La Biotecnología en nuestra vida cotidiana y en un
mundo que crece y cambia
La biotecnología tiene una larga
historia, que se remonta a la fabricación del vino, el pan y el queso, desde
hace miles de años. Estas y muchas otras aplicaciones actuales, como los
antibióticos y el jabón en polvo, se conocen como biotecnología tradicional, y
se basan en el empleo de microorganismos. Ya en la década del ´80 surgen nuevas
posibilidades con la biotecnología moderna, que utiliza técnicas denominadas en
su conjunto “ingeniería genética” para modificar y transferir genes de un
organismo a otro. Las aplicaciones de la biotecnología moderna son muy variadas
e incluyen, además de la fabricación de medicamentos, alimentos, papel, entre
otros, el mejoramiento de animales y plantas de interés agronómico.
Hoy estamos en el siglo XXI, y el mundo enfrenta un doble desafío: por un lado, una población creciente que demanda más y mejores alimentos, nuevos tratamientos para la salud y también más energía, fibra y plásticos, y por el otro, la necesidad de satisfacer estas demandas preservando el ambiente, la biodiversidad y recursos tan valiosos como el agua y el suelo.
Hoy estamos en el siglo XXI, y el mundo enfrenta un doble desafío: por un lado, una población creciente que demanda más y mejores alimentos, nuevos tratamientos para la salud y también más energía, fibra y plásticos, y por el otro, la necesidad de satisfacer estas demandas preservando el ambiente, la biodiversidad y recursos tan valiosos como el agua y el suelo.
A continuación te presentamos algunos
ejemplos concretos de la vida cotidiana
de cómo la biotecnología responde a los desafíos de un mundo con nuevas
necesidades y en constante crecimiento
¿Qué Es La Soja
Transgénica?
Las
malezas compiten con los cultivos por los nutrientes y la luz, disminuyendo su
rendimiento y calidad. Es por eso que los agricultores vienen empleando
herbicidas, que en general sirven para determinado tipo de malezas y cuyos
residuos persisten en el suelo por mucho tiempo. El empleo de cultivos
transgénicos tolerantes a herbicidas resuelve estos problemas, ya que son
tolerantes a herbicidas de amplio espectro, como el glifosato, que además de
eliminar todas las malezas, se degrada en el suelo más rápidamente que los
herbicidas tradicionales. Además, el empleo de estos cultivos, junto con el
glifosato, facilita la implementación de prácticas conservacionistas de manejo,
como la Siembra Directa. La soja tolerante a glifosato se obtuvo por inserción
de un gen bacteriano en el genoma de la planta.
Los
cultivos tolerantes a herbicida disponibles en el mercado mundial son la soja,
el maíz, el algodón, la canola, la remolacha azucarera y la alfalfa. Por su
parte, Argentina continúa siendo uno de los principales países productores de
cultivos GM, y las variedades tolerantes al herbicida constituyen casi la
totalidad del cultivo de soja en Argentina. Recientemente, se ha aprobado en
Argentina una soja transgénica tolerante a herbicidas y resistente a insectos.
En este caso, además del gen que le confiere tolerancia al glifosato, contiene
otro gen bacteriano que expresa una toxina que le confiere resistencia a
insectos lepidópteros.
La soja transgénica se ha estudiado cuidadosamente y cumple con las normas de seguridad alimentaria establecidas por el Ministerio de Agricultura, Ganadería y Pesca y sus comités científicos asesores. Los alimentos derivados de la soja transgénica son seguros para el consumo humano y animal, y son equivalentes en su composición y calidad nutricional a los derivados de la soja no transgénica.
La Biotecnología Puede Brindar Alimentos Más Sanos
Las
plantas transgénicas que se cultivan actualmente fueron desarrolladas con el
fin de mejorar las características agronómicas de los cultivos. Pertenecen a
este tipo de desarrollos el maíz, el algodón y la soja, resistentes a insectos
y tolerantes a herbicidas. Actualmente se están desarrollando y/o evaluando
otros cultivos con mejoras en sus características agronómicas: resistencia a
virus, hongos, bacterias, tolerantes a sequías y heladas.
Sin
embargo, ya se aproximan otro tipo de cultivos transgénicos, que son aquellos
que brindan alimentos con propiedades nutricionales mejoradas o modificadas.
Gracias a la biotecnología podemos introducir genes nuevos en una planta o bien
modificar los ya existentes. Así, se puede lograr que una planta fabrique
sustancias que antes no fabricaba, o que fabrique más de lo que nos hace bien o
que fabrique menos de lo que nos hace mal.
Por
ejemplo:
·
Tomates con mayor contenido de licopeno: el licopeno es antioxidante, neutraliza los radicales libres que
se producen en el organismo que llevan al envejecimiento celular y al
desarrollo de enfermedades cardiovasculares y ciertos tipos de cáncer.
· Arroz dorado: a este arroz se le
agregaron los genes necesarios para producir beta caroteno, el precursor de la
vitamina A. El arroz dorado podría mejorar la salud de millones de chicos,
sobre todo en Asia, que sufren de ceguera y cuadros intestinales y
respiratorios graves asociados a la deficiencia de esta vitamina.
· Mandioca (yuca) con menor contenido de glucósidos cianogénicos: la mandioca es una fuente importantísima de hidratos de carbono
en todo el mundo y contiene glucósidos cianogénicos, que provocan una
enfermedad degenerativa en las personas si la comida no es procesada
correctamente antes de su consumo.
· Soja, canola y lino con Omega 3: La biotecnología moderna brinda también la posibilidad de
modificar el contenido de los aceites. En la lista de estas modificaciones se
destaca la incorporación de omega 3 en estos cultivos con el objeto de evitar
el uso de los aceites de pescado como fuentes de este ácido graso. Si bien estos productos aún no se
comercializan, muchos están siendo evaluados como alimento para el consumo
humano y animal, e incluso algunos ya están siendo comercializados. Un ejemplo
es la soja cuyo aceite contiene una mayor proporción de ácido oleico.
