Aplicaciones de la biotecnología

Principales aplicaciones en Alimentos Genéticamente Modificados

Las ventajas ofrecidas por la Biotecnología de modificación genética se aplican fundamentalmente en el mejoramiento de cultivos agrícolas. Las principales aplicaciones se ven en cultivos con las siguientes características:

• Resistencia a enfermedades y plagas
• Resistencia a sequías y temperaturas extremas
• Aumentos en la fijación de nitrógeno (permitiendo reducir el uso de fertilizantes)
• Resistencia a suelos ácidos y/o salinos
• Resistencia a herbicidas (permitiendo eliminar malezas sin afectar el cultivo)
• Mejoramientos en la calidad nutricional.
• Modificaciones para obtener cosechas más tempranas.
• Mejor manejo de postcosecha.
• Otras características de valor agregado.

Otras aplicaciones de la biotecnología

• Cultivo de tejidos vegetales 

Se considera que el cultivo de tejidos es una tecnología importante para los países en desarrollo con vistas a la producción de material vegetal de calidad elevada y libre de enfermedades. En aplicaciones comerciales como la floricultura genera también un empleo muy necesario, sobre todo para las mujeres. 

El cultivo de tejidos comprende la micro propagación, el aislamiento y cultivo de embriones, la regeneración a partir de callo y de suspensiones celulares y el cultivo de protoplastos, anteras y microsporas. Estas técnicas se están utilizando en particular para la multiplicación de plantas en gran escala. La micropropagación ha resultado especialmente útil en la producción de material de plantación de gran calidad y libre de enfermedades de una amplia variedad de cultivos. 

• Biotecnología del ADN 

Las técnicas basadas en el ADN comprenden el aislamiento, amplificación, modificación y recombinación del ADN; la ingeniería genética para obtener organismos modificados genéticamente (OMG); el uso de marcadores y de sondas en la cartografía genética y la genómica funcional y estructural; y la identificación inequívoca de genotipos por medio de la caracterización del ADN. 

Para la producción de individuos transgénicos se utilizan las técnicas del ADN recombinante, que comprenden el aislamiento, clonación, recombinación y reinserción de material genético por medio de diversas técnicas. Se han distribuido varios cultivares transgénicos de cultivos alimentarios importantes con la incorporación de genes para la resistencia a los herbicidas y los insectos. La superficie que ocupan los cultivos transgénicos pasó de 2,8 millones de ha en 1996 a 12,8 millones de ha en 1997. 

La transgénesis ofrece muchas posibilidades en los microorganismos, con aplicaciones que van desde la producción (por medio de procesos industriales y agro elaboración) de vacunas y medicamentos recombinantes, como la insulina, las hormonas del crecimiento y el interferón, hasta la obtención de enzimas y proteínas especiales. Las vacunas recombinantes tienen numerosas aplicaciones: no sólo se pueden producir de manera económica, sino que también presentan la ventaja de la inocuidad y la especificidad y permiten establecer una distinción fácil entre los animales vacunados y los infectados naturalmente. La modificación de organismos activadores permite mejorar las propiedades organolépticas y la duración de los productos lácteos y cárnicos, además de conseguirse tasas de fermentación más previsibles para facilitar la mecanización. Se han obtenido organismos para la biorrecuperación de la tierra y el agua, la lucha biológica y el mejoramiento de las condiciones edáficas (por ejemplo, cepas de micorrizas y rizobios modificados para una mejor absorción de los nutrientes). Se está trabajando en la mejora del sistema digestivo microbiano del rumen por medio de microrganismos que facilitan la capacidad de acceso y la utilización de los nutrientes por parte del animal.

• La terapia genética 

Es la técnica que permite la localización exacta los posibles genes defectuosos de los cromosomas y su sustitución por otros correctos, con el fin de curar las llamadas «enfermedades genéticas», entre las que se encuentran muchos tipos de cáncer.

El desarrollo de la terapia genética se ha apoyado en los avances científicos experimentados por determinadas ramas de la biología, como la genética, la biología molecular, la virología o la bioquímica. El resultado es una técnica que permite la curación de casi cualquier patología de carácter genético.

