INGENIERÍA EN BIOTECNOLOGÍA

BIOTECNOLOGÍA INDUSTRIAL

INFORME

Integrantes: Cristina Cholota, Jose Luis Hernández, Karina Pilicita, Daniela Romero, Wladimir Sánchez, Jennifher Tituaña

1. Tema: Influencia de las biotecnologías contemporáneas en sectores económicos (Ambiental, energético, médico, agrícola, industrial).

2. Objetivos2.1. Objetivo general

2.1.1. Determinar la principal Influencia de las biotecnologías contemporáneas en sectores económicos (Ambiental, energético, médico, agrícola, industrial).

2.2. Objetivo específico2.2.1. 2.2.2.2.2.3. Detallar las principales aplicaciones de la biotecnología en el

diagnóstico y tratamiento de enfermedades2.2.4. Describir los principales mecanismos utilizados para desarrollar el

sector económico agrícola.2.2.5. Conocer las ventajas de la utilización de la biotecnología en la industria,

así como las industrias en las que se las puede utilizar y el impacto económico que genera la utilización de la misma.

3. Desarrollo3.1. Sector económico ambiental

3.2. Sector económico energético

3.3. Sector económico médico

El proceso global de transferencia de la información en la célula puede representarse mediante el esquema:ADN ARN PROTEÍNASLa expresión de la información genética contenida en un segmento de ADN, tiene lugar a través de una molécula de ARN. Mediante un proceso llamado transcripción, un sistema enzimático convierte la información genética contenida en un segmento de ADN en ARN y finalmente por medio de la traducción este dará una proteína (Tresguerres, 2003).

Según Martínez, 2004 a partir del descubrimiento del ADN se desarrollaron un conjunto de técnicas de Biología Molecular que han permitido descubrir genes, determinar su función en el organismo y estudiar su participación en el desarrollo de enfermedades. Existen muchos miles de genes relacionados con el desarrollo de enfermedades, así se tiene:

Tabla 1. Genes y enfermedades relacionadas.

Genes Enfermedades• 180 • 64 • 40 • 107 • 26 • 8 • 83 • 215 • 1570

• Alzheimer • Parkinson• Enf. cardiovasculares • Esquizofrenia • Depresión • Ansiedad • Hipertensión • Diabetes • Cáncer

Para el diagnóstico, tratamiento y prevención de las enfermedades que afectan a millones de personas en el mundo, así como enfermedades que afectan a una parte pequeña de la población y para las que no existe todavía tratamiento se han ido desarrollando técnicas de Genómica, Proteómica y Bioinformática las cuales permiten detectar la presencia de un gen o una proteína responsable de una patología (Casal, 2000).

La PCR o reacción en cadena de la polimerasa (polymerase chain reaction), es un procedimiento que sirve para obtener de forma sencilla y rápida millones de copias de un fragmento de material genético (DNA o RNA). Para ello se necesita cebadores. El proceso de amplificación se lleva a cabo en un termociclador que permite programar automáticamente ciclos sucesivos de calentamiento y enfriamiento de las muestras que contienen el material genético. Permite la detección de la presencia de microorganismos patógenos (bacterias, virus) en fluidos biológicos de pacientes y el análisis de alteraciones genéticas, en pruebas forenses para la identificación individual de seres humanos y todo tipo de seres vivos. También son usados en la detección de alimentos transgénicos (Casal, 2000).

Los CHIPS consisten en miles de manchas diminutas, cada una conteniendo moléculas de DNA de cadena sencilla, que se encuentran ancladas sobre un soporte sólido frecuentemente de vidrio. Sirven para identificar las moléculas de RNA o de DNA contenidas en una determinada muestra (p. e., tejido tumoral). Para que las moléculas de DNA o RNA de la muestra puedan ser identificadas, éstas han de marcarse previamente mediante una reacción química (p. e., con un reactivo fluorescente) antes de ser apareadas con las moléculas del chip. Un equipo especial permite localizar con quien y con qué intensidad ha tenido lugar la hibridación, y así conocer qué genes están alterados en la muestra (Casal, 2000).