Limpiando El Medio
Ambiente: La Biorremediación
La
aparición de nuevas tecnologías y un mejor conocimiento de los organismos han
permitido producir medicamentos en bacterias, mejorar plantas y emplear
microbios para limpiar el ambiente. De eso se trata la biorremediación, es el
uso de organismos vivos para eliminar o neutralizar contaminantes del medio
ambiente.
Hay microbios que pueden
degradar petróleo, hidrocarburos e insecticidas. Los metales pesados como el
mercurio no son biodegradables, pero las bacterias pueden concentrarlos de tal
forma de poder aislarlos más fácilmente. También se pueden emplear plantas para
limpiar suelos contaminados. Este proceso se llama fitorremediación y se
encuentra en desarrollo.
Se basa en la capacidad que tienen algunas plantas de
absorber, acumular o tolerar sustancias tóxicas como los metales pesados (por
ej. cromo, plomo o cadmio), explosivos y pesticidas. Así, reducen los niveles
de contaminantes del suelo y evitan su pasaje al agua. Algunas plantas
utilizadas en fitorremediación son: girasol, mostaza de la India, nabos,
cebada, lúpulo, ortigas, dientes de león, álamo, sauces.
La biorremediación con bacterias ya se usa en todo el mundo para
restaurar la calidad del medio ambiente. Por ejemplo, en la actualidad se
utiliza la capacidad natural de algunas bacterias para degradar el petróleo.
Con la posibilidad de modificar genéticamente microbios y plantas se prevé un
gran potencial para esta estrategia en el futuro. Un ejemplo de este desarrollo
es la posibilidad de utilizar bacterias modificadas como biosensores para
detectar contaminantes.
La Biotecnología Y Los
Plásticos Biodegradables
Casi
todo lo que compramos viene envasado en plástico. Estos envases protegen al
producto, son baratos y parecen durar indefinidamente. Pero nada es perfecto,
su durabilidad es un problema serio para el medio ambiente. Es por eso que se
están desarrollando plásticos biodegradables, es decir, que pueden ser
transformados en sustancias simples por la acción de organismos vivos, y ser
así eliminados más rápidamente del medio ambiente.
Los plásticos biodegradables pueden producirse a partir del
almidón, un polímero natural fabricado por las plantas. Los cereales y los
tubérculos tienen mucho almidón, y éste puede ser convertido en plástico. En
este sentido, se ha logrado un material biodegradable fabricado con el almidón
de papa que podría reemplazar al polietileno empleado, por ejemplo, en
agricultura para cubrir los suelos y así evitar la aparición de malezas y
reducir la cantidad de agua de riego. La ventaja es que este material derivado
del almidón es biodegradable, y por lo tanto no tiene que retirarse del campo.
Otra opción es extraer el almidón del maíz o de la papa y luego transformarlo
en una molécula pequeña, el ácido láctico, por acción de microorganismos.
El
ácido láctico después es tratado químicamente para formar polímeros, los
cuales se unen entre sí para dar lugar al plástico llamado PLA
(poliláctido). El PLA sirve para hacer macetas que se pueden enterrar, pañales
descartables, hilos para sutura y cápsulas de remedios.
Otra alternativa es usar bacterias que fabrican en su interior
gránulos de un plástico llamado polihidroxialcanoato (PHA). Las bacterias
pueden crecer en cultivo y el plástico ser extraído fácilmente. Los científicos
ahora identificaron los genes bacterianos que llevan la información para
fabricar el PHA y los transfirieron a otras bacterias, más fáciles de manejar,
y también al maíz, para poder más adelante fabricarlo a partir de este cultivo.
La Biotecnología Y Los
Biocombustibles
En
todos los países del mundo los autos se mueven gracias a combustibles derivados
del petróleo. Sin embargo, es posible usar la biotecnología para producir
combustibles alternativos, como el alcohol (etanol). Las ventajas que presenta
el alcohol sobre la nafta son muy importantes. En primer lugar, se produce a
partir de cultivos agrícolas, que son fuentes renovables de energía,
permitiendo, además, la producción local del biocombustible. Por otro lado, su
combustión produce menos emisiones nocivas para los seres vivos, el agua y el
aire. Actualmente el alcohol se produce a partir de caña de azúcar, sorgo,
remolacha o del maíz, cuyos hidratos de carbono son fermentados a etanol por
las levaduras del género Saccharomyces.
El mayor inconveniente es que los
cultivos vegetales constituyen una materia prima muy cara, que hace que el
precio final del producto sea elevado. Es por eso que en muchos países se están
investigando y desarrollando métodos de producción de etanol a partir de
desechos agrícolas, forestales e industriales, que son abundantes y muy
baratos. En este caso, los azúcares se obtendrían de la celulosa de los
desechos vegetales. Los principales productores de alcohol para combustible son
Brasil, Estados Unidos y Canadá. Brasil lo produce a partir de la caña de
azúcar y lo emplea como "hidro-alcohol" (95% etanol) o como aditivo
de la nafta. Estados Unidos y Canadá lo producen a partir de maíz y lo utilizan
en diferentes formulaciones que van desde el 5% al 85% de etanol.
La Biotecnología Y La
Producción De Antibióticos
Los
antibióticos son sustancias que se usan para matar o inhibir el crecimiento de
las bacterias. El antibiótico pionero fue la penicilina, que revolucionó el
tratamiento de las infecciones, como la neumonía y la tuberculosis, y su
producción, a partir de hongos, constituyó la primer aplicación de la
biotecnología a la industria farmacéutica. Su descubrimiento se debe a
Alexander Fleming, que en 1928 encontró que el hongo Penicillum notatum
producía "algo" capaz de matar a las bacterias que estaba estudiando.
En 1938 Howard Florey y Ernst Chain aislaron la penicilina a partir del hongo y
realizaron los experimentos claves en ratones.
