fin de obtener variedades vegetales nuevas y con utilidades determinadas.

Aplicaciones de Plantas Transgénicas

• Resistencia contra herbicidas o plagas.
• Reducir la necesidad de fumigar los campos de cultivos con productos químicos.
• Retraso en la maduración.
• Mejora del valor nutritivo en las plantas cultivadas.
• Producción de sustancias de interés farmacológico.

Principales Cultivos Transgénicos

• Soja
• Maíz
• Papaya
• Calabaza
• Algodón
• Canola

Aplicaciones Generales de los Organismos Transgénicos

• Alimentarias
• Farmacéuticas
• Agrícolas y Ganaderas
• Medioambientales
• Médicas

Riesgos Asociados a los Transgénicos

• Pérdida de biodiversidad genética.
• Salto de genes a especies silvestres.
• Potenciales efectos perjudiciales para la salud humana o el ecosistema.

Biotecnología en el Medio Ambiente: Solución de Problemas Actuales

La modificación genética de microorganismos con características específicas permite aumentar su eficacia en el mantenimiento medioambiental, un proceso conocido como biorremediación.

Etiquetas: ADN, aplicaciones biotecnología, Biotecnología, Celulas madre, organismos transgénicos, Terapia Génica