Alimentos Trangénicos

La Bacteriologia Historia Objetivos e Importancia Social

HISTORIA Y OBJETIVOS DE LA BACTERIOLOGÍA

LA BACTERIOLOGIA: En 1673, Antonio van Leeuwenhoek miró a través del microscopio, que había construido él mismo, una gota de agua en descomposición, y observó con asombro que el pequeño glóbulo estaba lleno de miles de pequeños organismos. Entusiasmado, el holandés escribió a la Royal Society de Londres (en 1676), detallando aquellos nuevos «seres vivientes». Van Leeuwenhoek había descubierto lo que hoy llamamos microbios, bacterias o, simplemente, gérmenes.

En una de sus primeras cartas (1676), describe unos «animálculos hallados en el agua de lluvia contenida unos días en una cubeta nueva y pintada interiormente de azul».

Veamos un extracto de su descripción.

«Los cuerpos de la primera especie que descubrí en aquella agua, comprobé, tras diversas observaciones, que consistían en un conglomerado de 5 a 8 glóbulos muy transparentes, pero no pude ver membrana o tegumento alguno que los encerrase uniéndolos. Estos animálculos, al menearse, emitían a veces un par de pequeños tentáculos, que movían continuamente, tal como hacen los caballos con sus orejas; en medio de aquellos tentáculos se abría un espacio liso y el resto de su cuerpo era redondeado, salvo la cola, que, a través del microscopio, se veía del grosor de una telaraña observada a simple vista; la cola terminaba en una bolita, de volumen semejante a uno de los glóbulos de su cuerpo, la cual, según percibí, no usaban al moverse en aguas muy claras.

Aquellos diminutos animalejos eran los seres más infelices que jamás había visto, pues, con la bolita de su cola, tropezaban con pequeñas partículas o filamentos (que abundan en el agua, especialmente si ésta ha permanecido estancada varios días) y quedaban allí enredados; luego, para desasirse, comprimían su cuerpo hasta quedar ovalado y forcejeaban con energía para liberar la cola; luego replegaban su cuerpo, mientras aquélla se enroscaba como una serpiente… y aquel movimiento serpenteante de la cola continuaba. Asimismo, he podido contemplar centenares de tales animalitos asidos fuertemente unos con otros, sobre un filamento, reposando al cobijo de un grano de arena.»

Las bacterias son muy pequeñas, pero existen en grandes cantidades. Viven en todas partes: en el aire, en el polvo, en el suelo, en el agua, en la piel de muchos animales e, incluso, dentro del cuerpo. Algunas son dañinas y causan enfermedades al hombre, o atacan a los animales, los alimentos y las cosechas. Otras, como las bacterias del suelo, son tan útiles que, probablemente, sin ellas habría pocas formas de vida. Las bacterias son tan importantes para el hombre que, en la actualidad, muchos científicos se dedican a su estudio.

Algunos bacteriólogos intentan descubrir más cosas acerca de los hábitos y procesos vitales de estos pequeños organismos. Otros aplican los conocimientos ya adquiridos por sus antecesores.

bacteriologo

La bacteriología es sólo una parte especial de la microbiología, que está dedicada al estudio de todos los organismos microscópicos. Hablando con rigor, muchos bacteriólogos deberían llamarse microbiólogos, porque en el curso de su trabajo pueden trabajar también con hongos microscópicos  (mohos) y virus (tan pequeños, que no se pueden ver con un microscopio óptico).

BACTERIOLOGIA:LAS BACTERIAS EN MEDICINA

Las bacterias, como los virus, causan una serie de enfermedades peligrosas para el hombre; por ejemplo, originan la fiebre tifoidea, la lepra, la tuberculosis, el cólera, la difteria, el tétanos y otras dolencias. Los bacteriólogos colaboran con los médicos en la lucha y prevención de estas enfermedades. Mediante el examen microscópico de la sangre u otras muestras tomadas del cuerpo descubren los gérmenes causantes de la enfermedad de una persona; la identificación de las bacterias permite al médico prescribir el tratamiento adecuado. Sin embargo, pocas veces es posible la identificación por el simple examen con el microscopio.

Los bacteriólogos, normalmente, tienen que cultivar los gérmenes. Para ello, preparan en una placa caldos de cultivo, o sea una mezcla de extractos de carne y minerales (un medio), en el que loa gérmenes crecen. El medio se infecta con unos pocos microbios, tomados de la persona enferma, y se mantiene a la temperatura del cuerpo humano, para que se desarrollen rápidamente, se multipliquen y establezcan un cultivo o colonia.

El estudio de ciertas características —como forma, tamaño y color de la colonia— puede ser de gran valor al bacteriólogo en la identificación, pero lo más importante es conseguir una gran cantidad del germen puro, para someterlo a experimentos. Los bacteriólogos pueden observar las reacciones químicas que causan las bacterias (por ejemplo, si reducen grasas o la clase de azúcares que pueden fermentar).

Inyectándolas en animales de laboratorio observan su efecto en los tejidos vivos. Los mejores métodos para identificar las bacterias se basan en ensayos químicos delicados, aunque también son útiles las observaciones a través del microscopio y los síntomas del enfermo.

Siempre es preferible prevenir las enfermedades bacterianas por vacunación; pero si los gérmenes invaden el cuerpo y producen la enfermedad, es necesario aplicar remedios que ayuden al organismo a destruirlos. Los bacteriólogos experimentan constantemente nuevos compuestos químicos para combatir las bacterias. Desde luego, es indispensable que el compuesto destruya las bacterias sin dañar los tejidos de la persona enferma.

Es fácil encontrar desinfectantes para matar los gérmenes y antisépticos para evitar su actividad; son productos que sólo se usan en la epidermis (uso externo) . Los compuestos de uso interno para atacar las bacterias (antibióticos) deben actuar en el complejo químico del cuerpo con absoluta inocuidad para la persona.