Un biosensor es un dispositivo de análisis que utiliza un microorganismo o un producto derivado de este (p. e., anticuerpos, enzimas). Los biosensores más difundidos son los que utilizan enzimas. Las enzimas son proteínas capaces de

modificar específicamente una sustancia contenida en una mezcla muy compleja (sangre, orina, etc.). Hay enzimas como la glucosa oxidasa que modifican únicamente la glucosa. La modificación del compuesto analizado se puede distinguir con la aparición de color o fluorescencia, por generación de calor o de algún compuesto fácil de analizar (oxígeno, agua oxigenada, etc.). Los sensores enzimáticos más fáciles de utilizar y de mayor precisión contienen una enzima directamente unida a un elemento electrónico (p. e., un electrodo de oxígeno) que mide la intensidad de la reacción enzimática y así determina la concentración del compuesto que se quiere analizar (Casal, 2000).

En el tratamiento de enfermedades se tiene la terapia génica que es un tratamiento mediante modificación genética directa o indirecta de los tejidos afectados. En la mayoría de los casos, la modificación genética consiste en la adición de genes terapéuticos a las células de un individuo mediante el uso de vectores virales inocuos. La función de los genes terapéuticos será la de restablecer la producción de una proteína deficiente o alterada ó la de conferir nuevas propiedades a las células diana (inducir una respuesta inmune). La manipulación de las células diana se puede realizar in vivo, introduciendo las construcciones génicas, en células de los tejidos afectados, o ex vivo, aislando previamente las células diana, que tras su manipulación, son reintroducidas en el paciente. El método a escoger dependerá de la naturaleza de la patología que se pretende corregir, y de la facilidad de acceso al tejido o tejidos afectados. Los vectores pueden ser virales y los no virales como los liposomas (Casal, 2000).

La terapia génica incluye en uso de células pluripotentes (células madre), aquellas que tienen la capacidad de diferenciarse en cualquiera de los tipos celulares que existen en un organismo adulto (células musculares, neuronales, hepáticas, secretoras, etc.). Se describieron inicialmente en embriones tempranos de mamíferos aunque recientemente se han aislado también a partir de varios tejidos adultos. La utilidad de las células madre pluripotentes estriba en la posibilidad de crecerlas en gran número en el laboratorio, sin perder su plasticidad, para derivarlas, en determinadas condiciones, hacia cualquier tipo celular que se desee restituir (Casal, 2000).

Las medicinas de origen biotecnológico se pueden obtener de forma segura y a gran escala en suficiente cantidad ( interferones, la eritropoyetina o los activadores de plasminógeno). Los medicamentos que se extraían tradicionalmente de la sangre de donantes con un alto riesgo de contaminación con los virus de la sangre (el factor VIII contra la hemofilia), se pueden obtener hoy en día a partir de permite obtener a partir de cultivos de células modificadas genéticamente sin ningún riesgo. Los procesos biotecnológicos pueden abaratarse los costes de producción. En el mercado se encuentran disponibles varias hormonas (insulina y hormona del crecimiento), citoquinas usadas como antivirales y anticancerosos (IL-1, IL-2, interferones), factores estimuladores de la hematopoyesis para pacientes anémicos y para los tratados con quimioterapia agresiva (eritropoyetina, G-CSF, GM-CSF), anticoagulantes y trombolíticos para problemas vasculares (factor activador del plasminógeno tisular, hirudina), pro-coagulantes para los pacientes hemofílicos (factores VII, VIII y IX), anticuerpos monoclonales para evitar el rechazo de

transplantes, nuevos antivirales y vacunas. Las ventas anuales del sector están en las decenas de miles de millones de dólares. Solamente de eritropoyetina se vendieron 3.800 millones de dólares en 1999 (Casal, 2000).

