Bacterias en la Industria
En esta clase, vamos a tratar de explicar por qué las bacterias han sido y son muy importantes a nivel industrial, no sólo por ser imprescindibles para la producción de determinados alimentos, sino por también ser responsables de procesos de producción de biomoléculas muy importantes en la industria, sobre todo en la industria médica y farmacéutica.
Las bacterias, por lo tanto, y no sólo las bacterias sino otros microorganismos como las levaduras han sido muy importantes,muy, muy relevantes a nivel histórico en los procesos de alimentación del ser humano.
De hecho antes del propio conocimiento de la existencia de microorganismos, se producían ya alimentos fermentados como son, por ejemplo los lácteos o la cerveza, y estos alimentos fermentados dependen exclusivamente o parcialmente de las fermentaciones realizadas por microorganismos.
Además de esto, tras el desarrollo de lo que se conoce como biotecnología, especialmente los procesos de manipulación del ADN se producen utilizando bacterias y microorganismos biomoléculas activas utilizadas en medicina y en otras disciplinas científicas.
Como acabo de comentar, no sólo se utilizan bacterias, organismos procariontes, sino que también se utilizan algunas veces levaduras que son pertenecen al dominio eukarya.
Una fermentación no es más que una reacción metabólica que ocurre de forma normal en los seres vivos y la producen microorganismos como bacterias, pero también es producida por eucariotas como las levaduras.
Además, se puede decir de la fermentación que es o se trata de un proceso de oxidación incompleta y esta oxidación, esta oxidación especial, digamos, tiene la particularidad de que no utiliza oxígeno.
Aquí se puede observar una fermentación típica.
En este caso, es una fermentación alcohólica en la cual vemos que se pasa de una molécula de acetaldehído a una molécula de etanol.
Esto es un proceso en el que el acetaldehído es reducido y convertido en etanol, mientras que la una molécula de, bueno en este caso, dos moléculas de NADH2 son oxidadas
a dos moléculas de NAD.
Por lo tanto, vemos como en este proceso es un proceso de oxidación - reducción.
La fermentación láctica es probablemente, junto con la alcohólica, una de las más importantes a nivel industrial, ya que a partir de ella se producen diversos alimentos.
Es a día de hoy continúa siendo, a pesar de que es una fermentación que se usa de forma histórica en la industria de la alimentación, a día de hoy es muy importante a nivel industrial y a nivel económico, ya que a partir de ellas se producen productos como por ejemplo, el yogur, los quesos, el kéfir o una infinitud de procesados.
Los responsables de la fermentación láctica son un sinfín de géneros bacterianos, sin embargo, los más conocidos o los más utilizados sobre todo en en el yogur son el género lactobacillus y el género streptococcus.
La fermentación láctica produce ácido láctico como producto a partir de la fermentación de azúcares y es muy importante, ha sido históricamente muy importante, ya que este ácido láctico desactiva los procesos de descomposición al menos parcialmente por lo tanto, es una forma de conservación de los alimentos cuya base es la leche.
Por lo tanto permite a la sociedad mantener la leche en un estado de conservación apto para el consumo a pesar de que pase un tiempo.
Aquí podemos observar una etiqueta típica de un yogur en el que se puede ver como en sus ingredientes hay, por supuesto, leche pasteurizada que va a ser fermentada principalmente por las bacterias streptococcus thermophilus y lactobacillus bulgaris, bulgaricus, en este caso.
Estas son las bacterias más típicas que se utilizan para producción de yogur, pero para la producción de por ejemplo, derivados lácteos como el queso hay un sinfín de diferentes kits o cócteles de bacterias y de hongos que se utilizan en cada caso particular.
Además de la industria de la alimentación también se utilizan las bacterias y las levaduras para producir lo que se conoce como drogas recombinantes que no son más que medicinas.
La producción de estas drogas recombinantes se lleva a cabo a través de la producción de una serie de moléculas bioactivas con seres vivos.
El caso más conocido es la utilización de la bacteria Escherichia coli, que es un modelo de bacteria que se utilizan en los laboratorios para producir diversos compuestos, diversas moléculas bioactivas.
Lo que se suele hacer a la hora de producir drogas recombinantes es introducir ADN exógeno, ADN que porta la información para producir una proteína determinada dentro de la bacteria o dentro de la levadura para que esta lea esta información y produzca la proteína en concreto.
Esto va a tener por supuesto, usos médicos y usos industriales, dependiendo de la proteína que vayamos a sintetizar y en concreto en bacterias se utilizan lo que se conoce como plásmidos que son ADN en forma circular que contienen información para la producción de determinado, determinada proteína.
Entonces nosotros podemos manipular estos plásmidos mediante la ingeniería genética y la biotecnología y podemos introducirlos en las bacterias mediante un proceso que se conoce como transformación bacteriana.
A través de este proceso, podemos producir genes a la carta, es decir, podemos diseñar genes en el laboratorio, sintetizarlos incluso de forma química,e introducirlos en una bacteria para que produzca el producto que nosotros deseemos.
Aquí podemos observar un esquema en el que vemos un plásmido y dentro del plásmido tiene una región representada en rojo que porta un gen que queremos expresar.
Este gen mediante la técnica de transformación bacteriana lo introducimos en una bacteria, en este caso podría ser Escherichia coli, que es la que más se utilizan los laboratorios y una vez introducido, tenemos la bacteria con esta información dentro de su citoplasma.
A partir de esto, podemos utilizar la bacteria para crecerla en un fermentador y después utilizar técnicas de bioquímica para, digamos, purificar la molécula, la biomolécula que nosotros queremos producir.
Algunos ejemplos de moléculas recombinantes muy importantes que se realizan o que se producen a nivel industrial a día de hoy son, por ejemplo, la insulina.
En un principio, la insulina que se inyectaban los seres humanos provenía del cerdo, pero está causado una serie de intolerancias.
Por lo tanto, es muy importante el desarrollo de la producción de insulina con la batería Escherichia coli por medio de producción recombinante.
Además de esto, se producen otras moléculas como son, por ejemplo, la hormona de crecimiento que se le suplementa a las personas que tienen carencia de esta hormona y tienen problemas en el crecimiento y por ejemplo, muchas vacunas son producidas también a través de este tipo de tecnología.