En el desarrollo de dicha terapia hay que tener en cuenta diversos factores. Por un lado, es necesario saber cuál es "tejido diana", es decir, el que va a recibir la terapia. En segundo lugar, conocer si es posible tratar in situ el tejido afectado. Igualmente importante resulta determinar el que facilita el traspaso de un gen exógeno a la célula, es decir, qué vector se ha elegir para el desarrollo del nuevo material genético que posteriormente se introduce el tejido. Finalmente, es preciso estudiar al máximo la eficacia del gen nuevo y saber que respuesta tendrá el órgano o tejido «hospedador», con la entrada del gen modificado.

• Microbiología Industrial 

Puede definirse diciendo que es la parte de la Microbiología que se ocupa de las aplicaciones industriales de los microorganismos.

Desde otro punto de vista puede decirse también que los procesos de la Microbiología Industrial constituyen aquellos procesos industriales catalíticos basados en el uso de microorganismos.

Con el notable impulso de la Biotecnología producido en los últimos años y la inclusión y difusión de otros términos como biotecnología de avanzada, biotecnología moderna, biotecnología de punta, biotecnología recombinante o tecnología del DNA recombinante, biotecnología e ingeniería genética, biotecnología y microbiología industrial, y hasta biotecnología negativa, etc., se ha complicado la comunicación entre los distintos especialistas y la interpretación adecuada de los términos empleados. Para poder clarificar esos términos pensamos que es conveniente definir y delimitar los campos de la Biotecnología y de algunas disciplinas que la integran.

La Microbiología Industrial se ocupa de producción de bienes y servicios con células microbianas. Por lo tanto la Microbilogía Industrial representa una parte, seguramente la más importante, de la Biotecnología.

• La hidroponía 

Es una ciencia que estudia los cultivos sin tierra. Desde el punto de vista histórico es una práctica ancestral, ya que ha sido manejada desde la antigüedad, como el cultivo de maíz en barcasas por los aztecas, los jardines colgantes de Babilonia, la NASA también lo practica.

Según publicación de Nicolás de Sausure (1804), se indico que las plantas están compuestas de minerales y elementos químicos  obtenidos del agua,  tierra, y aire, luego  Jean Baptista en 1851, por medio de varios experimentos con agua y sustancias, concluyo que el agua era esencial para el crecimiento de las plantas, proporcionando hidrogeno más el carbono y oxigeno que proceden del  aire. Posteriormente en descubrimientos y avances  entre 1859 a 1865, la técnica fue perfeccionada por los científicos alemanes Julius Von(1832 a 1877) y W Knop, que ha sido llamado el padre de la cultura del agua. En 1860 Julius Von publico la primera formula estándar para una solución de nutrientes que podría disolverse en agua, estas investigaciones demostraron  que su crecimiento puede ser logrado, sumergiendo sus raíces en una que contenga, sales de Nitrógeno(N), Fosforo(P), Azufre(s), Potacio(k), Calcio(Ca) Y Magnesio(Mg), como elementos macronutrientes  y otros nutrientes en cantidades más pequeñas(micronutrientes)  que incluyen  Hierro(Fe), Cloro(Cl), Manganeso(Mn), Boro(B), Zinc(Zn), Cobre(Cu) y Molibdeno(Mo).  Este sistema de cultivo tiene la ventaja de que las plantas son mas sanas, hay mayor producción, mejor manejo, reducción de costos, ahorro de agua, que  se puede reciclar y se evita la maquinaria agrícola.

• Genética e inmortalidad

Según Gines Morata, la hipótesis de crear un ser inmortal es concebible. Biologicamente hablando existen organismos que no tienen programa de envejecimiento, como los pólipos o las bacterias, que se pueden destruir exponiéndolas a altas temperaturas, pero que no experimentan esa evolución e involución que se da en el ser humano.

• El control biológico

Fue ideado a inicios del siglo XIX cuando algunos naturistas de diversos países reseñaron el significativo papel de los organismos entomófagos en la naturaleza y con la utilización de estos controladores biológicos se quiere restablecer el perturbado equilibrio ecológico, por medio del uso de organismos vivos o sus metabolitos, para eliminar o reducir los deterioros causados por organismos perjudiciales (Badii, et al, 2000).

En la actualidad se desarrollan agentes de control biológico, organismos vivos como hongos, bacterias, virus e insectos que disminuyen la población de insectos plagas y patógenos que afectan a los cultivos. Los hongos en específico despiertan el interés de empresas y organismos de investigación por su rol  en el control de insectos y enfermedades, sin perjudicar el medio ambiente y la salud.