Una vacuna consiste en un antígeno que estimula el sistema inmunológico y protege de la infección en el organismo receptor. Actualmente están en desarrollo vacunas basadas en agentes infectivos atenuados mediante la eliminación por ingeniería genética de genes implicados en virulencia. También es posible generar inmunidad frente a un patógeno utilizando un virus o una bacteria no virulentos en cuyo genoma se introduce el gen o genes que codifican antígenos del patógeno frente al cual se quiere obtener inmunidad. Se están desarrollando vacunas formadas por partículas virales vacías, sin capacidad replicativa (no contienen DNA o RNA), vacunas constituidas exclusivamente por una sola proteína, o péptidos de la misma, del patógeno, vacunas basadas en ácidos nucleicos (plásmidos de DNA). La primera comercializada de origen recombinante es la vacuna frente al virus de la Hepatitis B (Casal, 2000).

Las vacunas comestibles se denominan aquellas que usan las partes comestibles de las plantas (tubérculos, frutos, hojas, etc..) modificadas genéticamente (transgénicas) o infectadas con un virus vegetal, con el fin de que produzcan componentes específicos (antígenos) de un patógeno (virus, bacteria, etc.) contra el cual se desea proteger a una persona o animal. La producción de antígenos en plantas tiene las ventajas del bajo coste y de la ausencia de peligros de contaminación con otros patógenos del hombre o del animal que va a ser vacunado. Se ha demostrado que la ingestión de patatas transgénicas que producen antígenos apropiados de la bacteria Escherichia coli y de los virus de Norwalk y de la hepatitis B inducen una respuesta inmunológica en voluntarios humanos, que en algunos casos es protectora. De todas formas aun hay que solucionar muchos problemas para que se puedan utilizar estas vacunas. En general, la vía oral no es la mejor ruta de vacunación. La cantidad de antígeno necesaria para una inmunización eficiente por vía oral suele ser muy alta, sobre todo si no se trata de una vacuna viva y suele necesitarse, además, la coadministración de un adyuvante que estimule la respuesta inmune. Los niveles de acumulación de antígeno en plantas transgénicas suelen estar por debajo de los necesarios para que la mera ingestión de la plante suministre las dosis de vacuna adecuadas (Molina, 2008).

3.4. Sector económico agrícola

El desarrollo del sector económico agrícola se ha generado a causa de la implementación de nuevas técnicas y procesos de mejoramiento de cultivos, utilizando herramientas como la ingeniería genética con lo que se ha podido generar alimentos enriquecidos con vitaminas y minerales que evitarán enfermedades y desnutrición en el tercer mundo, y lo más importante es ayudar a los agricultores a producir más alimentos en menos tierras, cultivar en áreas desérticas o salinas y las personas que sufren de alergias podrán disfrutar de alimentos que por su condición le son prohibidos (González et al.,2010).

Imagen 1. Importancia de la Biotecnología en el sector agrícola.

La aplicación y desarrollo de nuevas tecnologías están estrechamente relacionadas con el consumo masivo de los recursos naturales no renovables así como la generación de gases de efecto invernadero que actualmente están causando grandes cambios climáticos por este motivo la gente está tomando conciencia de que las prácticas agrícolas sostenibles son fundamentales para cumplir las demandas agrícolas del mundo futuro (Barea, 2015).

Por los argumentos antes mencionados se está realizando un enfoque en base a la explotación de la función de las comunidades microbianas del suelo para una sostenible y sana producción de cultivos, y la preservación de la biosfera ya que los microorganismos del suelo mejoran la nutrición y la salud de las plantas y del suelo (Barea, 2015).

Las prácticas agrícolas se implementan actualmente en a escala mundial y los diferentes enfoques están siendo dirigida a satisfacer sostenible del medio ambiente y desarrollos económicos con los objetivos finales de mantener el rendimiento, mientras que la preservación de la biosfera (Barea, 2015).