La producción comercial comenzó
en 1943. Actualmente, la mayoría de los antibióticos, denominados
"naturales", se obtienen a partir de los microorganismos que los
producen. Así, mientras algunas especies de Penicillum producen penicilina,
otras fabrican antibióticos tan importantes como las cefalosporinas. Otros
antibióticos naturales muy conocidos, como la tetraciclina, la estreptomicina y
la eritromicina, son elaborados por bacterias del género Streptomyces. Los
antibióticos denominados "semi-sintéticos" son extraídos de microbios
y luego mejorados en el laboratorio. Tal es el caso de la ampicilina, que surge
de la modificación química de la penicilina. Finalmente, algunos antibióticos,
como las sulfamidas, son fabricados enteramente en el laboratorio y por eso son
llamados "antibióticos sintéticos".
¿Vacunas Comestibles?
Una
buena noticia para los más chicos: en un futuro no muy lejano algunas vacunas
inyectables serán reemplazadas por vacunas que se comen. Se trata de vacunas
contenidas en frutas u hortalizas, y que al ingerirlas en estos alimentos nos
protegen contra determinadas enfermedades. Esto es posible gracias a la
biotecnología vegetal, que permite no sólo mejorar los cultivos y los
alimentos, sino también producir en las plantas compuestos que nada tienen que
ver con éstas. En el caso de las vacunas comestibles, se transfiere a la planta
un gen del agente infeccioso (por ejemplo, el virus de la hepatitis B), para
que ahora sea la planta quien fabrique el producto de este gen en las hojas,
tubérculos o granos.
Este nuevo compuesto se denomina "antígeno", y
al entrar en contacto con la mucosa del tracto digestivo genera una respuesta
inmune protectora. Esto quiere decir que cuando ingrese el patógeno, nuestro
organismo podrá defenderse de la infección. Además de evitar los pinchazos, las
vacunas comestibles tendrían otras ventajas: son baratas y no requieren de
refrigeración para ser almacenadas. Actualmente se están ensayando en humanos
vacunas comestibles contra el cólera (en papa), rabia (en espinaca) y hepatitis
B (en lechuga), entre otras. Otros proyectos incluyen el uso de bananas,
tomates y arroz. También los animales se podrán beneficiar con esta tecnología,
tal es el caso de la alfalfa modificada genéticamente para proteger al ganado
de la fiebre aftosa, de plantas de tabaco que producen una vacuna contra el
rotavirus bovino y de plantas de papa transgénicas que combaten la enfermedad
de Newcastle en aves (todos corresponden a desarrollos argentinos).
Del Tambo A La Farmacia
La
biotecnología moderna emplea la tecnología del ADN recombinante o ingeniería
genética para transferir genes de un organismo a otro. Gracias a esta
tecnología es posible producir medicamentos de una manera más simple y barata.
Así, podemos encontrar en las farmacias insulina producida en bacterias, una
vacuna contra la hepatitis B fabricada por levaduras y factores de coagulación,
para el tratamiento de la hemofilia, generada en células de mamífero en
cultivo. La biotecnología moderna nos permite también transferir genes a
plantas y animales, y en particular, a vacas y ovejas para que produzcan, en su
leche, grandes cantidades del fármaco deseado. Esta opción es realmente
interesante, porque estos animales producen muchísimos litros de leche y la
purificación de proteínas a partir de la leche es bastante simple.
La idea no
es que las personas ingieran el medicamento tomando la leche, sino usar a estos
animales como verdaderas "fábricas de moléculas". Es decir, se trata
de colectar la leche, purificar el medicamento a partir de ésta, realizarle los
controles de calidad necesarios y envasarlo para su distribución y venta en las
farmacias. Aunque no hay todavía productos de este tipo en el mercado, podemos
decir con orgullo que la primera ternera clonada y transgénica que produce la
hormona de crecimiento humana en su leche es argentina. Se llama Mansa, y en su
leche produce grandes cantidades de este medicamento, el cual podría
administrarse a miles de chicos con problemas de crecimiento. De la misma
manera se obtuvo en Argentina la dinastía Patagonia, con vacas transgénicas que
producen en su leche insulina y la dinastía Porteña que produce hormona de
crecimiento bovina (bGH).
Otro logro argentino lo constituye el trabajo realizado por el Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA) y la Universidad Nacional de San Martín (UNSAM). Los investigadores desarrollaron a Rosita ISA, el primer bovino clonado con genes humanos que codifican dos proteínas presentes en la leche materna, de gran importancia para la nutrición de los lactantes:lactoferrina y la lisozima
Biotecnología: ¡Hay
Enzimas En Mi Jabón En Polvo!
Las
enzimas son biocatalizadores, proteínas que hacen posibles los procesos de
degradación de sustancias, la transformación de una sustancia en otra o la
fabricación de un compuesto a partir de varios más pequeños. Hoy en día las
enzimas forman parte de todos los procesos industriales. Por ejemplo, mientras
lavamos la ropa no nos damos cuenta que las enzimas están haciendo el trabajo
sucio por nosotros.
Efectivamente, el detergente en polvo tiene enzimas que
remueven selectivamente las manchas de nuestra ropa. Entre estas enzimas
encontramos a las lipasas, proteínas que degradan a las grasas, y que son
útiles para disolver manchas de aceite, manteca o lápiz de labios. Por su
parte, las proteasas remueven las manchas proteicas, como las de sangre y
huevo, y las amilasas degradan las manchas que contienen almidón.
Estas enzimas
vienen siendo usadas en la fabricación de jabón en polvo desde hace más de 40
años, con el objetivo de reemplazar a los compuestos químicos, minimizar el uso
del agua y el consumo de energía, ya que antes las manchas sólo podían ser
removidas con blanqueadores y altas temperaturas. Las enzimas que se usan
actualmente son producidas por bacterias y hongos, los cuales se reproducen en
grandes tanques, llamados fermentadores, al mismo tiempo que fabrican grandes
cantidades de enzimas. Más del 90% de las enzimas que están hoy en el mercado
provienen de microorganismos recombinantes o genéticamente modificados para
optimizar su proceso de fabricación.
La Araña Teje Su
Tela...¡Y La Biotecnología También!
Muchas
veces vimos a una araña recorriendo su tela para atrapar a la presa que cayó en
la trampa. El éxito de este método de captura se basa en una auténtica obra de
ingeniería que las arañas vienen perfeccionando desde hace millones de años.