El grupo de los compuestos sulfa-mídicos fue el primer tipo de antibiótico, usado en 1935. La penicilina, extraída del moho azul Penicillium, se descubrió en 1928, pero no se usó en gran escala hasta 1944. En ciertas especies de bacterias pueden presentarse estirpes resistentes a los antibióticos.

Éstas —que permanecen y se multiplican, mientras las otras son destruidas—, dan origen a la errónea creencia de que la especie se ha hecho inmune.

Lo que realmente sucede es que el número de las bacterias que han sido siempre resistentes aumentó en gran medida, y las no resistentes disminuyeron o han llegado, incluso, a desaparecer. De ahí que los bacteriólogos traten continuamente de descubrir nuevos antibióticos, capaces de destruir también a las que hasta ahora han sobrevivido.

Los primeros pasos de la bacteriología: Koch para estudiar las bacterias al microscopio, una vez las tenía dispuestas encima del portaobjetos, procedía a «fijarlas» con alcohol, coloreándolas después por medio de diferentes sustancias.

Aunque el alcohol mataba las bacterias, las preservaba de toda alteración que pudiera sufrir su aspecto, a la vez que permitía su tinción, operación que una vez realizada facilitaba a su vez la observación de las mismas, así como la obtención de fotografías. Koch fue capaz incluso de teñir y fotografiar los flagelos de las bacterias, si bien, debido a que las mismas habían sido muertas por la acción del alcohol y del tinte, no pudo observar su movimiento natatorio.

https://historiaybiografias.com/archivos_varios5/koch.jpgLa separación de diferentes especies mezcladas de bacterias, con el fin de seleccionar una sola de ellas — lo que se llama un cultivo puro — constituía un problema que muchos intentaban resolver.

Koch lo consiguió valiéndose del siguiente procedimiento:

En primer lugar mezcló caldo de carne — uno de los alimentos bacterianos líquidos más corrientes — con gelatina fundida. A continuación esterilizó la mezcla por calentamiento, vertiéndola luego en un recipiente plano, también esterilizado, y que mantuvo cubierto con el propósito de impedir la entrada de cualquier microbio.

Después tomó una aguja de platino y, tras desinfectarla al calor de la llama, la hundió en aquella masa, que al enfriarse se había vuelto gelatinosa, rasgándola repetidas veces en varias direcciones,.y por último la tapó de nuevo; y la calentó un poco.

El resultado fue que cada una de las bacterias que se depositaron encima de la gelatina se desarrolló, iniciando el proceso de división hasta llegar a formar cada individuo una pequeña «colonia» de millones de ellos, visible a simple vista en forma de una pequeña mancha. Con sumo cuidado, cada colonia pudo ser aislada de las demás con ayuda de una aguja esterilizada y formar con ella un cultivo puro de sus bacterias integrantes.

Existe otro sistema para inocular la gelatina contenida en los matraces, que consiste en disolver una gota de la mezcla bacteriana en aquélla, antes de que se solidifique.

Para que la gelatina ordinaria se mantenga sólida es necesaria una temperatura inferior a la de la sangre humana, por lo que actualmente se suele reemplazar por agar-agar, sustancia gelatinosa vegetal procedente de las algas marinas. La materia gelatinizante se vierte én unas cápsulas de cristal cubiertas, llamadas cápsulas de Petri en honor de un ayudante de Koch que las inventó.

La mayor parte de bacterias no se nutren del agar, pero sí del líquido nutritivo que se ha mezclado con la gelatina. Se eligirá el líquido nutritivo según las apetencias de las bacterias que se desee cultivar. Al principio, los bacteriólogos empleaban mixturas complicadas, como leche con sangre, caldo de carne y otras, pero después se descubrió que las bacterias preferían casi siempre los alimentos más sencillos.

Por otra parte, todas necesitan vestigios de sales minerales y sustancias de las cuales poder aislar el carbono y el nitrógeno. Numerosas bacterias y hongos que podemos definir como «golosos» se adaptan a captar el carbono del azúcar y el nitrógeno de una sal amónica o un nitrato.

https://historiaybiografias.com/archivos_varios5/koch1.jpgLas bacterias que viven en la sangre de los animales se adaptan mejor a la temperatura hemática las que viven habitualmente en el suelo prefieren temperaturas inferiores; por tanto, algunas deberán cultivarse en un frigorífico, y otras, en una estufa. Koch estableció ciertas reglas para poder probar que una bacteria constituía la causa de una determinada enfermedad.

En primer lugar tenía que ser recogida de la parte correspondiente del cuerpo del animal afectado por la misma, y luego, tras haberse desarrollado en un cultivo puro artificial, debía producir la enfermedad original a todo animal sano que se le inoculara.

Fieles a los métodos de Koch, y con ayuda de sus microscopios y de las cápsulas de Petri, los bacteriólogos decidieron emprender una acción encaminada a eliminar los gérmenes causantes de las múltiples enfermedades que afectan a los seres humanos, a sus animales domésticos y a sus cosechas.

Aunque al principio ello les costara muchos años de infructuosa búsqueda, durante los cuales pudieron comprobar que algunas enfermedades no tenían origen microbiano, se apuntaron no obstante algunos éxitos realmente esperanzadores.

Koch ideó un medio para el cultivo puro de estas bacterias. En un medio nutritivo sólido se siembran los bacilos valiéndose de una asa de platino (arriba); se deja desarrollar el cultivo (centro): algunas células originales se desarrollan en colonias de las cuales se obtienen un cultivo puro.

Dos de las primeras bacterias identificadas fueron los bacilos productores de la tuberculosis y de la lepra. Estos, no por carecer de flagelos, y por lo tanto de movimiento, dejan de ser menos temibles.

