Biotecnología: Definición, Animales Transgénicos y Plantas, Guías, Proyectos, Investigaciones de Biología

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AVANCES EN LA BIOTECNOLOGIA

Doc:

Erica Lorena Garzon Silva

Oscar Orlando Ciceri Oviedo

20181167460

Universdiad SurColombiana

Neiva-Huila

2019

AVANCES BIOTECNOLOGICOS

¿Qué es la biotecnología?

La Biotecnología se define como un área multidisciplinaria, que emplea la biología, química y procesos varios, con gran uso en agricultura, farmacia, ciencia de los alimentos, ciencias forestales y medicina. Probablemente el primero que usó este término fue el ingeniero húngaro Karl Ereky, en 1919.

Una definición de biotecnología aceptada internacionalmente es la siguiente:

La biotecnología se refiere a toda aplicación tecnológica que utilice sistemas biológicos y organismos vivos o sus derivados para la creación o modificación de productos o procesos para usos específicos.

La biotecnología, comprende investigación de base y aplicada que integra distintos enfoques derivados de la tecnología y aplicación de las ciencias biológicas, tales como biología celular, molecular, bioinformática y microbiología marina aplicada. Se incluye la investigación y desarrollo de sustancias bioactivas y alimentos funcionales para bienestar de organismos acuáticos, diagnóstico celular y molecular, y manejo de enfermedades asociadas a la acuicultura, toxicología y genómica ambiental, manejo ambiental y bioseguridad asociado al cultivo y procesamiento de organismos marinos y dulceacuícolas, biocombustibles, y gestión y control de calidad en laboratorios.

BIOTECNOLOGÍA EN PROCESOS HUMANOS

Un robot que se parece y se mueve como una bacteria

Al contrario de los robots convencionales, estos micro robots son suaves, flexibles y no usan motor. Están hechos de hidrogel biocompatible y nanopartículas magnéticas. Estas nanopartículas tienen dos funciones: dan forma al micro robot durante el proceso de fabricación y hacen que se mueva y nade cuando se activa el campo electromagnético.

Estos microrobots se fabrican en varios pasos. Primero, las nanopartículas se introducen en capas de hidrogel biocompatible. Después se aplica un campo electromagnético para orientar las nanopartículas en diferentes partes del robot, seguido de un procedimiento de polimerización para "solidificar" el hidrogel. Después de esto, el robot es introducido en agua, donde se dobla de distintas formas, dependiendo de la orientación de las nanopartículas dentro del gel, para formar la arquitectura final en 3D del microrobot.

Una vez que tenemos la forma del microrobot, se utiliza un campo electromagnético para hacer que el robot nade. Después, cuando se ha calentado, el robot cambia de forma y se despliega. Este método de fabricación permite a los investigadores fabricar microrobots que imitan a las bacterias que causan la Tripanosomiasis africana, también conocida como la enfermedad del sueño. Esta bacteria en particular utiliza un flagelo para

animal transgénico, es decir animales que han adquirido nuevo material genético por métodos artificiales en lugar de la vía normal de reproducción sexual.

El objetivo último de los cruzadores de animales será introducir propiedades importantes desde un punto de vista económico en el ganado comercial. Sin embargo, el conocimiento de los mecanismos que regulan la expresión génica en animales superiores es limitado y esto limita a su vez la capacidad para generar animales transgénicos.

Un uso nuevo y realista desde un punto de vista comercial de los animales transgénicos será la producción de proteínas/compuestos farmacéuticos humanos en animales lactantes transgénicos. Las construcciones transgénicas que permiten a las glándulas mamarias de los animales lactantes secretar proteínas humanas de alto valor son ahora posibles y será sin duda el primer uso verdaderamente comercial de los animales transgénicos para la obtención de productos. Los animales se convertirán así en biorreactores, produciendo productos farmacéuticos que antes sólo se producían en cultivo mediantes microorganismos transgénicos. Las construcciones génicas para los factores IX o α-1 antitripsina humanos (algunos hemofílicos carecen de un agente coagulante sanguíneo llamado “factor IX”) han conseguido ser insertadas con éxito en el genoma de la oveja y, aunque los niveles de expresión son todavía bajos, el factor IX está presente y el rasgo es hereditario. El potencial de los animales transgénicos para secretar una amplia gama de productos relacionados con la salud valiosos a nivel comercial es casi ilimitado y debería ser reconocido en el futuro. La oveja transgénica usada farmacéuticamente no tendrá permitida la entrada en la cadena alimenticia humana, eliminando así la posible protesta pública sobre el consumo (canibalismo) de los insertos de genes humanos. En oposición a algunos puntos de vista populares, los estudios de animales transgénicos no consisten en producir monstruos o animales aberrantes, sino más bien en introducir en el ganado rasgos específicos significativos a nivel económica que tendrán beneficios en la humanidad. Los animales transgénicos también han contribuido enormemente al entendimiento de la función génica en especies animales.