Además de la increíble y perfecta arquitectura de una telaraña, llama la
atención la calidad de las diferentes fibras que la forman. Estas fibras, de un
milésimo de milímetro, son muy elásticas y más resistentes que una fibra de
nylon o acero de igual diámetro. Es por eso que los científicos están
investigando cómo usar estas fibras para fabricar, por ejemplo, hilo
quirúrgico, micro-conductores y fibras ópticas. Inclusive, como las telas
hechas con estas fibras resultan muy livianas, podrían aplicarse a la
fabricación de chalecos anti-balas y ropa deportiva.
El nuevo material también
servirá para hacer correas más resistentes, para uso tanto en vehículos civiles
y militares, así como en aviones o en material de alpinismo. Pero es realmente
complicado criar millones de arañas para extraerles el material que producen.
Por eso los científicos recurrieron a la ingeniería genética: aislaron los
genes de araña que llevan la información para fabricar las diferentes proteínas
que componen la fibra y los introdujeron en bacterias o en células en cultivo.
Otros prefirieron ponerlos en plantas, como un grupo brasileño que obtuvo
plantas de algodón que producen es sus capullos fibras de telaraña. Un grupo
canadiense optó por los animales y obtuvo una cabra transgénica que produce las
fibras en su leche. Los experimentos demuestran que es posible obtener fibras
similares a las de telaraña por ingeniería genética. Esperamos que pronto
puedan usarse para hacer nuevos y mejores materiales.
La Biotecnología Y La
Industria Farmacéutica: El Ejemplo De La Insulina
Los
medicamentos que se venden en la farmacia se producen de diversas maneras. Las
moléculas simples se producen por síntesis química, mientras que las moléculas
complejas generalmente deben ser purificadas a partir de microbios, plantas o
animales. Los inconvenientes de esta estrategia son los bajos rendimientos de
producción y el riesgo de contaminación del fármaco con toxinas o patógenos,
como los virus. Es por eso que en el caso de medicamentos proteicos, la
industria farmacéutica ha optado por el camino de la ingeniería genética o
metodología del ADN recombinante. Mediante esta tecnología se pueden obtener
grandes cantidades de una proteína, completamente aislada de los componentes
celulares del organismo de origen. Esto se consigue por introducción de un gen
(por ejemplo: el gen de la insulina humana) en un organismo hospedador fácil de
cultivar (por ejemplo: una bacteria).
Este organismo se denomina entonces
"organismo genéticamente modificado" y la proteína obtenida,
"proteína recombinante". La primer proteína recombinante aprobada
como medicamento fue justamente la insulina, en 1982, para el tratamiento de
pacientes con diabetes melitus. Hasta ese entonces los pacientes debían
inyectarse insulina extraída del páncreas de vacas o cerdos; hoy varios laboratorios
farmacéuticos producen insulina humana, tanto a partir de bacterias como a
partir de levaduras, de una manera más simple y sin ningún riesgo para la
salud. En 2007, Argentina se convirtió en el único país del mundo capaz de
producir insulina humana con vacas transgénicas. Nacieron cuatro terneras sin
parangón: todas ellas tienen en sus células el gen que les permite producir en
su leche esta hormona que se utiliza para tratar la diabetes. Si bien la
insulina fabricada en vacas transgénicas no está aún en el mercado, la dinastía
Patagonia (el nombre con que se conoce a estas terneras), representa un nuevo
hito en el desarrollo de una plataforma tecnológica para la producción de
medicamentos: el llamado tambo farmacéutico.
Microbios Que Viven En
Condiciones Extremas: Los Nuevos Aliados De La Biotecnología
Hasta
hace no mucho se pensaba que la vida era incompatible con los ambientes
extremos tales como la oscuridad absoluta, concentraciones salinas tan altas
como la de la salsa de soja, lagos helados o aguas termales. Pero hoy sabemos
que existen una gran cantidad de microorganismos a los que les encantan estos
ambientes y por eso reciben el nombre de “extremófilos” (amantes de lo
extremo). Se los encuentra en los lugares menos pensados: en los géiseres del
fondo de los océanos, en el Mar Muerto, adentro de los volcanes o en las aguas
congeladísimas de la Antártida.
A medida que los fueron descubriendo, los
científicos comenzaron a estudiar cómo estos microbios podían lidiar con
semejantes condiciones tan adversas para la vida. Así descubrieron que los
extremófilos tienen enzimas y compuestos diferentes al resto de los organismos
vivos, que justamente les permiten hacer lo mismo que hacen todos, pero en
condiciones extremas. Esto resultó muy interesante para la industria, ya que
hay procesos industriales que ocurren a altísimas temperaturas, o muy bajas, o
a altas concentraciones salinas o alta alcalinidad. Por ejemplo, los
detergentes en polvo tienen biocatalizadores (enzimas) que quitan las manchas
en agua fría. Por su parte, la industria del cuero usa enzimas que degraden
proteínas de la piel de los animales en condiciones de alta salinidad. La
síntesis química de ciertos productos farmacéuticos debe realizarse a
temperaturas bajísimas. Estos y muchos otros procesos hoy se valen de las
enzimas de los extremófilos, organismos raros, sorprendentes, y al mismo tiempo
muy útiles para la biotecnología.
Rosas Azules Para
Tu Jardín
¿Alguna
vez viste rosas azules? Seguramente no. Después de muchos años de investigación,
un grupo de científicos japoneses logró unas hermosas rosas azules por
ingeniería genética, introduciendo en las rosas el gen que lleva la información
para fabricar el pigmento azul. Este gen proviene de otra flor: el pensamiento.
El mejoramiento convencional puede generar rosas azuladas, pero más bien
resultan grises o moradas, nunca de un azul intenso. Esto es porque las rosas
naturales no tienen el pigmento llamado delfinidina, un pigmento que sí está
presente en otras flores, como el pensamiento. En cambio, los colores de las
rosas provienen de la combinación de pigmentos rojos y naranjas.
