BIO

TEC

NOLO

GA

BIO

TEC

NOLO

GA

Capitulo 1

Capitulo 1

Capitulo 1

Capitulo 1

Gon

zalo Taborda

Ocampo

Ph.D.sc

Manizales 22 de

Ago

sto de

201

2

Definicin de

Biotecnolog

aDefinicin de

Biotecnolog

a

La

biotecno

loga

podra

defin

irse

como

"todaaplicacintecnolgicaqueutilice

sistemasbiolgicosyorganismosvivososus

derivadosparalacreacinomodificacinde

productosoprocesosparausosespecficos.

productosoprocesosparausosespecficos.

Enfoqu

e de

la Biotecnolog

aEn

foqu

e de

la Biotecnolog

a

La biotecnologa en si misma no

es una ciencia; se trata de un

enfoque multidisciplinario que

involucra diversas disciplinas y

involucra diversas disciplinas y

diversos campos profesionales

(biologa, bioqumica, gentica,

microbiologa, biologa

molecular, virologa, agronoma,

qumica, veterinaria, zootecnia,

medicina, entre otras).

Practic

as Biotecnolg

icas

Practic

as Biotecnolg

icas

La dom

esticacin

de plantas y anim

ales

desde el perodo

Neo

ltico. 800

0a.C.

Recoleccin

de semillas para replantacin

. Las civilizacione

s Sumeria y Babil

nica

(600

0 aos a.C.) co

nocan cm

o elaborar

(600

0 aos a.C.) co

nocan cm

o elaborar

cerveza.

Lo

s egipcios saban fabricar pan a partir

del trigo hacia el 4

000 a.C.

La Biblia, fermen

tacin

espon

tne

a de

l mosto de la uva.

Practic

as Biotecnolg

icas

Practic

as Biotecnolg

icas

Otros procesos biotecno

lgico

s co

nocido

s de

mod

o em

prico

desde

la antige

dad:

Fabricacin de

que

so y yog

ur por

ferm

entacin

lctica utilizand

o bacterias

4000

a.C. C

hina

4000

a.C. C

hina

Cultivo

de cham

pio

nes

Alim

entos y be

bidas ferm

entadas:

salsa de

soy

a.

Tratam

iento de

aguas residuales

Mega Tend

encias

Mega Tend

encias

Nanotecno

loga

Nuevo

s materiales

Bioco

mbu

stibles

Alim

entos Fu

ncionales

Bioprod

uctos

Temas que seguirn

vigentes

Calentamiento global

Contaminacin (Suelo,

Bioprod

uctos

Prod

uctos orgnico

sSalud

Agua

Con

servacin de

l med

io

ambien

teTiCs

Ciencias de

la tierra

Tiempo

libre

Contaminacin (Suelo,

aire y agua)

Conservacin de los

recursos naturales

OGMs

Enferm

edades

Epidemias

Personajes influyentes en la

Personajes influyentes en la

biotecnologa

biotecnologa

Grego

r Men

del-

Describi las leyes de

la gen

tica,

que rigen la heren

cia gen

tica,

Pasteu

r-Realiz de

scub

rimientos im

portantes en

el cam

po de las cien

cias naturales, principalmen

te

en qumicay microbiolog

a-Describi

en qumicay microbiolog

a-Describi

cien

tficam

ente

el proceso de pasteu

rizacin

y la

impo

sibilidad de la gen

eracin espo

ntnea

y de

sarroll diversas vacunas, co

mo la de la rabia.

W

atsony Crick

-Descubrieron la estructura de

l ADN.

Beadley Tatum

Descubrieron los efectos de

los

rayo

s X y la produ

ccin de

mutacione

s en

moh

os.

Llegaron

a la hiptesis "un

gen

, una enzim

a".

Historia

Historia

19

19: K

arl E

reky, ingen

iero

hngaro, usa la palabra

biotecno

loga.

19

53James W

atsony Francis Crick

describe

n la

estructura dob

le hlice de

la m

olcula de

ADN.

19

65: El b

ilogo

estado

uniden

seRob

ert W

. Holley

ley

por primera vez la in

form

acin total d

e un

gen

ley

por primera vez la in

form

acin total d

e un

gen

de levadu

raco

mpu

esta por 77 bases, lo que

le vali el

Prem

io N

obel.

19

70: el cientfico

estado

uniden

se H

ar G

obind

Kho

rana

consigui reco

nstruir en

el laboratorio

un

gen co

mpleto.

19

73: Se de

sarrolla la tecno

loga de

recom

binacin

del

ADN

por Stanley Coh

en, de la U

niversidad de

Stanford, y H

erbe

rt Boyer, de la U

niversidad de

Califo

rnia, San Francisco.

