República Bolivariana De Venezuela

Ministerio Del Poder Popular Para La Educación

L. N. Manuel Placido Maneiro

Jusepín Estado Monagas

Profesor(a):

Alumnos:

Michel Uray

Enero, 2014

BIOTECNOLOGÍA

INTRODUCCIÓN

La biotecnología puede entenderse de forma muy general como el uso de cualquier

organismo en beneficio del hombre. Bajo esta definición, los primeros indicios de

biotecnología pueden remontarse hasta la Revolución Neolítica, donde los seres humanos

comenzaron a usar masivamente la agricultura y la ganadería. Sin saberlo, a lo largo de

los siglos los agricultores y ganaderos han ido modificando genéticamente cultivos y

ganado; al seleccionar aquellos individuos que mejor rendimiento les daban. Pero también

han existido otras formas de biotecnología primitiva, como es el uso muy extendido de la

fermentación para transformar unos productos en otros. Un buen ejemplo de esto es la

fabricación de la cerveza (a partir de la fermentación de la cebada), que se cree que ya era

dominada por sumerios y egipcios seis milenios antes de Cristo. Otros ejemplos son el uso

del vinagre (a partir de la fermentación del vino) como conservante o la fermentación de la

leche para obtener yougures, quesos y derivados.

HISTORIA BIOTECNOLÓGICA DE LA HUMANIDAD

La biotecnología ha sido utilizada por el hombre desde los comienzos de la historia en

actividades tales como la preparación del pan y de bebidas alcohólicas o el mejoramiento

de cultivos y de animales domésticos. Procesos como la producción de cerveza, vino, queso

y yogurt implican el uso de bacterias o levaduras con el fin de convertir un producto natural

como la leche, en un producto de fermentación más apetecible como el yogurt.

En términos generales biotecnología se puede definir como el uso de organismos vivos o de

compuestos obtenidos de organismos vivos para obtener productos de valor para el hombre.

La biotecnología moderna está compuesta por una variedad de técnicas derivadas de la

investigación en biología celular y molecular, las cuales pueden ser utilizadas en cualquier

industria que utilice microorganismos o células vegetales o animales. Es la aplicación

comercial de organismos vivos o sus productos, la cual involucra la manipulación

deliberada de sus moléculas de DNA.

Por tanto, podemos decir que la biotecnología abarca desde la biotecnología tradicional,

muy conocidas y establecidas, y por tanto utilizadas, como por ejemplo la fermentación de

alimentos, hasta la biotecnología moderna, basada en la utilización de las nuevas técnicas

del DNA recombinante (ingeniería genética), los anticuerpos monoclonales y los nuevos

métodos de cultivo de células y tejidos.

HISTORIA BIOTECNOLÓGICA

La biotecnología no es nueva, sus orígenes se remontan a los albores de la historia de la

humanidad. Nuestros ancestros primitivos iniciaron, hace miles de años durante la Edad de

Piedra, la práctica de utilizar organismos vivos y sus productos.

La biotecnología es un término que se ha dado a la evolución y recientes avances de la

ciencia de la genética. Esta ciencia se originó hacia finales del siglo XX con el trabajo de

Gregor Joham Mendel.

La historia realmente se inicia con las investigaciones de Charles Darwin, considerado

como el padre de la biología moderna, que concluyó que las especies no son fijas e

inalterables, sino que son capaces de evolucionar a lo largo del tiempo, para producir

nuevas especies. La explicación de esta evolución, según sus observaciones, se basaba en

que los miembros de una determinada especie presentaban grandes variaciones entre ellos,

unos estaban más acondicionados al ambiente en que se encontraban que otros, lo que

significaba que los más aptos producirían más descendencia que los menos aptos. Este

proceso es conocido como selección natural, y suponía la modificación de las

características de la población, de manera que los rasgos más fuertes se mantendrían y

propagarían, mientras que los menos favorables se harían menos comunes y acabarían

desapareciendo.