Según Altieri (2004) define el "desarrollo sostenible" como el resultado de la intersección entre los tres factores: el ambiente, la sociedad y la economía, generándose así la groecología, la conciencia ambiental y nivel de vida. Un objetivo en la sostenibilidad es descubrir métodos eficientes para el reciclado de nutrientes, control de plagas y patógenos, y para aliviar el impacto negativo de los factores de estrés abiótico, las cuestiones fundamentales de la vida humana y para la sostenibilidad de los ecosistemas globales; es decir, el papel y la gestión del microbioma es satisfacer las cuestiones económica y ecológicamente sostenibles (Barea, 2015).

Es de gran interés el estudio de las asociaciones entre las plantas y microorganismos como: bacterias, hongos arqueas. Del 1% de los microorganismos que viven en el suelo sólo el 10% son capaces de crecer en medios de cultivo por ello se utilizan métodos moleculares. Los microorganismos saprófitos beneficiosos de la rizosfera mejoran el rendimiento de la planta como la descomposición de sustancias orgánicas, algunas rizobacterias son promotoras del crecimiento vegetal (PGPR); o algunas pueden ser antagonistas de patógenos de las plantas (Barea, 2015).

La aplicación de inóculos microbianos en las plantas permite incrementar las bases de producción, por lo que es necesario establecer protocolos de control de calidad para minimizar la variabilidad de los resultados.

En la actualidad se están implementando técnicas moleculares para descifrar la diversidad como los que se presentan en la imagen 2 (Barea, 2015).

Imagen 2. Técnicas basadas en enfoques moleculares para evaluar los impactos de las perturbaciones provocadas por factores de estrés biótico y

abiótico sobre la diversidad del microbioma del suelo.

Muchos factores generan un estrés sobre las plantas, por lo cual se reduce la producción de las mismas es por eso que los microorganismos de la rizosfera favorecen al crecimiento de las plantas en condiciones adversas como las que se presentan en la imagen 3 (Barea, 2015).

Imagen 3. Impacto del medio ambiente en las interacciones entre los microorganismos y las plantas.

Las investigaciones actualmente se están enfocando en la mejora de la capacidad de los microorganismos del suelo para el control biológico de patógenos, la mejora de la capacidad de los microorganismos del suelo para mitigar los efectos negativos del estrés osmótico y la mejora de la capacidad de los microorganismos del suelo para la fitorremediación de suelos contaminados.

Imagen 4. Desarrollo de nuevas tecnologías implementadas en el sector agrícola.

En algunos países como México han implementado a la Biotecnología como una gran herramienta que ha permitido incrementar la producción de tomate, la actividad hortofrutícola nacional genera 1 220 000 empleos, de los cuales 970 mil son directos (almácigos, preparación de terrenos, siembra, aplicación de agroquímicos, recolección, selección y empaque) y 250 mil son indirectos (distribución, transportación, semillas, material de empaque, agroquímicos y comercialización). Se calcula que el jitomate genera millones de jornales sólo en Sinaloa. El tomate es la hortaliza más importante para procesamiento en términos de valor y volumen. México se encuentra entre los once principales países productores de tomate procesado, entre Estados Unidos, Canadá, Italia, Francia, Grecia, España, Portugal, Turquía, Israel y China (Chauvet & Massieu, 2013).

Imagen 5. Producción de tomates mediante métodos de Biotecnología.

En la producción de flores, la empresa Invernamex, produce tres millones de plantas al año por medio de un laboratorio completo de cultivo de tejidos vegetales, siendo el mayor productor in vitro de material genético para la floricultura (Chauvet & Massieu, 2013).

Por otro lado en Argentina, ha generado un gran crecimiento e internacionalización de los productos mediante el uso difundido de tecnologías como las semillas transgénicas y la siembra directa y la expansión de la frontera cultivable en base a nuevas técnicas agronómicas (Bisang, 2003).