El bacilo de la tuberculosis, descubierto por Koch en 1885, ataca especialmente los pulmones, así como los huesos de los niños; en cambio, el bacilo de la lepra se desarrolla en la piel, y fue el noruego Armauer Hansen, médico de una leprosería, quien lo descubrió en 1874 en tejidos contaminados. Ambas bacterias son de fácil observación a través del microscopio por hallarse revestidas sus células de una capa de grasa, lo que posibilita su coloración con determinados tintes.

Una variedad de bacilo tuberculoso infecta las ubres de las vacas y llega a contaminar la leche, pero afortunadamente por medio de la pasterización ésta queda libre de todo germen; sin embargo, antes de conocerse la existencia del bacilo de la tuberculosis muchos niños se contagiaban de dicha enfermedad al beber leche cruda procedente de vacas enfermas.

Otros grupos de bacterias fueron vencidas antes de ser identificadas, simplemente alejando las conducciones de agua potable de las alcantarillas, ya que la vida de estas bacterias se desarrolla en el interior del intestino humano. El hecho de que el tubo digestivo se halle en comunicación con el aire por ambos extremos, la boca y el ano, ha inducido a los bacteriólogos a negar que las sustancias contenidas en su interior se encuentren realmente en el interior del cuerpo, al contrario de ios fluidos orgánicos, los cuales normalmente se hallan libres de microorganismos.

Muchas bacterias penetran en el tubo digestivo al ser ingeridas junto con alimentos crudos, y aunque la mayoría de las mismas muere bajo los efectos de los ácidos estomacales, algunas logran sobrevivir; por esto la cavidad intestinal alberga una ingenie población microbiana. Los alimentos atraviesan las paredes del intestino y pasan a la sangre y al interior del cuerpo para formar parte del mismo, mientras que las bacterias permanecen en el intestino, es decir, en el exterior del cuerpo.

Las bacterias cuya vida suele desarrollarse en el interior del intestino son totalmente inofensivas allí (aunque no en otras partes del cuerpo); otras provocan peligrosas enfermedades cuando penetran en la cavidad intestinal. Cuando tal ocurre, algunos de esos perniciosos visitantes son expulsados al exterior junto con las deposiciones sólidas o excrementos, la mayoría muertas, aunque no todas, con lo que existe la posibilidad de que contaminen alimentos y provoquen la infección en personas sanas.

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Este grabado de 1858 presenta el Támesis como un elemento mortíferamente, infectado en la época correspondiente a la epidemia londinense. En esta época las cloacas desembocaban en el Támesis y este río proporcionaba el agua potable. Las bacterias del cólera contenidas en las heces pasaban por vía oral a los pacientes sanos y propagaban la infección epidémica.

BACTERIOLOGIA:LAS BACTERIAS Y LA SANIDAD PÚBLICA
Las bacterias causantes de las enfermedades viven y se multiplican en la suciedad, por lo que deben adoptarse precauciones para eliminar basuras y detritos. Los detritos se descomponen en sustancias inofensivas, con la intervención de ciertas bacterias aerobias. Este proceso está supervisado por bacteriólogos.

Los mismos microbios se usan también para desintegrar la materia orgánica muerta que abunda en las basuras, y los materiales que resultan se pueden utilizar como fertilizantes. Asimismo, los bacteriólogos fiscalizan los depósitos y el tratamiento del agua usada en el suministro de las ciudades.

Si los depósitos que abastecen una gran ciudad se contaminaran de bacterias dañinas se produciría una enorme expansión de la enfermedad y, por tanto, una epidemia. Es necesario, entonces, analizar constantemente el agua, para comprobar su contenido bacteriano. Como es difícil detectar las bacterias nocivas por simple inspección, los bacteriólogos hacen cultivos del total de la población bacteriana tomada de una muestra de agua, y por estudio de esos cultivos se pueden hacer cálculos del número de bacterias en todo el depósito.

Si la proporción de bacterias es superior a la normal, el bacteriólogo dictamina inmediatamente que hay contaminación, la cual casi siempre se produce por filtraciones de aguas residuales en los pozos o depósitos. Cuando esto ocurre, aparece en el agua un cierto tipo de bacterias coli-formes. La detección de este microbio en los cultivos indica al bacteriólogo que ha tenido lugar una contaminación reciente, y ordena que cese el suministro de agua hasta que se haya purificado. El agua de las piscinas públicas también ha de someterse a parecidos exámenes de rutina.

Los alimentos contaminados pueden ser causa de enfermedades. Es posible que se utilicen durante mucho tiempo los alimentos enlatados y pre-empaquetados.

Teniendo en cuenta esta eventualidad, es indispensable que se preparen y empaqueten con absoluta garantía de esterilidad y bajo la vigilancia de los bacteriólogos. Los restaurantes y mataderos son inspeccionados con regularidad para que se mantengan limpios. Los alimentos importados, en especial carnes y huevos, se someten a las pesquisas de los bacteriólogos, que indagan si contienen microbios dañinos. Es necesario adoptar muchas precauciones con la leche, puesto que es un alimento utilizado en grandes cantidades, especialmente por los niños.

Los numerosos procesos que ha de sufrir la leche desde el ordeñe hasta su consumición ofrecen oportunidades para la contaminación. Algunas infecciones proceden de los manipuladores de la leche, y por ello los bacteriólogos deben procurar que en los establecimientos donde se produce no se emplee a personas con enfermedades contagiosas. Antiguamente, la fiebre escarlatina, la difteria, la tuberculosis y las anginas eran transmitidas por gente que trabajaba en las industrias lácteas.

Con mayor frecuencia, las bacterias nocivas de la leche provienen de la misma vaca. Estos microorganismos pueden producir tuberculosis e intoxicaciones.