El monje Gregor J. Mendel (1822-1884), trabajaba en el jardín de su monasterio en Austria

sin ser consciente de la importancia de sus estudios. Mendel eligió como material de

estudio una planta común, el guisante (pisum sativum). Esta planta es de fácil obtención y

cultivo, hemafrodita y por tanto con capacidad para autofecundarse, ofreciendo asimismo la

posibilidad de realizar fecundaciones cruzadas entre distintas variedades, muy numerosas

en el guisante y fácilmente distinguibles. En sus estudios, en lugar de analizar la

transmisión global de las características de la planta, prestó atención a un solo rasgo cada

vez, permitiéndole seleccionar determinados aspectos de la planta que presentaban

alternativas claramente diferenciables, como por ejemplo la forma de la semilla

(rugosa/lisa) o su color (amarilla/verde).

En 1866 publicó los resultados de sus experiencias llevadas a cabo durante 7 años en el

jardín de su monasterio de los agustinos, los cuales permitieron superar las antiguas

concepciones sobre la herencia que aún prevalecían en su época, según las cuales los

caracteres se transmitían de padres a hijos a través de una serie de fluidos relacionados con

la sangre, al mezclarse las sangres en la descendencia, los caracteres de los progenitores se

fusionaban y no podían volver a separarse.

Mendel expuso una nueva concepción de la herencia, según la cual los caracteres no se

heredan como tales, sino que solo se transmitían los factores que los determinaban. Su

estudio del comportamiento de los factores hereditarios se realizaba, con total intuición, 50

años antes de conocerse la naturaleza de estos factores (posteriormente llamados genes).

A pesar de que describió el comportamiento esencial de los genes, sus experimentos no

revelaron la naturaleza química de las unidades de la herencia, hecho que ocurrió hacia la

mitad del siglo XX e involucró muchos trabajos de diferentes científicos de todo el mundo,

durante varias décadas.

BIOTECNOLOGÍA INDUSTRIAL

Las tecnologías de ADN ofrecen muchas posibilidades en el uso industrial de los

microorganismos con aplicaciones que van desde producción de vacunas recombinantes y

medicinas, tales como insulina, hormonas de crecimiento e interferón, como enzimas y

producción de proteínas especiales.

Desde hace varias décadas las grandes multinacionales de la biotecnología tienen puestos

sus ojos en el control de algo vital para todos los pueblos del planeta, las plantas.

Ya que, tanto las plantas silvestres como los cultivos encierran unas posibilidades de hacer

negocio verdaderamente insospechadas. Y esta posibilidad la han visto claramente dos

empresas como:

Pharmagenesis es una empresa Americana que une, en la investigación de las plantas, la

biología y la informática. Esta empresa basa sus estudios en el análisis de una planta china,

llamada "Liana del Dios del Trueno", ha sido analizada química y genéticamente y se ha

descubierto que es eficaz contra la artritis y además es anticancerígena, ya que la molécula

extraída de la planta provoca el suicidio de las células cancerígenas de distintos tumores.

Los chinos llevan muchos años (muchísimos) utilizando de forma natural estas plantas,

pero Pharmagenesis tiene la patente para explotar el principio activo de la "Liana del Dios

del Trueno" y los chinos no obtienen ningún beneficio de ello, en cambio, esta empresa

ganará mucho dinero por los derechos de autor en la venta de cada caja de medicamento

que se venda.

Pharmagenesis piensa que de alguna forma compensa a los ciudadanos chinos, puesto que

les compra las plantas y porque todos sus empleados, en China, son nacionales de país.

Otra de estas industrias es Monsanto. Esta empresa americana es una de las gigantes de la

química y los plásticos, y desde hace poco, de los genes.

Ha creado cerca de dos hectáreas de invernaderos en los que ha recreado los distintos

climas existentes en el mundo, incluso las estaciones, y ha plantado en ellas una gran

variedad de plantas, arroz, soja, maíz, tabaco, etc., a las que somete a estudios y pruebas.

En sus estudios, cultiva plantas transgénicas, y las sitúa junto a otras plantas que no han

sido modificadas genéticamente, y el resultado es asombroso. La planta de patata

transgénica ha soportado una plaga de escarabajos, debido a que en sus hojas existe una

sustancia letal para ellos, en cambio la planta no modificada ha quedado destrozada por el

ataque.

Monsanto se fundó en 1901, en ese momento era una de las cinco mayores empresas

químicas americanas. Fabricó muchos productos que después se demostró que eran tóxicos.

En la guerra de Vietnam la aviación norteamericana derramó un potente herbicida, "el

agente naranja" y uno de los principales proveedores fue Monsanto.

