Haciendo una descripción a rasgos generales se diria que

la biotecnología tiene su fundamento en la tecnología que estudia y

aprovecha los mecanismos e interacciones biológicas de los seres

vivos, en especial los unicelulares, mediante un amplio campo

multidisciplinario. La biología y la microbiología son las ciencias

básicas de la biotecnología, ya que aportan las herramientas

fundamentales para la comprensión de la mecánica microbiana en

primera instancia. La biotecnología se usa ampliamente

en agricultura, farmacia, ciencia de los alimentos, medio

ambiente y medicina. La biotecnología se desarrolló desde un enfoque

multidisciplinario involucrando varias disciplinas y ciencias

como biología, bioquímica, genética, virología,agronomía, ecología, in

geniería, física, química, medicina y veterinariamente otras. Tiene gran

repercusión en la farmacia, la medicina, laciencia de los alimentos, el

tratamiento de residuo sólidos, líquidos, gaseosos y la agricultura. La

Organización para la Cooperación y Desarrollo Económicos (OCDE)

define la biotecnología como la "aplicación de principios de la ciencia y

la ingeniería para tratamientos de materiales orgánicos e inorgánicos

por sistemas biológicos para producir bienes y servicios"

Probablemente el primero que usó este término fue

el ingenierohúngaro Károly Ereki, en 1919, cuando lo introdujo en su

libroBiotecnología en la producción cárnica y láctea de una

gran explotación agropecuaria.

Según el Convenio sobre Diversidad Biológica de 1992, la

biotecnología podría definirse como "toda aplicación tecnológica que

utilice sistemas biológicos y organismos vivos o sus derivados para la

creación o modificación de productos o procesos para usos

específicos"

Actual mente La biotecnología se aplica actualmente en sectores tan

diversos como la Salud Animal y humana, Agroalimentación,

Suministros industriales, Producción de energía y Protección del

medio ambiente.

El desarrollo a la biotecnología aplicada a la sanidad humana ha sido

el más rápido, tanto en l campo de la terapéutica, como en le

diagnóstico de enfermedades. Desde que en 1978 se demostró que

mediante la modificación genética de E. coli se puede obtener grandes

cantidades de insulina humana, se han probado más de cincuenta

fármacos o vacunas de origen recombinante y hay en fase avanzada

de estudio o pendiente de su aprobación, más de un centenar de

productos.

Dentro de los suministros industriales, el desarrollo de las técnicas de

fermentación, la utilización y diseño de nuevos biorreactores,

conjuntamente con las técnicas de ingeniería genética, han permitido

la obtención de productos de gran interés económico para la industria

alimentaria, química y farmaceútica, cuya preparación por síntesis

química es más costoso y menos limpia desde el punto de vista

mediambiental.

Los principales productos en el mercado son antibióticos y péptidos de

interés terapeútico, aditivos alimentarios (aromas, saborizantes,

colorantes, aminoácidos esenciales, etc.).

Las aplicaciones de la biotecnología son numerosas y suelen clasificarse en:

Biotecnología roja: se aplica a la utilización de biotecnología en procesos médicos. Algunos ejemplos son el diseño de organismos para producir antibióticos, el desarrollo de vacunas más seguras y nuevos fármacos, los diagnósticos moleculares, las terapias regenerativas y el desarrollo de laingeniería genética para curar enfermedades a través de la manipulación génica.

Biotecnología blanca: también conocida como biotecnología industrial, es aquella aplicada a procesos industriales. Un ejemplo de ello es el diseño de microorganismos para producir un producto químico o el uso de enzimas como catalizadores industriales, ya sea para producir productos químicos valiosos o destruir contaminantes químicos peligrosos (por ejemplo utilizando oxidorreductasas). También se aplica a los usos de la biotecnología en la industria textil, en la creación de nuevos materiales, como plásticos biodegradables y en la producción de biocombustibles. Su principal objetivo es la creación de productos fácilmente degradables, que consuman menos energía y generen menos desechos durante su producción. La biotecnología blanca tiende a consumir menos recursos que los procesos tradicionales utilizados para producir bienes industriales.