Historia

Historia

19

76:H

arGob

indKho

rana

sintetizaun

amolculade

cidonu

cleico

compu

esta

por20

6bases.

19

76:

Rob

ert

Swanson

yHerbe

rtBoyer

crean

Genentech,laprim

eraco

mpaade

biotecno

loga.

19

82:Se

prod

uceinsulinapara

humanos,la

prim

era

horm

ona

obtenida

med

iante

labiotecno

loga.

Suho

rmon

aob

tenida

med

iante

labiotecno

loga.

Suno

mbreco

mercial

esHumulina

,dela

compaaEli-

Lilly

19

83:

Seaprueb

anlos

alim

entos

transgn

icos

prod

ucidos

porCalgene

.Es

laprim

eravezqu

ese

autorizanalim

entostransgn

icos

enEstado

sUnido

s.20

03Cincuen

taaos

despu

sde

lde

scub

rimientode

laestructura

delADN,seco

mpletala

secuen

ciade

lgeno

mahu

mano.

Ingeniera G

entica

Ingeniera G

entica

Ingeniera

gen

tica

oADN

reco

mbinante,

fue

parte

del

hallazgo

en19

70he

cho

por

Ham

ilton

Smith

yDanielNathans

dela

enzima

(restrictasa)capaz

dela

enzima

(restrictasa)capaz

dereco

noceryco

rtar

elADN

ensecuen

cias

espe

cficas.

Prem

ioNob

elde

fisiologa

ymed

icina,

compartidoco

nWerne

rArber,en

1978

Microorganism

os y Biotecnolog

aMicroorganism

os y Biotecnolog

a

Mod

erna biotecnolog

a es

frecue

ntem

ente asociada co

n el uso de

microorganism

osalterado

s gen

ticamen

te

como el E. colio

levadu

raspara produ

cir

como el E. colio

levadu

raspara produ

cir

sustancias com

o la in

sulinao alguno

s antibiticos.

Insulina reco

mbinada

Insulina reco

mbinada

El lanzam

iento

comercial de

insulina

reco

mbinada para

humanos en 19

82hu

manos en 19

82marc

un hito en

la evo

lucin

de la

biotecno

loga

mod

erna.

Biologa molecular

Biologa molecular

La biotecnolog

a encue

ntra sus races

en la biologa molecular, un campo

de

estudios que

evo

lucion

a rpidamen

te

en lo

s aos 197

0, dando

origen a la

en lo

s aos 197

0, dando

origen a la

prim

era co

mpaa de

biotecnolog

a,

Gen

entech, en 19

76.

Indu

stria biotecno

lgica

Indu

stria biotecno

lgica

Desde

los 70

s hasta la actualidad, la lista

de com

paas biotecnolg

icas ha

aumen

tado

y ha tenido

impo

rtantes

logros en de

sarrollar nu

evas drogas. En

la

actualidad existen

ms de 4.00

0 actualidad existen

ms de 4.00

0 co

mpaas que

se co

ncen

tran en Eu

ropa,

Norteam

ricay Asia-Pacfico. La

biotecno

loga naci en

Norteam

rica a

fines de los 70

s, Eu

ropa se inco

rpor a su

desarrollo en los aos 199

0.

Empresas

Empresas--biobio

Tradicionalm

ente las em

presas

biotecno

lgicas han de

bido

asociarse con

farm

acu

ticas para ob

tene

r fond

os de

financiacin, credibilidad y posicin

estratgica. Sin em

bargo, en los ltim

os ao

s estratgica. Sin em

bargo, en los ltim

os ao

s se ha intensificado

la bsqu

eda de

su prop

io

rumbo

. Una prueb

a de

ello

es el aum

ento de

asoc

iacion

es entre empresas biotecnolg

icas

excedien

do al n

mero de

asociacione

s en

tre

empresas biotecnolg

icas con

empresas

farm

acu

ticas.

Aplicacione

sAplicacione

s--bio

bio

La biotecnolog

a tiene

aplicacione

s en

impo

rtantes reas

indu

striales com

o lo son

la atencin de

la salud

, con

el

desarrollo de nu

evos enfoq

ues para el tratamiento de

en

ferm

edades; la agricultura co

n el desarrollo

de cultivos y

alim

entos mejorados; usos no

alim

entarios de los cultivos,

como po

r ejem

plo plstico

s biod

egradables, aceites

como po

r ejem

plo plstico

s biod

egradables, aceites

vegetalesy bioc

ombu

stibles; y cuidado med

ioam

bien

tal a

travs de la biorrem

ediacin

, com

o el reciclaje, el

tratam

iento de

residuo

s y la limpieza de

sitios co

ntam

inados

por actividade

s indu

striales. A este uso espe

cfico de

plantas

en la biotecnolog

a se llama biotecno

loga vegetal. A

dems se

aplica en

la gen

tica para m

odificar ciertos organism

os.