Es por eso que
si se introduce en la rosa el gen que lleva la información para que se produzca
la enzima que fabrica al pigmento delfinidina, este pigmento aparecerá en la
flor, en particular, en sus pétalos. El gen en cuestión es conocido como “Blue
Gene”, y ya fue empleado para fabricar claveles y crisantemos azules. Además,
hay otras investigaciones basadas en la ingeniería genética y que se
desarrollan actualmente para conseguir flores más aromáticas, con más pétalos o
que duran más una vez cortadas de la planta. También se espera poder usar esta
tecnología para diseñar plantas para la obtención de biocombustibles y
ornamentales con características especiales, como por ejemplo, una diferente
arquitectura floral o un número mayor de flores.
Jeans Blanditos Y
Confortables, De La Mano De La Biotecnología
Ya
sean más azules o más claros, de tiro bajo, alto o medio, tus jeans están
hechos con una tela pre-tratada para que te resulten más confortables. Hasta
hace poco, este pre-lavado de las telas se realizaba en grandes lavarropas
donde se sumergían y agitaban junto con pequeñas piedras pómez hasta lograr ese
"look" gastado típico. Este tratamiento, sin embargo, tiene sus
problemas. Por una lado, la abrasión causada por las piedras es muy difícil de
controlar: si se ponen pocas, no se logra el resultado deseado, si se agregan
muchas, se daña la tela.
También en el proceso se dañan las máquinas, los
botones metálicos y cierres, y se consume mucha energía. Por suerte llegó la
solución, y de la mano de la biotecnología. Se trata de una técnica que se
aplica desde 1989 y que consiste en el empleo de enzimas capaces de destruir
levemente la superficie de la tela hasta ablandarla. Estas enzimas reciben el
nombre de celulasas, porque en particular degradan a la celulosa, principal
componente de la fibra de algodón. Son producidas por hongos microscópicos y a
veces los genes que las codifican se transfieren a bacterias para producirlas
más fácilmente y en gran cantidad. Cuando se emplean celulasas en lugar de
piedritas, el proceso se puede controlar con más precisión sin dañar las telas.
Hoy casi todos los jeans se pre-lavan usando celulasas de microorganismos,
porque resulta más económico y beneficioso para el medio ambiente, y mejora
significativamente la calidad del producto final. (¿Sabías que el mercado
mundial de jeans es de más de 700 mil millones de dólares anuales?).
Arroz Dorado, Para
Mirarte Mejor
Gracias
a la biotecnología moderna hoy es posible introducir nuevas características en
las plantas, no sólo para hacerlas resistentes a las plagas y enfermedades sino
también para generar mejores alimentos, más sanos y nutritivos. El arroz dorado
es un buen ejemplo de este tipo de mejoramiento. Se trata de un tipo de arroz
al que se le ha introducido la información genética necesaria para fabricar
beta caroteno, presente comúnmente en la zanahoria, el tomate y otras frutas y
hortalizas, y que es el precursor de la vitamina A. El beta caroteno le otorga
al arroz un color dorado, lo que le da origen al nombre. El arroz dorado
pretende aportar vitamina A a las poblaciones que no consumen diariamente la
suficiente cantidad de esta vitamina.
En particular, la falta de vitamina A en
la población infantil tiene graves consecuencias. Se estima, por ejemplo, que
cada año alrededor de 500.000 niños en todo el mundo pierden la vista a causa
de esta deficiencia, que se manifiesta especialmente en el sudeste asiático,
donde el arroz es un alimento básico. Aunque todavía no está disponible
comercialmente, ya está siendo ensayado en varios países de Asia, como
Filipinas y Vietnam. El arroz dorado fue desarrollado por un prestigioso
investigador suizo, Ingo Potrykus y sus colaboradores.
Para
Adhesivos...Preguntale A Los Mejillones
¿Alguna
vez intentaste despegar un mejillón de una roca? Es imposible. Esto es porque
los adhesivos producidos por los bivalvos, como los mejillones y almejas, son
extremadamente fuertes y funcionan muy bien bajo el agua. Esto los hace muy
interesantes para la industria naviera, por ejemplo, permitiendo pegar partes y
materiales de piezas que siempre estarán sumergidas. Por otro lado, los
cirujanos también los ven con buenos ojos, ya que podrían servir como nuevos adhesivos
quirúrgicos, puesto que, no solo no son tóxicas sino que además son
biodegradables.
Los bioadhesivos son casi todos basados en proteínas. Su
aspecto inicial, antes de secarse, es el de una gelatina. Cuando se añade
hierro, las proteínas se conectan entre sí y el material se endurece. Los
mejillones obtienen el hierro filtrándolo directamente del agua del entorno,
como hacen con el resto de nutrientes. Aunque ahora los científicos saben en
qué consisten estos adhesivos, resulta muy complicada y cara su extracción a
partir directamente del mejillón. Es por eso que recurrieron a la ingeniería
genética y demostraron que es posible producir el adhesivo del mejillón de roca
Mytilus galloprovincialis en la bacteria más común de laboratorio, Escherichia coli.
Los resultados presentados son satisfactorios en cuanto a la facilidad de
aislamiento y purificación, así como en las propiedades adhesivas de la
proteína generada en la bacteria. Tal vez dentro de unos años este material se
encuentre disponible en el mercado para varias y diferentes aplicaciones.
La Biotecnología: Es El
Turno De Los Peces
Científicos
en India consiguieron modificar genéticamente a una especie de pez llamada
carpa asiática para que produzca más hormona de crecimiento que lo normal. El
resultado es que estas carpas transgénicas, aunque llegan al mismo tamaño final
que las normales, lo hacen entre unas seis y siete veces más rápido. La carpa
es un pez de agua dulce que constituye el 80% del pescado cultivado en granjas
de acuicultura en la India, donde es además una de las fuentes de proteínas más
importantes para sus habitantes.