La inspección de las vacas ha evitado, en gran parte, el peligro de la tuberculosis, pero la leche todavía se analiza, sometiéndola a la prueba de la tubercu-lina para averiguar si contiene las bacterias que causan la enfermedad. Leche pasteurizada es la que se ha mantenido durante no menos de 30 minutos a una temperatura de 63°C, que extermina las bacterias dañinas y la mayoría de otros organismos sin alterar las propiedades del líquido.

Sin embargo, la pasteurización no se realiza con el propósito de esterilizar la leche de consumo ordinario, sino como garantía adicional de la leche que previamente ha sido analizada.

BACTERIOLOGIA:LAS BACTERIAS EN AGRICULTURA E INDUSTRIA
Algunas bacterias que viven en el suelo (bacterias vitrificantes) pueden transformar el nitrógeno del aire en sales nitrogenadas: los nitratos, que son esenciales para los cultivos. La investigación de muestras de suelos descubre la presencia de las bacterias adecuadas; los suelos corrientes de estos microbios pueden ser inoculados con cultivos bacterianos ya preparados con ese propósito.

Los bacteriólogos también estudian toda la población microscópica del suelo, los efectos que tienen unos organismos sobre otros y sobre las plantas cultivadas. Los animales  domésticos  también  sufren enfermedades bacterianas, y el bacteriólogo puede ayudar al veterinario en la prevención y detección de estas enfermedades, del mismo modo que ayuda al médico en el caso de morbos humanos. Pero la cura puede ser costosa y, generalmente, los animales que sufren estas enfermedades son sacrificados, incinerándose sus restos para evitar nuevas infecciones.

Las bacterias y varios mohos microscópicos producen ciertas sustancias que desarrollan actividades químicas. Por ejemplo, normalmente las enfermedades bacterianas son consecuencia de los venenos (toxinas) que producen microbios nocivos en el cuerpo. Pero algunas bacterias originan sustancias que no son dañinas, y pueden ser empleadas en los procesos industriales. Los quesos deben su sabor especial a la acción de materias derivadas de los microorganismos.

El producto de un moho hace fermentar el azúcar para dar ácido cítrico, que se utiliza en gran escala para la preparación de bebidas espumosas. El ácido láctico, que se usa en medicina, y el ácido fumárico. que interviene en la fabricación de plásticos, también se derivan de la acción de los hongos.

La industria textil, de curtidos y del petróleo utilizan bacterias y hongos para conseguir ciertas reacciones químicas que, de otro modo, serían costosas o irrealizables. Muchos antibióticos, tales como la penicilina y la estreptomicina, son preparados con hongos.

En los procesos industriales, el bacteriólogo ha de tener precaución para que las bacterias o mohos vivan en las condiciones físicas adecuadas. La temperatura y otras condiciones ambientales, junto con el alimento que se les suministra, deben controlarse cuidadosamente. Si esto no se hace, mueren los pequeños organismos y fracasa la producción de los compuestos necesarios, o se derivan sustancias nocivas o venenosas. Por ejemplo, si el hongo que origina el ácido cítrico no se controla correctamente puede formar el ácido oxálico, que es venenoso.

Un gran problema que los bacteriólogos todavía no han resuelto es el control industrial de ciertas bacterias y hongos que degradan o desdoblan la celulosa de la madera. Una vez que esta sustancia no digerible por el hombre pueda ser degradada, se hará posible el uso de las sustancias alimenticias del interior de las células con pared leñosa. Por ejemplo, los troncos podrían utilizarse para alimentar nuestros estómagos, además de nuestras chimeneas.

Fuente Consultada:
Revista TECNIRAMA N°93 Enciclopedia de la Ciencia y La Tecnología -Trabajo de Bacteriologo-

Aplicaciones de Biotecnología Moderna en la Salud Historia y Evolución

Aplicaciones de la Biotecnología Moderna: Historia y Evolución

La Biotecnología tiene aplicación en muchas áreas: en la elaboración de alimentos y bebidas, en la fabricación de fármacos y sustancias de acción terapéutica, en la mejora de animales domésticos y de plantas cultivadas, en la prevención y curación de enfermedades por vía genética, en el control de la contaminación ambiental e, incluso, en la producción de formas de energía no contaminantes.

Actualmente, se lograron avances importantes en todas estas áreas, en especial en el diagnóstico y el tratamiento de las enfermedades.

Pero, ¿qué es la Biotecnología? Para entender su campo de estudio y aplicación, piensen en la frase siguiente: «¿Quién se molestará en fabricar un compuesto químico cuando puede hacerlo un microbio?»

En 1929, el genetista inglés John Burdon Haldane (1892-1964), quien había desarrollado las primeras técnicas para medir el encadenamiento de los genes, sintetizó con esa frase el concepto de lo que hoy se denomina Biotecnología.

La Biotecnología puede definirse como la disciplina que trata de la utilización de organismos vivos -y de las sustancias que estos organismos producen- en los procesos industriales.

Se pueden distinguir dos modos de aplicación de las técnicas biotecnológicas, las cuales se relacionan con dos etapas históricas de su desarrollo:

a) la Biotecnología tradicional o clásica, que busca la manera de mejorar el rendimiento a partir de la selección de organismos y de los medios de producción; por ejemplo, en el cultivo de champiñones, en la producción de cerveza, de vino y de alimentos lácteos, etcétera;

b) la Biotecnología moderna, que trabaja en estrecha relación con las técnicas de la Ingeniería genética (disciplina que se basa en la manipulación del maternal genético), que permite la transferencia de genes de un organismo a otro, con el fin de obtener productos o de mejorar su rendimiento, y que se aplica especialmente en la fabricación de fármacos y en las terapias génicas.

