Clase digital 1. Introducción y principios de la Biotecnología

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Introducción y principios de la Biotecnología

Introducción

Te doy la más cordial bienvenida al curso denominado Introducción y principios de la Biotecnología.  En esta primera clase digital reflexionaremos sobre la definición de la Biotecnología, así como conceptos básicos e historia, los ámbitos en los que se aplica y porqué es importante conocer sus repercusiones sociales, así como su conocimiento. Conociendo estos apartados, nos permitirán el entendimiento de su utilización en la vida cotidiana, integrando en ella información para la solución de problemas de interés para la comunidad mediante la generación de innovaciones y su manufactura industrial.

La palabra biotecnología fue acuñada en 1919 por el ingeniero húngaro Karl Ereky, al referirse a los métodos y técnicas que permiten la producción de substancias procedentes de materias primas con la ayuda de organismos vivos (Fari y Kralovánszky, 2006). La biotecnología es una especialidad con carácter multidisciplinario, la cual requiere de una serie de ramas de conocimiento bajo el objetivo en común que es la aplicación industrial que permita distribuir los beneficios a la población en general. Dentro de algunos ejemplos más antiguos se tienen:  la fermentación en la elaboración del pan y el vino; el proceso de la nixtamalización del maíz para la preparación de la masa para tortillas; en la producción de los quesos, etc.

La biotecnología ha pasado por diferentes cambios según su desarrollo y avances a lo largo de la historia, dividiendo su desarrollo en tres etapas principales: antigua (era conocida como pre-Pasteur, anterior a 1865), clásica (abarca desde la era Pasteur hasta la era post-antibiótico desde 1865 hasta 1975) y por último la era moderna (abarca la era de la biotecnología molecular desde 1975 hasta nuestros días). Es importante mencionar que todos los avances que se dieron en esta última etapa son gracias al descifrarse la estructura del material genético, desde la década de los cincuenta dando origen a la biología molecular.

Ahora, sin más preámbulos, ¡continuemos con nuestra clase!

Desarrollo del tema

¿Qué significa biotecnología para ti?

Seguramente hemos escuchado hablar sobre vacunas, alimentos transgénicos, antibióticos, o la simple realización de un pan y un queso. Pues como tal estos productos son resultado la aplicación de la biotecnología en sus diferentes ramas, como ya vimos anteriormente, la biotecnología ocupa de organismos vivos o sus productos para un beneficio humano, todo con el fin de desarrollar un producto o resolver un problema. Es muy cierto que la biotecnología es una disciplina relativamente nueva, sin embargo, sus orígenes se remontan desde prácticas ancestrales, su importancia en nuestra vida hoy en día ha dado como resultado que algunos han denominado este siglo como el “siglo de la biotecnología”.

Historia de la Biotecnología

Los antecedentes de la Biotecnología están desde la fermentación con la producción de bebidas alcohólicas, productos lácteos y el vinagre, utilizando como fuente principal a la levadura Saccharomyces cerevisiae, conocida por su potencial en utilizar el azúcar como fuente principal de alimento y producir dióxido de carbono, lo que hace que se la masa suba.  A esta era se le conoce como antigua.

Después de ello vino la era de Pasteur, antibiótico y post-antibiótico en donde se observa la producción a gran escala de fermentaciones industriales, producción a gran escala de antibióticos, aminoácidos, enzimas industriales, polisacáridos, etc. Abarcando esta era conocida como clásica que va desde 1865 hasta 1975. Dentro de esta era podemos reconocer el trabajo tanto de Pasteur y Alexander Fleming, dos importantes científicos que permitieron la producción de los productos ya mencionados. El conjunto de procesos a gran escala, en los que los científicos pueden crear bacterias y otras células en grandes cantidades, con la finalidad de obtener productos útiles, se desarrolló para aislar moléculas comercialmente importantes a partir de diferentes microorganismos.

Por último, la era moderna que abarca desde 1975 hasta nuestros días, en ella se aplican tecnologías de ADN recombinante y los primeros productos aparecen en el mercado, tales como las vacunas, insulina humana, etc.  Con ello se dio el surgimiento de la biotecnología moderna, operada por los avances simultáneos en campos como la biología molecular, bioquímica, enzimología, genética, microbiología, virología, inmunología y biología celular, las cuales han sentado sus bases en un tipo de especialidad denominada “ingeniería genética”. 

A continuación, se muestran las aplicaciones de cada una de estas áreas del conocimiento en la imagen 1:

Imagen 1. Árbol de la biotecnología: disciplinas que contribuyen a la biotecnología. Tomada del capítulo 1 del libro Introducción a la biotecnología, William J. Thieman y Michael A. Palladino.

Para conocer un poco más de su historia te invito a observar el siguiente vídeo.

Principales herramientas de la Biotecnología moderna.

Conociendo los secretos de la estructura y función del ADN, podemos involucrar los siguientes conceptos para comprender la utilización de la biotecnología:

Ingeniería genética: Es un conjunto de técnicas destinadas a la transferencia, por procedimientos de laboratorio, de la información genética de un organismo a otro, trascendiendo la barrera de las especies y del eventual aislamiento, manipulación y modificación de esta información. A través de la ingeniería genética, los científicos pueden combinar el ADN de diferentes fuentes, proceso conocido como tecnología del ADN recombinante, empleado para producir muchas proteínas de uso médico como la insulina. La tecnología del ADN recombinante tiene un importante impacto en la salud humana gracias a la identificación de enfermedades genéticas.

Clonación de genes:  consiste en la obtención de secuencias genéticas, bien por fragmentación del genoma de un organismo, célula o tejido. Se tiene la capacidad de identificar y producir un gen en concreto.

Conclusión

Has llegado al final de la primera clase, espero que haya sido de tu interés y reflexión. Será importante tomar en cuenta los siguientes aspectos más relevantes que tratamos en clase.

  • Reflexionar sobre la utilización de diferentes técnicas que permiten la obtención de productos indispensables y muy comunes en nuestro día a día. Para ello es necesario de la utilización de diferentes organismos, basándonos en sus características y con ello en la elección adecuada que nos proporcione mejor rendimiento y producción.
  • El estudio de la biotecnología implica un amplio conocimiento en diferentes áreas disciplinares que permiten una buena manipulación de información y con ello una dirección en la producción de productos de vital importancia.
  • El descubrimiento del material genético permitió la obtención de conocimientos en la biología molecular, dando paso a la biotecnología moderna, que fundamenta su aplicación en la manipulación del material genético (ADN). 
  • La ingeniería genética es la principal herramienta de utilización en la biotecnología, ya que permite mediante sus técnicas, la manipulación genética permitiendo así la obtención de nuevos productos en procesos industriales.

Una vez que hemos aprendido algunos de los conceptos fundamentales relacionados con la biotecnología, es preciso profundizar en el estudio de las técnicas y la clasificación de la biotecnología. Para ello, te invito a continuar con la siguiente lección que está relacionada con las aplicaciones de la biotecnología, en la cuál platicaremos de las diferencias relevantes entre cada tipo y su relación con la utilización de los diferentes organismos, que van desde un ámbito micro hasta macro.

Para finalizar la clase te invito a contestar el siguiente examen:

Fuentes de información