En el caso de la carpa transgénica, se trata
de un pez al que se le agregó varias copias del gen de la hormona de
crecimiento de la misma carpa. Es decir que esta carpa tiene, además de los
genes propios, más copias insertadas para producir así más hormona de
crecimiento. Además de la carpa, existen también salmones, tilapias, bagres y
truchas transgénicas que crecen más rápido, permitiéndole al productor aumentar
el rendimiento anual de la producción de pescado. Sin embargo, aún no hay
ningún tipo de pescado transgénico que se comercialice en el mundo. Algunos de
los casos mencionados están en experimentación, y otros, los que están en
etapas más avanzadas, están siendo evaluados desde el punto de vista de la
bioseguridad ambiental y alimentaria, antes de ser liberados al mercado. Un
ejemplo es el salmón transgénico que crece el doble de rápido que el salmón
salvaje ya que contiene un gen que regula la producción de la hormona del
crecimiento. Además, tiene una modificación genética que le permite al salmón
producir esta hormona durante todo el año.
En EEUU, recientemente la FDA (Food and Drug Administration) ha concluido que este salmón no afecta al medio ambiente. Por otro lado, en 2010 la FDA ya dictó que comerlo es seguro ya que la hormona que produce es similar a la que tienen los salmones salvajes y que ya se consumen.
Biotecnología Y Salud:
Con Ustedes, Los Probióticos
El
término "probióticos" proviene del griego y significa "a favor
de la vida". Se trata de microbios vivos que se agregan a los alimentos
porque son beneficiosos para nuestra salud. En particular, los probióticos
promueven el balance de la flora microbiana, inhibiendo el crecimiento de
microbios patógenos y protegiéndonos de las enfermedades gastrointestinales,
como las diarreas provocadas por rotavirus y bacterias.
Además, se demostró que
mejoran el estado general de nuestro sistema inmune, ayudando al organismo a
combatir enfermedades inflamatorias, alérgicas y respiratorias. Las bacterias
más usadas como probióticos son los "lactobacilos" y las
"bifidobacterias". Se las encuentra agregadas a ciertos yogures,
leches fermentadas y quesos, y su presencia está indicada con diferentes
denominaciones, como "bio", "vita", etc. Sin embargo,
actualmente se están buscando otros alimentos más duraderos que también sirvan
como vehículos de estas bacterias benéficas, como carnes y vegetales
fermentados. En este sentido, un equipo de científicos italianos descubrió que
las bacterias probióticas podrían crecer sobre las aceitunas y de esta manera
ser administradas a las personas.
Los Aceites, La
Biotecnología Y La Salud
Todos
los días escuchamos sobre qué grasas o aceites debemos consumir. Los
cardiólogos nos dicen que debemos limitar las grasas saturadas porque elevan
los niveles de colesterol y aumentan el riesgo cardiovascular. Estas grasas son
principalmente de origen animal y están en la leche, la carne roja y el huevo,
entre otros. Por eso, mejor ingerir grasas insaturadas, que son las que se
encuentran en los aceites vegetales, como los de soja, maíz, girasol y oliva.
Se sabe que estas grasas son buenas para la salud porque disminuyen el
colesterol “malo”. Pero ojo: si el aceite tiene una gran proporción de ácidos
grasos poliinsaturados (porque los insaturados pueden ser monoinsaturados o
poliinsaturados), y se lo emplea para fabricar galletitas u otros productos que
deben conservarse por un tiempo, habrá que hidrogenarlo. Y ahí aparece otro
problema: las temibles grasas trans.
Es que cuando se necesita que un aceite
dure sin ponerse rancio hay que hidrogenarlo, originando ácidos grasos “trans”,
que son malos para la salud porque aumentan el colesterol “malo” y disminuyen
el “bueno”. ¿Qué puede hacer la biotecnología al respecto? Los científicos
están creando por modificación genética oleaginosas (por ejemplo la soja) cuyo
aceite tiene una mayor proporción del ácido oleico (grasa monoinsaturada). Así,
el aceite resulta más estable y no requiere hidrogenación y por lo tanto los
alimentos envasados fabricados con este aceite no tendrían grasas trans.
También por ingeniería genética, están creando soja con omega 3, una grasa
abundante en el aceite de pescado y que ha mostrado ser beneficiosa para la
salud ya que nos protegen de las enfermedades coronarias y proporcionan
nutrientes para las madres lactantes.
Quimosina Para El Queso
El
cuajo y los coagulantes son preparaciones de enzimas que se emplean para
fabricar queso desde hace miles de años. Históricamente, la mayoría de las
enzimas utilizadas provenían de extractos de estómagos de rumiantes, aunque
también se empleaban coagulantes microbianos y vegetales. Con la introducción
del cuajo bovino estandarizado en 1874, Chr. Hansen A/S Dinamarca fue la primer
compañía en producir y comercializar una enzima coagulante estandarizada para
la elaboración de quesos. El primer nombre para la enzima coagulante de la
leche fue quimosina, enzima extraída del cuarto estómago (cuajo) de terneros.
El cuajo de ternero se considera ideal para la elaboración de quesos por su
alto contenido de quimosina. También existen coagulantes microbianos, derivados
de hongos. La quimosina producida por microorganismos recombinantes o
genéticamente modificados está presente en el mercado desde 1990. Se trata de
una quimosina producida por microbios a los que se les ha incorporado el gen
para la síntesis de quimosina bovina. Se la denomina quimosina producida por
fermentación (FPC) y tiene exactamente la misma secuencia de amino ácidos que
la quimosina del cuajo de ternera. La misma puede ser producida por distintos
microorganismos, como los hongos Aspergillus niger y Kluyveromyces
lactis y la bacteria Escherichia
coli, aunque esta última es la menos importante en el mercado. En
la Argentina, el INDEAR (Instituto de Agrobiotecnología de Rosario) cuenta
entre sus líneas de trabajo la producción de quimosina en semillas de plantas
de cártamo.