La glándula pituitaria de los animales secreta hormonas de crecimiento que pueden ejercer una influencia importante en la forma en la que el animal crece y, en animales lactantes, en la producción de leche. En la década de 1980 el gen responsable de la producción de la hormona de crecimiento (somatotropina) bovina (BST) se logró aislar y transferir a células bacterianas para producir grandes cantidades de BST. Cuando se inyectaron unos 30 mg de BST en vacas se produjo un incremento significativo en la producción de leche (10-30%), pero la obtención de mayores rendimientos de una forma continuada dependía de inyecciones regulares. Tales mejoras en la producción de leche podían conducir a la producción del mismo volumen de la leche estén de alguna manera alterados. Estudios comparativos con somatotropina de cerdo diseñada por ingeniería genética (PST) han mostrado que la grasa del cuerpo puede reducirse hasta un 80% y la eficacia de la alimentación aumentar en un 20%. La aprobación de BST por parte de la

organización Food and Drug Administration en noviembre de 1993 representó el primer compuesto farmacéutico derivado de la biotecnología comercializado para la ganadería en Estados Unidos.

BIOTECNOLOGÍA EN LAS PLANTAS

La mejora de plantas por métodos tradicionales ha sido sin dudas muy exitosa, y prueba de ello, es por ejemplo, el incremento anual promedio de alimentos a nivel mundial. Los avances logrados primeramente en la biología celular y más tarde en la biología molecular, permitieron el desarrollo de toda una serie de nuevos procedimeintos, generalmente conocidos como biotecnología de plantas que, lejos de restar importancia a los métodos de mejora tradicionales, han servido para incrementar el desarrollo de estos y ampliar sus posibilidades de aplicación. Los métodos de mejora tradicionales enfrentan tres dificultades principales para alcanzar su mayor eficiencia:

• La poca o ninguna compatibilidad intra o interespecífica.
• La posible inestabilidad de las nuevas combinaciones de genes, durante la propagación de las plantas para su distribución a la producción.
• La duración frecuentemente larga de cada ciclo de reproducción sexual.

A parte de los nuevos métodos de producción, derivados del cultivo de las células y de órganos vegetales, la biotecnología de las plantas tiene tres objetivos básicos de interés práctico:

• El incremento de las variabilidad genética sin intervención de la reproducción sexual.
• La propagación de genotipos normalmente inestables en la reprodución sexual.
• La disminución en el número o en la duración de los ciclos de mejora necesarios para un programa de selección.

Los métodos biotecnológicos aplicados a la mejora genética de las plantas conducen a los siguientes resultados principales:

• A una considerable racionalización de aquellos trabajos de mejora, que permiten realizarse por métodos convecionales; siendo posibles, por ejemplo en la papa, el plátano y la caña de azúcar, un grado de multiplicación mediante la micropropagación considerablemente mayor que por métodos corrientes, con lo que se logra un claro efector de la racionalización.
• A la solución de tareas de la mejora que no son posibles mediante los métodos tradicionales, como por ejemplo, la combinación parasexual de diferentes clones poliploides de bananos imposibles de cruzar generativamente, mediante la fusión de los protoplastos. Esto no sólo permite la superación de las barreras biológicas existentes, sino además la aplicación de métodos de mejora por cruzamiento. A pesar de que se trabaja intensamente en este objetivo particular a nivel internacional, todavía nose han obtenido resultados destacables.

Control de enfermedades

• mediante la sobreexpresión de proteínas LEA(Late Embryogenesis Abundant) que generan más resistencia,
• controlando la bomba de NA+/H+ intentando reducir el incremento del Na+ que es el que provoca el estrés
• cambiando las propiedades de las membranas (las más resistentes son las que tienen mayor composición de grasos insaturados con dobles enlaces) para que toleren mejor las bajas temperaturas
• Expresando genes que codifiquen proteínas que actúan como anticongelantes ( gen de la AFP)

REFERENCIAS

Soft micromachines with programmable motility and morphology, Hen-Wei Huang, Mahmut Selman Sakar, Andrew J. Petruska, Salvador Pané, Bradley J. Nelson. Nature Communications, 22 July 2016, Article number: 12263/ doi:10.1038/ncomms

http://apuntesbiotecnologiageneral.blogspot.com/

http://www.centrobiotecnologia.cl/comunidad/que-es-la-biotecnologia/

https://www.monografias.com/trabajos101/robotica-enla-medicina/robotica-enla- medicina.shtml