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BIOTECNOLOGIA MODERNA
PRINCIPALES BIOFÁRMACOS EN EL MERCADO ACTUAL

Producto Empresa (Laboratorio) Indicación Año Salida a Venta

HEMODERIVADOS Kogenate (rFactorVIII) Genentech-Miles Hemofilia A 1992


TROMBOLÍTICOS Activase (rTPA) Genentech Infarto agudo 1987


HORMONAS EH Lilly Diabetes mellitus 1982
Humulin (rh Insulina)


ERITROPOYETINA (EPO)
Epogen (rh EPO) Amgen-J&J Anemia 1989


INTERFERONES
Roferón A (rh IFN alfa2a) Roche Oncología 1986
(tricoleucemla)
Intrón A (rh IFN alfa2b) Schering Plough Oncología 1986
(tricoleucemia)


VACUNAS
Recombivax HB Merck &Co. Hepatitis B 1986
Gardasil y Cervarix Glaxo SK y Merck Cáncer cervical 2007
por Papilloma virus


FACTORES
Neupogén (rh G-CSF) Amgen Inmunodeficiencia 1991


AcMc OKT3 Ortho Biotech Trasplantes (evita rechazo) 1986
Herceptín Genentech Cáncer de mama 1999
metastásico

CD30 Seattle Genetics inc. Linfoma de Hodgkin 2011


Inmunoglobulina Rare Disease Therap. Picadura de escorpión 2011
Antiveneno


HISTORIA BIOTECNOLOGIA: La técnica de la fermentación, en la cual microorganismos, como por ejemplo la levadura, convierten materias primas en productos útiles, se conoce desde los tiempos más remotos. A mediados del siglo XIX ya se producía alcohol industrial por fermentación, casi de la misma forma que la cerveza o el vino.

Y en la década de los 70, cuando el precio del petróleo crudo subió, el alcohol producido de esta forma pudo competir en algunas circunstancias con el «oro negro». En Estados Unidos y Brasil se han construido grandes fábricas de fermentación para convertir en combustible materias vegetales, como el maíz.

La biotecnología moderna tiene sus orígenes desde hace al menos de cuarenta años, aunque tal vez haya comenzado a gestarse en el momento en que Watson y Crick describieron la estructura del ADN y, más audaces aún, arriesgaron hipótesis sobre cómo se duplicarían nuestras células o las de todo organismo vivo. Muchos años después, en 2005, Watson declaró: «En 1953, con F. Crick, creíamos que estábamos contribuyendo a una mejor comprensión de la realidad. No sabíamos que estábamos contribuyendo a su transformación».

cadena de adn biotecnologia

Esta joven tecnología se basa en «manejar» la información genética (IG), es decir, se puede tomar un fragmento de ADN (gen) de los cromosomas de un organismo, eligiendo el que tiene los datos para fabricar una determinada proteína (por ejemplo, insulina humana), y colocarlo en otra especie (bacterias, levaduras, células vegetales, etc.) para reproducirlo y obtener dicha proteína y, fundamentalmente, producirla de manera industrial. «Manejar» la IG, además, significa controlar que un gen no funcione o que funcione, se «exprese» o no se «exprese».

Explicación breve: La información genética que poseen los seres vivos está contenida en las moléculas del ácido desoxirribonucleico (ADN) (material de los cromosomas que están en el núcleo de cada célula).

Las moléculas de ADN están formadas por una doble cadena de subunidades llamadas nucleótidos. Cada nucleótido consta de un grupo fosfato, un azúcar (deso-xirribosa) y ademas uno de los cuatro grupos químicos denominados bases nitrogenadas: Adenina (A), Guanina (G), Timina (T) y Citosina (C), la secuencia de los cuales siendo la que determina la información.

Esta información está organizada en unidades discretas denominadas genes, consistentes en un segmento de ADN que contiene una información concreta, transcrita en una molécula de ácido ribonucleico (ARN) -en la mayoría de los casos de ARN mensajero-, que, posteriormente, se traducirá en una proteína. Cada especie contiene en todas sus células un conjunto de genes, característicos de especie, que se encuentran distribuidos en una, pocas o en algunos casos muchas moléculas de ADN denominadas cromosomas. Desde el año 1953 en que J. Watson y F. Crick describieron la estructura molecular del ADN, los biólogos moleculares han ido, paulatinamente, poniendo a punto técnicas que posibilitan la manipulación de los genes.

El objeto de estas manipulaciones era, por un lado, obtener genes purificados por aislamiento bien a partir de los cromosomas, bien por síntesis «in vitro», y, por otro, introducir estos genes en células receptoras, con lo que se consigue que se expresen, o sea, que funcionen de modo que se transcriban dando lugar al ARN correspondiente, y se sintetice así la proteína codificada por el gen introducido.

En definitiva, lo que se pretende es que las células receptoras adquieran propiedades genéticas que antes no poseían.

El conjunto de los trabajos destinados a lograr dichos objetivos constituye el campo de la ingeniería genética.

PRIMERAS APLICACIONES: Desde la época de Pasteur y, más cercanamente, a partir de la producción industrial de antibióticos y vacunas, se habla de «producciones biológicas» o «microbiología industrial» (fermentaciones para producir alimentos y bebidas, por ejemplo).

Sus productos y sus tecnologías no son para nada despreciables: pensemos en las vacunas contra el sarampión, la poliomielitis o la meningitis; en todos los antibióticos que usamos; las gamma globulinas en general y las específicas (antiRh, antihepatitis, etc.); los diagnósticos para detectar portadores del virus del sida o de la enfermedad de Chagas u otras enfermedades infecciosas, o los test de embarazo.

No sólo son de gran utilidad médica, sino que permitieron crear una muy fuerte industria biológico-farmacéutica.

Mediante la fermentación se puede producir también cierto número de ácidos. El vinagre (ácido acético diluido) es uno de los ejemplos más importantes.