Se espera que la demanda de la producción agrícola pueda aumentar al menos un 70% para el 2050 (Barea, 2015).

3.5. Sector económico industrial

La biotecnología industrial o blanca se define como: “el conjunto de empresas que fabrican industrialmente sustancias químicas o bienes de equipo y de consumo usando herramientas biotecnológicas”. Por ejemplo, algunas de las herramientas biotecnológicas que se usan industrialmente son las enzimas, los microorganismos, las líneas celulares, las fermentaciones, las materias primas de origen renovable y los productos biodegradables, entre otros.

La Comisión Europea a finales del año 2009 incluyó la BI en la publicación del plan de acción Key Enabling Technologies (KET).

La Comisión considera que las KET son las tecnologías más relevantes que permitirán la reestructuración de los procesos industriales necesarios para modernizar la industria de la UE.

Los EEUU también han diseñado una estrategia a largo plazo para la BI, en lo referente a la producción de productos y energía a partir de la biomasa, tal como se indica en el cuadro 1:

Ventajas de la biotecnología industrial Uso de materias primas renovables y, por lo tanto, menor dependencia del

petróleo o derivados. Aprovechamiento de residuos industriales, que se revalorizan. Reducción del uso de reactivos, materiales y solventes orgánicos volátiles o

tóxicos. Reducción de la generación de residuos y subproductos (tóxicos), hecho

que comporta la disminución de vertidos y residuos industriales. Menor consumo de energía y, por lo tanto, menores emisiones de gases de

efecto invernadero (GEI). Sustitución de fuentes de energía fósil por fuentes de origen biológico,

hecho que también lleva asociado un descenso en las emisiones netas de GEI.

Mejoras en el rendimiento económico de sus productos, con lo cual se reducen los costos de fabricación y se consigue una mejora en la relación costo-beneficio.

Se ahorran costos adyacentes de almacenaje y tratamiento de residuos, se elimina la necesidad de tomar medidas medioambientales exigidas por la legislación y se ofrece acceso a materias primas más baratas.

APLICACIONES DE LA BIOTECNOLOGÍA INDUSTRIAL

Productos químicos de “gran tonelaje” y artículos indiferenciados.

Hoy es posible producir mediante fermentación de materias primas renovables y baratas compuestos que antes tenían que ser extraídos o sintetizados químicamente. Ejemplos emblemáticos de ello en tecnología alimenticia son la vitamina C, el ácido glutámico o el ácido cítrico.

También encontramos otros productos que pueden ser sintetizados por microorganismos y de los cuales actualmente se estudia la producción biotecnológica a escala industrial en sustitución de la síntesis petroquímica, como el ácido succínico o el ácido adípico (precursor del nailon).

Productos de química fina y de especialidades químicas

Estos compuestos a menudo son muy complejos y requieren muchos pasos de síntesis, la utilización de cantidades estequiométricas de sustratos y reactivos, y pasar por etapas de protección desprotección de grupos y el uso de grandes cantidades de energía. En contraste con todo ello, la biocatálisis (catálisis por medio de agentes biológicos, que pueden ser enzimas o, incluso, microorganismos vivos que realizan todos los pasos de conversión en su interior) suele tener lugar a temperaturas próximas a la temperatura ambiental y, además, tiene una elevada especificidad y selectividad enantiomérica, tales como:

El ácido maleico (intermediario en la síntesis de tintes y otros compuestos) Benzaldehídos (de utilidad en la fabricación de plásticos) Aspartamo (edulcorante) Ácido eritórbico (antioxidante) Diversos aminoácidos como la L-lisina (utilizados como complemento

nutricional en piensos).

Enzimas

Las enzimas son las responsables de la biocatálisis y son de tal importancia que hay empresas que se dedican exclusivamente a producirlos y comercializarlos.