Las Plantas Limpiadoras:
La Fitorremediación
Hay
plantas que tienen la interesante capacidad de limpiar los ambientes
contaminados. Pueden acumular o transformar sustancias tóxicas que aparecen en
el suelo o el agua, ya sea por accidente (por ej, derrame de petróleo), por la
actividad del hombre (por ej, deshechos industriales) o por cuestiones
geológicas (por ej, altos niveles de arsénico en las aguas subterráneas). Las
plantas también ayudan a impedir que el viento, la lluvia y las aguas
subterráneas extiendan la contaminación a otras zonas. Este uso de las plantas
se conoce como “fitorremediación”, y aunque es bastante reciente, ofrece
ventajas muy interesantes, como el bajo costo y la rapidez del proceso.
Al
tomar por las raíces el agua y los nutrientes, las plantas también extraen del
suelo los contaminantes. Dependiendo de la sustancia, podrá almacenarse en las
raíces, tallos y hojas, o transformarse en sustancias menos perjudiciales en el
interior de la planta o en gases no tóxicos que se liberan al ambiente. La
idea, en el caso de la acumulación, es destruir luego la planta y procesarla
según el contaminante. Se conocen unas 400 especies que pueden acumular
selectivamente alguna sustancia. La mayoría son muy conocidas, como el girasol
(para el uranio) y el álamo (para el níquel, cadmio y zinc), dentro de una
lista donde están también la alfalfa, la mostaza, el tomate, el zapallo y el
sauce. El futuro es promisorio, ya que se espera que con la ingeniería genética
se pueda mejorar la capacidad de estas plantas y transformar a otras en
“limpiadoras a medida” para cada una de las situaciones.
Hablando De Animales Transgénicos
Las
técnicas más recientes han permitido desarrollar animales transgénicos, esto
es, animales a los que se les ha agregado uno o unos pocos genes en su material
genético. Aunque los primeros animales transgénicos fueron los ratones, sólo
sirven como herramientas (¡y muy útiles!) de laboratorio. Pero más adelante se
pudo incorporar la tecnología a animales de importancia económica, con
distintos objetivos. Se les pueden agregar genes a los animales para que
brinden productos más útiles, de mejor calidad o más saludables, como por
ejemplo, vacas que dan leche con ciertas proteínas importantes para la salud y
la nutrición del bebé (como la lactoferrina y la lisozima).
Estas técnicas se
pueden usar también para el mejoramiento, generando animales que crezcan más
rápido, como salmones y bagres, o que resistan a enfermedades, como vacas
resistentes a la mastitis. Resulta muy interesante la producción de
medicamentos (como la insulina y la hormona de crecimiento) en la leche de
vacas y cabras, ya que estos animales dan mucha leche y se puede obtener una
gran cantidad del medicamento en ella. Otro caso corresponde al desarrollo de
cerdos más ecológicos genéticamente modificados. Estos animales presentan un
beneficio para el medio ambiente ya que presentan en sus heces y orina menores
niveles de fósforo. El fósforo excretado por los animales producen floraciones
de algas, en los lagos y ríos que agotan rápidamente el oxígeno creando vastas
zonas sin peces ni otros organismos acuáticos. Aunque aún no hay animales
transgénicos en el mercado, existen en la actualidad cabras transgénicas que
generan una proteína anticoagulante en sus ubres: este producto es el primer
medicamento producido en animales transgénicos y ya está aprobado por las
agencias regulatorias de Europa y EEUU.
El Maíz También Se Defiende
Todos los cultivos
vegetales sufren enfermedades causadas por virus, bacterias y hongos. Algunos
también son acosados por insectos. El maíz, por ejemplo, es atacado en nuestro
país por las orugas de ciertos insectos lepidópteros (polillas), conocidos como
“barrenador del tallo”, “gusano cogollero” e “isoca de la espiga”, entre otros.
Estas larvas se alimentan de los tallos, las hojas y la espiga del maíz,
dejando galerías que dañan la planta, la quiebran, impiden el transporte de
nutrientes y sustancias y son vía de entrada para hongos, cuyas toxinas
(micotoxinas) son muy peligrosas para nuestra salud. Normalmente el agricultor
combate a las plagas con insecticidas, pero hoy hay otra alternativa, más amigable
con el ambiente.
Se trata de la biotecnología moderna, que permite la
generación de plantas de maíz resistentes a los insectos, y que no requieren de
la aplicación de insecticidas. Estos maíces, conocidos como Bt, producen ellas
mismas una proteína insecticida en sus tallos, hojas y espigas. Así, cuando las
larvas intentan alimentarse de la planta, mueren. Lo importante es que las
proteínas que lleva el maíz Bt sólo son tóxicas para las plagas, y no afectan
la vida de otros insectos, ni la de mamíferos, pájaros u otros organismos.
Además, son completamente inocuas para el consumo humano y animal, de modo que
el maíz Bt es equivalente a cualquier otro maíz usado como alimento. Argentina
siembra maíz Bt desde 1998, y actualmente se encuentran autorizados para su
siembra, consumo y comercialización diferentes maíces con esta característica,
en varios casos combinada con la tolerancia a herbicida. En conjunto,
constituyen el 90% del maíz cultivado en el país.
Más recientemente,
se aprobó en nuestro país el uso comercial de maíces que reúnen en la misma
planta genes de resistencia a insectos lepidópteros, como los descriptos
anteriormente, genes de resistencia a insectos coleópteros (que atacan las
raíces de la planta) y genes de tolerancia a herbicida.
Una
"Bioalternativa": El Biodiesel
El
biodiesel es un combustible que se obtiene por combinación de un aceite vegetal
(también puede ser de grasa animal) con un alcohol, como el metanol. El
producto resulta parecido al gasoil derivado del petróleo, y puede emplearse
como sustituto parcial o total de éste. Los principales países que producen,
ensayan y usan biodiesel son Estados Unidos, Canadá, Alemania, Austria, Francia
e Italia, y lo emplean en automóviles, camiones y transporte público. Por
ejemplo, una conocida cadena de comidas rápidas transforma el aceite que
descarta en biodiesel, combustible que mueve al transporte público de la ciudad
austriaca de Graz.