El ácido cítrico, muy usado en comidas y bebidas, se producía originariamente a partir de frutas cítricas, hasta que dominó el mercado un proceso de fermentación desarrollado por la compañía estadounidense Pfizer en la década de los 20. Pfizer todavía produce la mitad de las 250.000 toneladas de ácido cítrico que se utilizan anualmente.

Otros productos químicos que se pueden fabricar mediante la fermentación son la glicerina, la acetona y el glicol de propileno.

La fermentación ha demostrado también su utilidad en la industria farmacológica. Tras el descubrimiento del antibiótico de la penicilina en 1928 ), durante la década de los 40 se desarrollaron métodos de fermentación a gran escala para producir el fármaco comercialmente.

En la actualidad, se fabrica de esta forma un gran número de medicamentos, así como otros productos bioquímicos; por ejemplo, enzimas (catalizadores bioquímicos), alcaloides, péptidos y proteínas.

La técnica de la ingeniería genética ha aumentado de forma considerable la gama de productos posibles.

Alterando la estructura genética de un microorganismo se le puede obligar a producir una proteína muy distinta de la que produciría naturalmente.

Por ejemplo, si la parte corta del ADN responsable de la producción de la hormona del crecimiento en los humanos, se inserta en células de cierta bacteria, la bacteria producirá la hormona humana mientras crece.

Y entonces estará en condiciones de ser extraída y utilizada para tratar a niños que de otro modo no crecerían correctamente. Los mismos métodos se pueden emplear con objeto de producir insulina para diabéticos. También las ovejas han sido tratadas genéticamente para que produzcan en su leche un agente coagulante para la sangre humana.

El Lic. Alberto Diaz dice en su libro «Biotecnología por todos lados»

«La genética es el estudio de la herencia y sus mecanismos; fue utilizada de manera empírica a lo largo de la historia para obtener mejores «razas» de animales y variedades vegetales para la alimentación humana. Pero desde la década de 1950 las investigaciones en ciencias de la vida fueron muy intensas y llegaron a desentrañar los mecanismos moleculares de replicación o duplicación de macromoléculas, y a determinar estructuras de proteíñas, sus biosíntesis y el código genético, lo que llevó a entender y poder dominar la información genética.

Con estos antecedentes, el nacimiento de la ingeniería genética, a principios de la década de 1970, permitió transferir «genes» (información genética contenida en una secuencia de moléculas químicas perfectamente conocidas) de una especie a otra, sobre lodo a bacterias, pero también a células animales y plantas, para ser usados en la fabricación de nuevos productos para la salud 0 la alimentación, o en nuevos materiales, lo que sentó las bases de una nueva industria.»

La importancia de esta tecnología es que permite modificar : nanismos, células o tejidos insertando o sacando los genes que se desea usar. Como los genes tienen la información para las diversas proteínas que se encuentran en las células, es posible hacer que un organismo seleccionado produzca una determinaba proteína o metabolito (molécula) y que adquiera una característica deseada.

Si se compara la manipulación genética que los criadores de animales y de plantas vienen realizando desde hace miles de años, la diferencia más importante que esa modificación tiene con la ingeniería genética es que esta última permite el pasaje de genes específicos (los que se han seleccionado) en menor tiempo y, también, posibilita la transmisión de información de una especie a otra (inserción de genes de microorganismos en plantas, de humanos en animales, de humanos en bacterias, etc.). Básicamente, esta última característica es la que hace que sea tan apreciada por algunos y muy rechazada por otros.»

El primer biofármaco (es decir un fármaco biológico fabricado por la biotecnología) que llegó a venderse en los mercados internacionales fue la insulina humana.. Las novedades que trajo la tecnología del ADNr para su uso en la industria farmacéutica se pueden ver en el cuadro de abajo que con adaptaciones, se aplica al resto de los sectores productivos.

Logros e importancia industrial y científica de la biotecnología

    • Fabricar proteínas humanas para usar como medicamentos.
    • Fabricar proteínas humanas a escala industrial; para ello, sólo se requiere contar con las estructuras industriales indispensables y con la bacteria (o célula u organismo) que contenga el gen necesario.
    • Fabricar proteínas humanas con medianos o bajos costos de producción.
    • Seguridad y/o bioseguridad en la elaboración, es decir, que esté libre de contaminantes (virus, priones).
    • Recursos humanos: gente educada (no sólo que no Insulte) y formada en estas nuevas tecnología.
  • Facilita la Investigación blomédica con las nuevas moléculas (interleuqulnas, células madre, eritropoyetina, AcMc, receptores celulares, etc.).

«La insulina es utilizada para el tratamiento de la diabetes desde hace unos ochenta años, pero hasta 1982 se la fabricaba a partir del páncreas de los cerdos y de los bovinos (cosa que se sigue haciendo y no está nada mal).

Sería maravilloso poder producir insulina humana en cantidades que no dependieran de la existencia de cabezas de ganado con que cuente un país, con la ventaja de que, al ser humana (la misma especie), la resistencia a los tratamientos será muy baja o inexistente, a lo que se agrega que se trata de un producto más seguro, ya que no se introduce el riesgo de un posible virus o partícula infecciosa animal.

Hoy en día cualquier biólogo puede poner un gen heterólogo (de otra especie) en una bacteria o en células animales o vegetales y fabricar un «transgénico» que podrá producir insulina u otra proteína para tratamientos terapéuticos o para estudios e investigaciones.

También, obtener proteínas que sirvan para vacunar o para generar enzimas destinadas a fabricar mejores jabones para la limpieza de la ropa o de la vajilla. Pero, en verdad, ¿cualquier biólogo puede hacerlo?

Una cosa es hacer un experimento en el laboratorio de enseñanza o de investigación y otra es hacer un medicamento a escala industrial y venderlo en todo el país.