Gracias a ellos, reacciones bioquímicas que requerirían altas temperaturas, exceso de sustratos o presencia de disolventes complejos se llevan a cabo a temperaturas próximas a la temperatura ambiental (entre 25ºC y 42ºC), en medios acuosos, normalmente no tóxicos, y de una manera sumamente específica y selectiva.

Hoy hay más de 150 enzimas de uso comercial, de aplicación en todos los sectores de la industria, como los siguientes.

Sector alimentario

Del larguísimo catálogo de aplicaciones, destacan las pectinasas que se utilizan para eliminar la pulpa de los zumos, las transaminasas como agentes compactadores en el procesado de carnes, las amilasas como mejoradores de la masa panaria o las galactosidasas para la obtención de productos lácteos deslactosados.

Curtido

El curtido de la piel es uno de los procesos industriales más antiguos con enzimas. Las etapas del proceso tradicional son: curado de la piel, remojo, eliminación del pelo y la lana, rebajado y curtido.

El proceso utiliza numerosos productos químicos para la eliminación de pelo, grasa y proteínas no deseadas (elastina, queratina, albúmina y globulina), dejando el colágeno intacto en la etapa previa al curtido de la piel. Los productos químicos para estos procesos dañan fuertemente el ambiente.

Por este motivo, hoy en día en el proceso de curtido de la piel se utilizan proteasas como la tripsina y lipasas que reducen el uso de sulfitos, disolventes orgánicos y tensoactivos sintéticos, consiguiendo un producto con mejores propiedades finales.

Sector papelero

En este proceso de alto tonelaje destacan los productos o procesos de gran impacto, como son las xilanasas, para el blanqueado de la pulpa de papel.

La utilización de xilanasas en el proceso de blanqueo de la pasta kraft elimina la utilización de cloro y disminuye los residuos tóxicos, además, aumenta el grado de blanco de la pasta y disminuye los costes del proceso, principalmente en fábricas que usan grandes cantidades de dióxido de cloro.

En la utilización de papel reciclaje como materia prima se utiliza a enzimas como: lipasas y estearasas que degradan las tintas cuya base son los aceites vegetales. Existen otras enzimas como: pectinasas, hemicelulasas, celulasas y enzimas lignilíticas que modifican la superficie de la fibra de celulosa o las uniones próximas a las partículas de tinta, de tal forma que se libera la tinta de la fibra y se puede separar de ella por flotación o lavado.

Tensoactivos

Son sustancias que contienen, en su estructura molecular, grupos hidrófilos y grupos hidrófobos. Con ellos se consiguen emulsiones estables, que se utilizan, por ejemplo, en detergentes en polvo, champús y cremas cosméticas. En la alimentación, estas sustancias se utilizan como emulgentes.

La estructura de los tensoactivos hace que puedan adherirse a las dos superficies en la interfase y disminuir, de esta forma, la tensión superficial al provocar microemulsiones estables. Este proceso permite que los productos sólidos se solubilicen o dispersen rápidamente.

Los tensoactivos también alteran las propiedades espumantes de las disoluciones heterogéneas, produciendo espumas estables, y, por ello, se utiliza en la industria alimentaria, por ejemplo en el caso de las natas.

Detergentes

La mayoría de enzimas utilizadas en el sector industrial son en detergentes con el 45% entre las cuales están:

Proteasas bacterianas, son las más comunes, estas poseen propiedades limpiadoras crecientes y una gran estabilidad a los oxidantes.

Las alfa-amilasas son muy eficientes en la degradación de las cadenas de almidón y por ello mejoran la eliminación de las partículas de polvo y tierra que quedan atrapadas en los tejidos por la trama de los polímeros del almidón.

Al utilizar las proteasas y amilasas conjuntamente se logra un mejor lavado de los tejidos, se disminuye la carga de productos químicos en el detergente y se reduce la temperatura de lavado.

Biocombustibles

Los llamados biocombustibles o biocarburantes son, junto con las enzimas, las grandes estrellas de la biotecnología industrial. Un biocombustible es un combustible para motores de explosión o combustión que se elabora a partir de materia prima de origen biológico o renovable (principalmente vegetal).