Hoy hace lo que puede por cambiar de imagen, pero parece que no lo está logrando del

todo, ya que se sabe que cada año destina un 20% más al desarrollo y elaboración de

herbicidas.

Todos los beneficios que obtiene los está destinando al descubrimiento de nuevos genes y

puesta a punto de nuevas plantas. En 1998 obtuvo unos beneficios de 118.000.000 millones

de pesetas.

Monsanto ha declarado que para el 2002 producirá algodón coloreado genéticamente, será

de color amarillo, rojo, blanco y azul. No será necesario tintarlo después.

Es uno de los principales productores de soja transgénica. Los agricultores que adquieren

semillas transgénicas contratan con ella deben firmar un contrato por el que se

comprometen a pedir otro stock de semillas al año siguiente, no tiene derecho a revender

las semillas a otros, ya que tienen que devolverlas a la empresa, tampoco pueden volver a

utilizarlas, los agricultores están atrapados por la empresa ya que crean en ellos una

dependencia total. Mediante una tarjeta de socio o cliente controlan a los agricultores,

saben cuántos kilos de semillas se han llevado, dónde la cultivan, en qué fecha la cultivan,

etc.

Nueve de cada diez agricultores siguen a Monsanto y nueve de cada diez venden su soja a

una empresa que, curiosamente, pertenece a Monsanto desde hace unos pocos años. Es una

prisión para los agricultores ya que entran en un círculo vicioso del que es difícil salir.

Estos agricultores de soja transgénica utilizan un herbicida, propiedad de Monsanto, lo

esparcen sobre el terreno y lo dejan limpio para sembrar, esparcen las semillas y tres meses

después vuelven a echar el herbicida, que mata todo menos la planta de soja.

Monsanto les prometía cosechas abundantes y grandes beneficios, los agricultores se quejan

de la escasez de las mismas y de lo caras que son las semillas, pero la gran empresa alega

que ha de proteger sus obras científicas y quien quiera utilizarlas ha de pagar su precio:

"La población mundial crece, por lo que hay que producir más alimentos pero el terreno de

cultivo sigue siendo el mismo, por ello es necesario cultivar más y mejor." (Monsanto)

Ha patentado una semilla que esteriliza las semillas que produce, por lo que éstas no

servirán para poder plantar al año siguiente. Esta semilla es denominada por los ecologistas

como "terminator". También ha modificado una mala hierba que ahora produce plástico

flexible.

¿A dónde va a llegar esto?. En la India ya produce efectos negativos. Los agricultores de

este país quemaron una plantación de algodón transgénico porque no producía la cantidad

que le habían asegurado, sino todo lo contrario y además muchos de ellos no pueden pagar

el precio de la semillas, se sienten engañados.

Es muy probable que se produzcan graves problemas y ya se están produciendo los efectos

negativos. En Australia las malas hierbas mutantes invaden los cultivos, en EEUU el maíz

transgénico amenaza con extinguir una mariposa protegida y en Inglaterra los científicos

han demostrado que el consumo de alimentos modificados genéticamente puede producir

alergias.

FERMENTACIÓN UTILIZACIÓN DE MICROORGANISMO

Fermentación, Se debe a que los microorganismos liberan moléculas orgánicas al medio

donde se desarrollan, algunas de las cuales tienen utilidad para el hombre; es el caso del

ácido láctico (fermentación láctica) y el alcohol etílico y CO2 (fermentación alcohólica).

Los microorganismos que realizan fermentación láctica (bacterias y algunos hongos) son

utilizados industrialmente para la obtención del queso y otros productos lácteos; los que

realizan fermentación alcohólica (levaduras) son utilizados para la obtención del vino,

cerveza y otras bebidas alcohólicas.

Fermentaciones lácticas: fabricación del queso

La elaboración del queso y otros productos lácteos, como yogurth, cuajada y requesón, se

debe fundamentalmente a las bacterias lácticas (Lactobacillus, Streptococus y

Leuconostoc), que se desarrollan en la leche.

Hidrolizan el azúcar de la leche, la lactosa, en glucosa; por fermentación, la glucosa se

degrada liberando energía (los 2 ATP de la glucolisis) ycomo producto final se obtiene

ácido láctico.