Para que esto fuera exitoso se necesitó una colaboración muy estrecha entre universidades y nuevas empresas de biotecnoloría, las cuales luego tuvieron que negociar con las grandes productoras y comercializadoras de medicamentos, la gran industria irmacéutica internacional. Hoy ese modelo sigue funcionando riendo exitoso también en la Argentina.»

ETICA DE LA MANIPULACIÓN GENÉTICA
Problemas Actuales

En la actualidad, el sector comercial (dedicado a la producciónde aliemntos) se ha convertido en el motor del desarrollo de las ciencias aplicadas. Muchas empresas han aportado grandes sumas de capital para financiar proyectos de investigación cuyos resultados pueden proporcionarles beneficios nada desdeñables.

Nos guste o no, éste es el sistema actual y la agricultura no es ajena a la situación. Algunas compañías especializadas en la comercialización de semillas, abonos y demás productos agrícolas han debido enfrentarse a agresivas campañas contra la introducción de variedades modificadas genéticamente.

Una de las más importantes, Monsanto, ha sufrido los ataques de numerosos grupos de activistas que han llegado a destruir campos de cultivo experimentales.

El problema, pese a lo que pueda parecer a simple vista, no es nuevo: hace casi dos siglos, en 1815, un grupo de trabajadores textiles ingleses, capitaneados por un tal Ned Ludd, entraron por la fuerza en una fábrica para destruir los telares mecánicos que acababan de instalarse.

El triste suceso dio lugar a una corriente de pensamiento contraria al desarrollo tecnológico que, en homenaje a su primer héroe, se llamó ludismo, por lo que aquellos que se oponen a la aplicaión de la biotecnología, le llama: bioludista. Como puede verse, las nuevas tecnologías no siempre son aceptadas de buen grado.

Manipulación genética:

En rigor, ¿qué debe tenerse en cuenta a la hora de hablar de alimentos modificados genéticamente?.

Para empezar, se debe partir del hecho que, desde el origen de la agricultura, el ser humano a intentado obtener mejores variedades mediante procedimientos de selección y cruce que, sin saberlo, entrañaban importantes cambios en la estructura genética de las especies.

En la actualidad, las técnicas empleadas, por muy artificiales que puedan parecer, son tan naturales como las antiguas -aunque un poco más sofisticadas-, si bien permiten obtener resultados con mayor rapidez y seguridad.

Las nuevas técnicas de manipulación genética pueden acelerar el proceso y eliminar en buena parte el azar, lo cual redunda en una selección mucho más cuidadosa de los rasgos que se desean potenciar. Aun así, el producto final –sea fruta, verdura, legumbre o grano– no guardará demasiadas diferencias en comparación con otras variedades obtenidas por procedimientos tradicionales.

A lo largo de varios siglos, granjeros y agricultores han recurrido a la selección y el cruce para mejorar las características de las plan-las. La naturaleza evoluciona con una enorme lentitud: los cambios se desarrollan a lo largo de millones de años y el ser humano no po-día permitirse aguardar tanto tiempo.

La configuración de un fenotipo determinado altera el genoma de una planta, a la que se obliga a evolucionar en una dirección concreta. Una tarea de estas características depende en buena parte de la capacidad del granjero o el agricultor, quien debe escoger los mejores ejemplares y mantenerlos en un entorno favorable para que se reproduzcan de manera satisfactoria.

Por desgracia, no siempre se obtienen li is resultados deseados y a menudo, la introducción de nuevas carac-lerísticas en una variedad se convierte en una tarea casi imposible.

I,a ingeniería genética permite llegar a extremos insospechados. Gracias a las modernas técnicas de manipulación, por ejemplo, es posible insertar genes nuevos en un genoma antiguo o completamente ajeno.

En la actualidad, el método principal para introducir genes nuevos en el genoma de plantas se basa en el empleo de bacterias como transmisores.

El Agrobacterium tumefaciens es una bacteria patógena que causa tumefacciones cancerosas en algunas especies vegetales al transferir parte de su ADN al de su anfitrión. Una vez dentro de la célula huésped, el nuevo segmento de ADN se desplaza al núcleo, donde se integra en el genoma.

La expresión de los genes nuevos (en condiciones naturales, los oncogenes que producen cáncer) da lugar a un crecimiento celular descontrolado y el consiguiente tumor.

La ingeniería genética se ha valido de este mecanismo natural sustituyendo los genes cancerosos por otros que se consideran más interesantes. De ese modo, la bacteria, al transferir parte de su ADN, los inoculará en el núcleo de la célula.

Una vez insertados, los transgenes pueden dotar a las plantas de nuevas características, como la resistencia a herbicidas o patógenos, o bien la capacidad de producir determinadas sustancias que actúen como fármacos o incrementen las características nutritivas de la planta. Hasta hace relativamente poco, se pensaba que sólo los Agrobacterium eran capaces de desarrollar el proceso que se conoce como transferencia horizontal de genes. En la actualidad, se ha descubierto que existen otras bacterias capaces de hacerlo.

Y eso, más o menos, viene a ser todo: una bacteria que causa tumoraciones en las plantas inyecta sus propios oncogenes en el genoma de la planta receptora.

En lugar de ello, los seres humanos hemos encontrado la manera de sustituir esos genes cancerígenos por otros que no sólo mantienen viva a la planta, sino que pueden resultar beneficiosos en un futuro inmediato. ¿Hasta qué punto puede considerarse este método como antinatural? ¿Cabe pues considerar los alimentos modificados genéticamente como un producto artificial?

La ciencia nos ha permitido alejarnos de nuestros antepasados homínidos así como del resto de los primates. Con todo, no cabe duda de que, si alguien quiere comportarse como un mono, nadie se lo prohibe.

Algunos de los sectores más radicales del ecologismo predican precisamente la vuelta a la naturaleza. Sin embargo, no estaría de más explicar a algunos de sus representantes que un déficit grave de betacaroteno puede causar una ceguera irreversible a un niño de diez años pero que, gracias a la biotecnología, se ha desarrollado una variedad de arroz que evita el problema.