Biodiesel de primera y segunda generación

La producción de biodiesel se realiza esencialmente a partir de aceites vegetales (principalmente de oleaginosas) y en menor medida, a partir de grasas animales. El tipo de cultivo a partir del cual se elabora el aceite depende de una gran diversidad de factores medioambientales (clima, suelos, calidad de la tierra, pluviometría) y de la productividad del área de cultivo, que se vincula con la calidad del aceite extraído, la cantidad de subproductos obtenidos y la sostenibilidad del propio cultivo. La consideración de esta materia prima es muy importante puesto que en el proceso

productivo de una planta de biodiesel, el costo del aceite puede llegar a representar una proporción muy significativa (ISF, 2007)

La segunda generación de biodiesel es considerada principalmente a partir del método de gasificación (Fischer-Topsch) que consiste en la transformación de materias como el carbón, el petróleo o la biomasa, en monóxido de carbono e hidrógeno a través de una reacción bajo altas temperaturas (más de 700ºC) con oxígeno. Se obtiene una mezcla de gas denominado “gas sintético” o syngas, que constituye un combustible. Actualmente, se usa la gasificación de combustibles fósiles para la producción de electricidad. Otra posibilidad de elaboración de biodiesel de segunda generación es considerada a partir de las algas, si bien no existe aún una producción industrial.

Bioetanol de primera y segunda generación

El bioetanol es obtenido a partir de productos ricos en sacarosa como la caña de azúcar, la melaza y el sorgo dulce, así como de substancias con un alto contenido de almidón (maíz, trigo o cebada). Los hidratos de carbono producidos por las plantas durante la fotosíntesis representan un sustrato donde crecen levaduras y bacterias que generan etanol como producto de su metabolismo. En el caso de las plantas que contienen sacarosa, el procedimiento consiste en una fermentación y posterior destilación que permite obtener directamente el bioetanol.

En el caso de los cultivos ricos en almidón se añade otra fase previa a la fermentación, que consiste en la hidrólisis enzimática, que consiste en una reacción del vegetal triturado con agua y una enzima, para obtener glucosa o fructosa, que será posteriormente fermentada (González, 2010).

Otra manera de obtener bioetanol se ubica en la hidrólisis de substancias que contienen celulosa, tales como la madera o los residuos agrícolas. Específicamente denominado bioetanol celulósico o lignocelulósico, éste se sitúa en la segunda generación de agrocombustibles. Para obtenerlo, se requiere separar mediante enzimas la lignina de la celulosa y posteriormente hidrolizar las moléculas de celulosa para quebrarlas y obtener los carbohidratos que serán fermentados y convertidos en bioetanol mediante la destilación.

Biomateriales

Los materiales sintetizados a partir de material biológico o utilizando metodologías basadas en sistemas biológicos (los llamados biomateriales) son, quizás,

los productos más nuevos de la biotecnología industrial, y en los cuales hay más campo abierto para la investigación y la experimentación. Se trata de materiales aptos para diversas aplicaciones (desde construcción hasta la industria de juguetes) que pueden sustituir los plásticos y otros materiales derivados del petróleo, y mantener, y a menudo mejorar, las características y prestaciones. Los biomateriales más desarrollados hasta el momento son polímeros producidos por microorganismos o plantas, o derivados de estos microorganismos, como alternativa a los plásticos.

Bioplásticos

Tienen propiedades similares a las de los plásticos convencionales. Son totalmente biodegradables, pueden ser fácilmente descompuestos por bacterias, tanto en el suelo como en el agua, y generan hasta un 80% menos de emisiones de gases tóxicos en su proceso de fabricación. Por una parte, tenemos bioplásticos obtenidos como polímeros biológicos, como los fabricados a base de almidón de maíz, o el polihidroxibutirato sintetizado por ciertas bacterias a partir de la glucosa. Otra aproximación consiste en sintetizar los monómeros mediante procesos biológicos de transformación de materias primas renovables, por medio de bacterias genéticamente modificadas, para obtener químicamente polímeros como el ácido hidroxipropanoico, el ácido poliláctico o el polímero derivado del 1,3-propanodiol (usado industrialmente en procesos tan diferentes como la elaboración de envases o la fabricación de automóviles).