Las técnicas de fabricación del queso y de las leches fermentadas son muy antiguas y se

cree que nacieron como un medio de conservar la leche, ya que el ácido láctico actúa como

un conservante natural, evitando, por el pH ácido que origina en la leche, que se desarrollen

en ella microorganismos patógenos. La elaboración del queso se lleva a cabo en tres etapas:

- Adición a la leche de renina, también llamada cuajo, una enzima que se extrae del

estómago de los rumiantes. En combinación con el ácido láctico

producido por las bacterias lácticas, la renina provoca la precipitación de las proteínas

lácticas formando un producto sólido, la cuajada, que se separa posteriormente del

componente líquido, el suero lácteo.

- Separación de la cuajada del suero mediante un proceso de filtración. La filtración se

realiza haciendo pasar el suero a través de telas limpias. A continuación, se añade sal a la

cuajada.

- Maduración del queso. Según el tipo de queso, en esta etapa final intervienen otras

bacterias responsables del sabor y el olor propios de cada variedad de queso. En algunas

variedades de queso también intervienen hongos, como el Penicilliurn roquefortü

responsable del color, olor y sabor característicos del queso de roquefort.

Fermentaciones alcohólicas

Se basan en la acción de levaduras (hongos unicelulares) sobre materiales ricos en glucosa.

Estas levaduras degradan la glucosa a alcohol etílico, liberando CO2. Esta degradación

proporciona a las levaduras energía (los 2 ATP de la glucosilis)

Fabricación del vino

El vino es un producto que se obtiene de la fermentación alcohólica del zumo de uva,

realizada por levaduras (Sacharomyces ellipsoideus) que están en la superficie de las uvas.

La elaboración del vino implica los siguientes procesos:

Se inicia triturando las uvas en una máquina hasta obtener un zumo rico en glucosa y

fructosa llamado mosto

El mosto se trasvasa a grandes cubas, que pueden ser de madera, de acero o de cemento y

se espera unos días a que las levaduras degraden la glucosa de la uva en alcohol etílico.

El CO2 liberado en la fermentación se evapora o se elimina artificialmente, excepto en el

caso de algunos vinos espumosos.

Posteriormente, el vino se traslada a cubas de sedimentación donde precipita un residuo

orgánico (orujo)

El vino decantado continúa la fermentación algún tiempo más; para aclararlo, es decir, para

eliminar la turbidez que puede tener debido a ciertos componentes, se provoca su

precipitación y luego se filtra el vino

A continuación el vino se trasvasa a cubas de roble para su envejecimiento, que tiene como

finalidad que el vino adquiera ciertas características de color, aroma y sabor; este proceso

puede durar años, como es el caso de algunos tipos de vinos.

Fabricación de la cerveza

Requiere un proceso más complicado desde el punto de vista tecnológico, ya que implica la

obtención previa de la malta: se llama así a los granos de cebada germinados, que se tuestan

y a continuación se muelen. A este material, rico en glucosa, se le añaden levaduras

(Sacharomyces cerevisiae), que desarrollarán una fermentación alcohólica.

El sabor amargo de la cerveza se obtiene añadiéndole las flores de lúpulo y el color que

caracteriza a cada tipo de cerveza se obtiene tostando más o menos la malta.

Fabricación del pan

Es un proceso que se realiza desde la antigüedad. Los microorganismos que intervienen en

la fabricación del pan son las mismas levaduras que se usan en la obtención de la cerveza

(Saccharomyces cerevisiae); de hecho, se obtienen industrialmente como un subproducto

en la fabricación de la cerveza.

La elaboración del pan consiste en mezclar, en un primer paso, harina, agua, sal y levadura.

Al entrar en contacto con el agua, las enzimas amilasas presentes en la harina se activan e

hidrolizan el almidón liberando glucosa que es fermentada por la levadura.

El CO2 resultante queda atrapado en el interior de la masa y forma un gran número de

pequeñas burbujas que determinan el aspecto esponjoso de la misma.

La cocción de la masa elimina el etanol producido en la fermentación y destruye las células

de levadura. Así mismo, tiene lugar una reducción importante en el contenido de agua.

Qué es el cultivo de tejido vegetal?