Las ventajas del biodiesel son varias: es biodegradable,
disminuye las emisiones de dióxido de carbono a la atmósfera (que contribuye al
calentamiento global a través del efecto invernadero), puede mezclarse con
otros combustibles y se obtiene a través de un proceso sustentable a partir de
fuentes renovables de energía. Las fuentes más comunes son los aceites de soja,
canola, girasol, palma y jatropha. Argentina podría sustituir (al menos
parcialmente) el uso del gasoil en el transporte y la maquinaria agrícola, ya
que tiene grandes extensiones de cultivos oleaginosos y es líder en la
producción y exportación de aceite. La producción y las exportaciones de
biodiesel comenzaron en 2008 y de hecho, hoy Argentina es el primer exportador
mundial de biodiesel elaborado a partir del aceite de soja.
Los Pollos Y Los Cerdos
Contentos: Llega El Maíz: "Bio-Fortificado"
Todos
los vertebrados necesitamos fabricar proteínas para crecer, movernos, y
realizar todas nuestras funciones vitales. Las fabricamos a partir de pequeñas
unidades llamadas aminoácidos. Somos capaces de fabricar también muchos de
estos aminoácidos, aunque hay algunos, llamados “aminoácidos esenciales”, que
necesariamente debemos incorporar a través de la dieta. A las personas esto no
nos preocupa mucho, porque ingerimos alimentos variados de los cuales podemos
aprovechar todos los aminoácidos, inclusive los esenciales. Pero a los cerdos y
pollos no les pasa lo mismo. Ellos son alimentados con raciones basadas en
maíz, un cereal que tiene poca cantidad de lisina, uno de los aminoácidos
esenciales. Es por eso que en el alimento balanceado el maíz se suplementa con
lisina, que se fabrica a partir de microorganismos y se adiciona como
ingrediente. Pero está llegando al mercado un maíz nuevo, especialmente
diseñado para los pollos y los cerdos. Se trata de un maíz transgénico,
genéticamente modificado para contener más lisina en el grano. De esta manera,
el fabricante de raciones no necesita agregarle lisina al alimento balanceado,
simplificando la producción y disminuyendo su costo. Hay otros proyectos de
“bio-fortificación” de alimentos, como porotos de soja y papas con mayor
contenido proteico, y frutos y cereales con más vitaminas y antioxidantes.
De Tal Árbol, Tal Papel
A
diferencia de los cultivos agrícolas, como el maíz y la soja, el mejoramiento
de las especies forestales lleva muchísimo tiempo. Esto es porque el desarrollo
completo, desde la germinación de la semilla hasta el árbol adulto, es un
proceso que dura varios años. A pesar de esto, el mejoramiento genético de
árboles forestales está avanzando, con buenos resultados. Lo que se busca mejorar
en los árboles comerciales es el crecimiento, la forma del tronco y la calidad
de la madera. En otras palabras, aumentar la productividad y mejorar la calidad
de los productos. Estos desarrollos son una alternativa interesante que
permitiría disminuir la presión que actualmente se ejerce sobre los bosques
nativos.
Así como se le introducen genes a las plantas para que toleren a
herbicidas o resistan a plagas, hoy es posible modificar genéticamente a los
árboles para que resistan a enfermedades e insectos, toleren a herbicidas y
contengan una menor cantidad de lignina. La lignina es un polímero que forma
parte de la pared de las células vegetales, y junto con la celulosa forman la
madera. Una madera con menos lignina hace que la extracción de la celulosa para
hacer papel sea un proceso más fácil y amigable con el ambiente, ya que
normalmente se deben usar agentes químicos para eso.
Además es más barato, si
consideramos que a la industria de la pulpa y del papel le cuesta más de 6 mil
millones de dólares separar la celulosa de la lignina. Por otro lado, también
se han desarrollado álamos genéticamente modificados con menor cantidad de
lignina y mayor porcentaje de celulosa para la producción de etanol. Otros
desarrollos descriptos hasta el momento corresponden a árboles transgénicos que
favorecen la remoción e eliminación de contaminantes del suelo (metales pesados
e hidrocarburos) y a eucaliptos resistentes a bajas temperaturas. La única
aprobación conocida de un árbol forestal genéticamente modificado procede de
China, donde actualmente se han plantado más de un millón de álamos
transgénicos resistentes a insectos.
¿Para Qué Sirve El Ácido
Cítrico?
El
ácido cítrico es un compuesto natural que se encuentra en todos los seres
vivos, pero está particularmente concentrado en las frutas cítricas. Primero
fue producido a partir del jugo de limón, en Italia, allá por 1860, pero con un
rendimiento muy bajo: se necesitaban unas 35 toneladas de limones para obtener
una tonelada de ácido cítrico. Tiempo después se descubrió que había ciertos
hongos microscópicos capaces de acumular ácido cítrico, lo que permitió su
producción en gran escala.
Efectivamente, desde el final de la Primera Guerra
Mundial, y hasta nuestros días, casi todo el ácido cítrico industrial se
obtiene del hongo Aspergillus niger, que acumula enormes cantidades del ácido y
es muy fácil de cultivar en grandes fermentadores de acero. Por su sabor
agradable, baja toxicidad y otras propiedades fisico-químicas, el ácido cítrico
tiene un sinnúmero de aplicaciones.
Es uno de los principales aditivos
alimentarios, usado como conservante, anti-oxidante, acidulante y saborizante
de golosinas, bebidas gaseosas y otros alimentos. Se lo usa además en la
industria farmacéutica, para lograr efervescencia y sabor, y también como
anticoagulante de la sangre. Se agrega a detergentes y otros productos de
limpieza, para estabilizarlos, otorgarle acidez, y reemplazar a los corrosivos
más fuertes. Hoy la producción mundial de ácido cítrico alcanza las 550.000
toneladas por año, y es producido principalmente en Estados Unidos, la Unión
Europea y China.
Referencias
Links
para acceso a otras páginas y otros temas de interés:
·
Biotecnología en respuesta a un mundo en
crecimiento:
http://www.argenbio.org/index.php?action=biotecnologia&opt=4
·
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institución de prestigio:
http://www.argenbio.org/index.php?action=suscripcion&opt=14