Aplicacion de la Biotecnología En El Medio Ambiente:

 La Biotecnología moderna permite resolver de diferentes y novedosas maneras el problema de la contaminación ambiental. Por ejemplo, pueden utilizarse diversos microorganismos para llevar a cabo el tratamiento y el control de la contaminación química de distintos ecosistemas. La Ingeniería genética permite combinar varias características de esos organismos para aumentar su eficacia, o bien generar microbios recombinantes con nuevas características.

La mayoría de las aplicaciones biotecnológicas ambientales se realizan, principalmente, con bacterias y cianobacterias (algas azules).

Analicen la siguiente lista de aplicaciones de la Biotecnología para la mejora global de ambiente y emitan su opinión en cuanto a la importancia que tienen para el ser humano de este siglo:

Elminación de las mareas negras.

Obtención de energía no contaminante.

Eliminación de metales pesados.

Tratamiento de los residuos urbanos e industriales.

Tratamientos de diferentes tipos de contaminación asociados a la industria del petróleo.

Tratamientos de la contaminación producida por herbicidas, pesticidas e insecticidas.

Ensayos sobre la toxicidad de diferentes compuestos.

Detección de metales.

Recuperación de metales preciosos.

Degradación de aceites y grasas.

Separación selectiva de mezclas de hidrocarburos.

En particular, vamos a analizar las dos primeras aplicaciones.

Eliminación de las mareas negras. Las mareas negras se forman por el vertido de petróleo o sus derivados -por ejemplo, los desechos industriales-, o por accidentes durante su transporte en grandes barcos. Actualmente, es posible utilizar bacterias (incluidas las arquibacterias) que digieren los hidrocarburos y los transforman en moléculas de sustancias químicas no contaminantes.

Aunque generalmente cada tipo de bacteria utiliza una clase de hidrocarburo, se intenta mezclar las características de varias de ellas para conseguir una que sea recombinante, capaz de transformar diferentes hidrocarburos.

Obtención de energía no contaminante. Hoy en día, es imperiosa en todo el mundo la necesidad de buscar fuentes energéticas no contaminantes. Una de esas fuentes es el biogás, básicamente el metano. Este gas se puede producir utilizando como materia prima aguas residuales, cianobacterias (algas azules), algas verdes, arquibacterias metanógenas (productoras de metano) y bacterias.

Las aguas residuales se acumulan en charcos profundos, donde suelen crecer las algas ante la amplia disponibilidad de nutrientes. Las algas se cosechan en un contenedor, llamado digestor. Dentro de él, las bacterias se alimentan de las algas y producen metano.

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HITOS DE LA BIOTECNOLOGIA:

6000 a.C. Comenzaron a emplearse las levaduras para la fabricación del vino y la cerveza.

1927. Se creó en los Estados Unidos la Administración de Alimentos y Drogas (FDA, «Food and Drug Administraron«), para regular la pureza y la seguridad de estos productos que se comercializan.

1928. El bacteriólogo escocés Alexander Fleming descubrió la penicilina, un antibiótico que revolucionó el tratamiento médico durante y después de la Segunda Guerra Mundial. Por este hallazgo, el investigador recibió en 1945 el Premio Nobel de Medicina y Fisiología.

1953. El genetista norteamericano James Watson y el científico inglés Francis Crick descubrieron gue la estructura del ADN consiste en una doble hélice. Por este trabajo, se les otorgó en 1962 el Premio Nobel de Medicina y Fisiología.

1960-1965. El médico español Severo Ochoa hizo copias de material genético en laboratorio y descubrió el código genético, es decir, descifró la clave con la que están escritos los mensajes hereditarios. Compartió con A. Kornberg, en 1959, el Premio Nobel de Medicina y Fisiología.

1975. El investigador argentino César Milstein obtuvo los primeros hibridomas fusionando linfocitos con células de melanoma, lo que dio lugar a la producción de los primeros anticuerpos monoclonales. Miistein fue galardonado en 1984 con el Premio Nobel de Medicina y Fisiología.

1978. Se descubrieron las enzimas de restricción.

1982. En los Estados Unidos e Inglaterra se autorizó la utilización de la insulina obtenida por Ingeniería genética para el tratamiento de la diabetes. Se obtuvo también el primer animal transgénico (un ratón).

1983. Se inventó la técnica PCR, que permite amplificar genes específicos con gran rapidez. Se desarrolló también la primera planta transgénica: la planta del tabaco.

1986. En los Estados Unidos, se aprobó para la venta la primera vacuna recombinante que protege contra la hepatitis B.

1987. Se puso en marcha el Proyecto Genoma Humano, que tiene como objetivo secuenciar todos los genes de nuestra especie.

1989. Se hizo el primer tratamiento exitoso de terapia génica en chicos con trastornos inmunológicos (niños de la burbuja).

1996. Se ensayaron los primeros trasplantes de células vegetales en organismos animales para probar su acción terapéutica (con lo que se evitaría el uso de fármacos). Además, ya existían para esta fecha 256 medicamentos elaborados por técnicas de ADN re-combinante.

1997. Un grupo de científicos escoceses anunció que clonó el primer mamífero obtenido a partir de una célula somática de un animal adulto, la Oveja Dolly

2005. Se espera para esta fecha tener lista la secuencia completa del genoma humano (Proyecto Genoma Humano).

Fuente Consultada:
Guinness Publish Limited Fascículo N°21 – La Nación
Biotecnología Por Todos Lados Alberto Díaz – Editorial Siglo XXI
Las Mentiras de la Ciencia Dan Agin
Biologia y Ciencias de la Tierra Editorial Santillana Polimodal Cuniglio, Barderi, Bilenca, Granieri y Otros