El punto de partida para el cultivo de tejidos es la iniciación. Este es el proceso por el cual

se trae material vegetal in vivo en un medio de cultivo estéril. Requiere la disección

microscópica de la planta bajo condiciones estrictamente higiénicas con el propósito de

transferir su punto de crecimiento o tejido que crece activamente (los tejidos

meristemáticos) con seguridad y limpieza dentro de un recipiente estéril sin introducir

microorganismos contaminantes. Las células y tejidos que crecerán y se desarrollarán desde

este inicio dependerán de los objetivos del cultivo de tejidos. En algunos casos las células

conformarán una masa aparentemente desorganizada, conocida como callo, en otros estarán

presentes otras estructuras reconocibles como tallos, órganos, raíces, bulbos u otros

órganos.

Estos tejidos in vitro están ahora dentro de un microcosmos estéril de un recipiente de

vidrio o de plástico; y son protegidos del medio exterior no estéril.

Es esencial mantener la esterilidad del medio ambiente confinado en el recipiente, debido a

que cualquier microorganismo que se gane la entrada al mismo crecerá oportunísimamente

a una velocidad mucho más rápida que los tejidos vegetales y eventualmente colonizarán y

matarán a los tejidos.

Con el propósito de sostener el vigor de los tejidos vegetales y permitir que ellos crezcan,

se multipliquen y desarrollen, esto es cultivar los tejidos, deben darse además ciertos

requerimientos externos. Los tejidos pueden necesitar que se los apoye o sean colocados

sobre o en el interior de la superficie de un gel acuoso solidificado con agar o ellos pueden

colocarse en un medio líquido. Ellos también necesitarán de un suministro de los elementos

minerales nutritivos que son esenciales para el crecimiento vegetal, también posiblemente

algunas vitaminas, azúcares como fuente de energía y un cocktail de hormonas vegetales

que se conoce que controlan el crecimiento y desarrollo de estos tejidos particulares. Es

conveniente preparar este medio ambiente nutricional incorporando estos compuestos

químicos dentro del gel o líquido, ajustando el pH alrededor de 6 y esterilizando este medio

de cultivo ya sea dentro del recipiente para cultivo o en uno separado.

Para el correcto crecimiento y desarrollo del tejido en cultivo en general es necesario el

suministro de luz, pero a intensidades muy bajas, mucho más que la de la luz solar. La

acumulación en las plantas de la energía de los carbohidratos provendrá de los azúcares

agregados al medio, más que de la fotosíntesis, de manera que son innecesarios unos altos

niveles de luz.

Una temperatura controlada también es necesaria para estabilizar el crecimiento y mejorar

la predictibilidad del desarrollo de los tejidos.

Facilidades requeridas para el cultivo de tejido

Ciertas facilidades son requeridas para que el cultivo de tejidos sea efectivo. Están

involucradas dos fases de actividad

1. El laboratorio - una habitación limpia conteniendo un número de estaciones de trabajo,

cada una proveyendo aire filtrado - gabinetes de flujo de aire laminar estéril- en los cuales

el material puede ser manejado sin riesgos de contaminación por el operador y transferido

en forma segura a medios nutritivos frescos. Esta transferencia es el paso de manufactura

individual en el cual los tejidos que crecieron previamente en medio de cultivo son

manipulados y subdivididos con escalpelo y pinzas dentro del medio ambiente estéril del

gabinete de flujo laminar, de manera de transferirlos a nuevo medio de cultivo y un nuevo

recipiente para posterior crecimiento, multiplicación o desarrollo, y

2. El cuarto de crecimiento - una habitación iluminada, con aire acondicionado y con alto

estándar de higiene en el cual los cultivos de tejidos pueden crecer y desarrollarse en forma

segura por períodos de semanas o meses. Un régimen de iluminación y temperatura óptimas

requiere un suministro de electricidad confiable y adecuada, ya que cada planta producida

puede consumir unos 0,5 kW de energía.

CONCLUSIÓN

Se puede decir que la biotecnología tiene un amplísimo rango de aplicación en la industria

de alimentos, ofreciendo los medios para producir alimentos de mejor calidad en forma más

eficiente y segura para la salud y el medio ambiente.

Una de las promesas de la biotecnología es generar innovaciones y mejoras en los

alimentos conduciendo a prácticas agrícolas más ecológicas, contribuyendo a una

agricultura sustentable que utiliza con respeto en los recursos del medioambiente.

BIBLIOGRAFÍA

www.infoagro.com/semillas_vivero/semillas/biotecnologia.asp

www.bioxamara.tuportal.com

www.monsanto.es/biotecnologia/basicos.html

www.monsanto.es/biotecnologia/porque.html