Otros biomateriales

Las fibras textiles a base de seda de araña (uno de los materiales más resistentes, flexibles y ligeros que se conocen) ya son una realidad en los laboratorios de más de una empresa de base biotecnológica. Hay gusanos de seda transgénicos cuya seda se parece a la de la araña e, incluso, cabras que producen la proteína de esta seda en la leche.

Conclusiones

3.6. 3.7. 3.8. La biotecnología tiene múltiples aplicaciones en la medicina entre las que

están el diagnóstico y tratamiento de enfermedades por medio de técnicas como PCR, chips de ADN, biosensores. Además de la producción de vacunas de nueva generación que tiene grandes ventajas en comparación con las vacunas clásicas.

3.9. Los principales mecanismos utilizados para desarrollar el sector económico agrícola son los métodos moleculares enfocados en la mejora de la capacidad de los microorganismos del suelo para el control biológico de patógenos, la mejora de la capacidad de los microorganismos del suelo para mitigar los efectos negativos del estrés osmótico y la mejora de la capacidad de los microorganismos del suelo para la fitorremediación de suelos contaminados.

Algunas de las soluciones que ha aportado la BI consiguen mejorar los procesos o productos industriales en los aspectos económico, ambiental, energético y de acceso a los recursos naturales y sociales.

3.10.

4. Recomendaciones4.1. 4.2. 4.3. Es imprescindible investigar sobre las vacunas comestibles para obtener

mayor producción de anticuerpos debido a que estas son relativamente de bajos precios.

4.4. Es importante desarrollar e implementar técnicas y protocolos amigables con el medio ambiente para generar mayor cantidad de vegetales de buena

calidad, incrementar la producción agraria y exportar dichos productos con el fin de mejorar el sector económicos agrícola de nuestro país.

4.5. Algunas de las soluciones que ha aportado la BI consiguen mejorar los procesos o productos industriales en los aspectos económico, ambiental, energético y de acceso a los recursos naturales y sociales.

4.6.

5. BibliografíaBarea, J. (2015). Future challenges and perspectives for applying microbial biotechnology in sustainable agriculture based on a better understanding of plant-microbiome interactions. Journal of Soil Science and Plant Nutrition. Páginas: 261-282.

Bisang, R. (2003). Apertura económica, innovación y estructura productiva: la aplicación de la Biotecnología en la producción agrícola pampeana argentina. Recuperado el 19 de octubre de 2015. Disponible en: http://www.jstor.org/stable/3455892?seq=1#page_scan_tab_contents

Casal, I. (2000). Biotecnología y salud preguntas y respuestas. Madrid: Sociedad española de Biotecnología

Chauvet, M. & Massieu, Y. (2013). La influencia de la biotecnología en la agricultura mexicana: Estudios de caso. Recuperado el 19 de octubre de 2015. Disponible en: http://www.azc.uam.mx/publicaciones/etp/num6/a7.htm

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Martínez, J. (2004). Biotecnología aplicada a la salud. Recuperado el 20 de octubre de 2015. Disponible en: http://www.biopositivizate.com/docs/ASEBIO_BIOTECNOLOGIA_Y_SALUD.pdfMolina, I. (2008). Vacunas trasngénicas. Recuperado el 20 de octubre de 2015. Disponible en: http://www.uned.es/experto-biotecnologia-alimentos/TrabajosSelecc/IsabelMolina.pdfTresguerres, J. (2003). Biotecnología aplicada a la medicina. Madrid: Ediciones Días de Santos.

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