Clases de

Biotecnolog

aClases de

Biotecnolog

a

Biotecnologa roja

Biotecnologa blanca

Biotecnologa verde

Biotecnologa azul

Biotecnologa azul

Clasificacin

Clasificacin

La biotecnolog

a pue

de ser clasificada en

seis am

plias

reas.

Biotecnolog

a en Salud Hum

ana

. Biotecnolog

a Alim

entaria

Biotecnolog

a Animal.

Biotecnolog

a Animal.

Biotecnolog

a In

dustrial.

Biotecnolog

a Vegetal.

Biotecnolog

a Ambien

tal.

Biorrem

ediacin

y biode

gradacin

Biorrem

ediacin

y biode

gradacin

Bioinform

tica

Bioinform

tica

Tcnicas co

mpu

tacion

ales para la

rpida organizacin y anlisis de

los datos biolg

icos. Tam

bin

de

nominado biolog

a

compu

tacion

al. La bioinformtica

desempe

a un pape

l clave en

desempe

a un pape

l clave en

diversas reas, tales com

o la

gen

mica funcional, la gen

mica

estructuraly la protem

ica, y

form

a un

com

pone

nte clave en

el

sector de la biotecnolog

a y la

farm

acu

tica.

Bioingeniera

Bioingeniera

Ventajas

Ventajas

Mayor ren

dimiento: Los O

GM p

ara mayor

prod

uctiv

idad, m

ayor resistencia a las plagas.

Mejora en

la nutricin

. Cultiv

os en co

ndicione

s ex

trem

asRed

uccin

de pe

sticidas.

Red

uccin

de alergeno

sy toxinas naturales.

Red

uccin

de alergeno

sy toxinas naturales.

Mejora en

el d

esarrollo

de nu

evos m

ateriales.

Prod

uccin

de med

icam

entos

Bioco

mbu

stibles

Aprovechamiento de

residuo

sProc

esos de de

scon

taminacin

Biotecnolog

a y O

rganismos transgnico

sBiotecnolog

a y O

rganismos transgnico

s

Clone

s qu

e pe

rmite

n redu

cir el costo del

queso.

Leche en

riqu

ecida en

proteinas de

vacas

mod

ificadas pu

ede

mod

ificadas pu

ede

aumen

tar la veloc

idad

en el p

roceso de

alim

entos lcteo

s.Lo

s alim

entos de

organism

os

transgn

icos pod

ran

erradicar el ham

bre en

el plane

ta

CLONACIN DE

ANIMALES

Disgregacin de Clulas

Embrionarias

(como dos gemelos identicos)

Transferencia Nuclear

De una clula embrionarias a

otro ovocito sin nucleo

(de otro sujeto).

Ventajas

Ventajas

Mayor ren

dimiento: Los O

GM p

ara mayor

prod

uctiv

idad, m

ayor resistencia a las plagas.

Mejora en

la nutricin

. Cultiv

os en co

ndicione

s ex

trem

asRed

uccin

de pe

sticidas.

Red

uccin

de alergeno

s y toxinas naturales.

Red

uccin

de alergeno

s y toxinas naturales.

Mejora en

el d

esarrollo

de nu

evos m

ateriales.

Prod

uccin

de med

icam

entos

Bioco

mbu

stibles

Aprovechamiento de

residuo

sProc

esos de de

scon

taminacin

Cultiv

os m

ejorados

Cultiv

os m

ejorados

Metabolito

s (Bioprod

uctos)

Metabolito

s (Bioprod

uctos)

Metabolitos primarios: carboh

idratos, lpidos, protenas,

acido ctrico

Metabolitos secun

darios: Flavo

noides, alcaloide

s, feno

les,

terpen

os, etc

Prod

uctos de

lProd

uctos de

l

catabo

lismo de

metabolitos primarios

y secund

arios

BIO

COMBUST

IBLE

SBIO

COMBUST

IBLE

S

Biocombustibles y transgnicos

Todas las empresas que producen

cultivos transgnicos -Syngenta,

Monsanto, Dupont, Dow, Bayer, BASF-

tienen inversiones en cultivos diseados

tienen inversiones en cultivos diseados

especialmente para la produccin de

biocombustibles como etanol y biodiesel

Riesgos

Riesgos

Efectos en

la salud

Nuevas en

ferm

edades y epide

mias

Con

secuen

cias ambien

tales.

Eq

uilibrio biolg

ico

Uso tic

amen

te cue

stionable de

la biotecnolog

a

mod

erna.

mod

erna.