Biotecnología verde: es la biotecnología aplicada a

procesosagrícolas. Un ejemplo de ello es la obtención de plantas transgénicas capaces de crecer en condiciones ambientales desfavorables o plantas resistentes a plagas y enfermedades. Se espera que la biotecnología verde produzca soluciones más amigables con el medio ambiente que los métodos tradicionales de la agricultura industrial. Un ejemplo de esto es la ingeniería genética en plantas para expresar plaguicidas, con lo que se elimina la necesidad de la aplicación externa de los mismos, como es el caso del maíz Bt. La biotecnología se ha convertido en una herramienta en diversas estrategias ecológicas para mantener o aumentar sustancialmente recursos naturales como los bosques. En este sentido los estudios realizados con hongos de carácter micorrízico permiten implementar en campo plántulas de especies forestales con micorriza, las cuales presentaran una mayor resistencia y adaptabilidad que aquellas plántulas que no lo están.

Biotecnología azul: también llamada biotecnología marina, es un término utilizado para describir las aplicaciones de la biotecnología en ambientes marinos y acuáticos. Aún en una fase temprana de desarrollo sus aplicaciones son prometedoras para la acuicultura, cuidados sanitarios, cosmética y productos alimentarios.

Se espera que la agricultura alimente a una población humana en aumento, cuyo número se prevé de 8 000 millones de habitantes para el año 2020. Aunque el ritmo de crecimiento demográfico está disminuyendo progresivamente, el incremento del número absoluto de personas que hay que alimentar puede ser tal que podría alcanzarse pronto la capacidad de carga de las tierras agrícolas con la tecnología actual. Con una orientación apropiada, las nuevas tecnologías, como

las biotecnologías, ofrecen una manera responsable de aumentar la productividad agropecuaria ahora y en el futuro.

La biotecnología ofrece una posible solución a muchos problemas que afectan a la producción agropecuaria de los países en desarrollo. Por ejemplo, las soluciones derivadas de la biotecnología para las condiciones adversas bióticas y abióticas que se incorporen al genotipo de las plantas pueden reducir la utilización de productos agroquímicos y de agua, y promover así un rendimiento sostenible. Con todo, la FAO considera que los programas nacionales deben asegurar que la biotecnología beneficie a todos los sectores, incluida la población rural de escasos recursos, sobre todo en las zonas marginales donde el aumento de la productividad será más difícil de conseguir.

La FAO asegura que diversos problemas preocupan especialmente a los países en desarrollo que tratan de participar más en la biotecnología y de esta manera mejorar el sector agropecuario. Entre ellos:

Establecer prioridades. Los conocimientos prácticos de biotecnología deben ser un complemento de las tecnologías existentes y estar orientados a los resultados. Dado que gran parte de la biotecnología es más costosa que la investigación tradicional, se debe utilizar para solucionar problemas concretos en los que ofrezca una ventaja comparativa. En muchos países en desarrollo se está reduciendo la financiación de la investigación en agricultura y con frecuencia se está privatizando, con el consiguiente riesgo de que pueda orientarse sobre todo a los agricultores con más recursos. Además de los aspectos técnicos, al establecer prioridades se deben tener en cuenta las políticas nacionales de desarrollo, los intereses del sector privado y las posibilidades del mercado. En la formulación de las estrategias, políticas y planes nacionales de biotecnología deben intervenir las diversas partes interesadas

LA APLICACIÓN DE LA BIOTECNOLOGÍA A LA MEDICINA PERMITIRÁ EN UN PLAZO DE CINCO AÑOS DETECTAR Y PREVENIR ENFERMEDADES ANTES DE QUE SE MANIFIESTEN

la Biotecnología a la Medicina, permitirán identificar los genes que intervienen en las enfermedades con más prevalencia y desarrollar fármacos que compensen la actividad de los genes alterados en cada patología. Asimismo, los avances en la investigación biotecnológica harán posible, antes de 2010, que pueda conocerse, por ejemplo, qué propensión tiene cada individuo a cada tipo de cáncer y detectar tumores antes de que existan, gracias a la posibilidad de examinar los 30.000 genes que tiene cada ser humano. Las cuatro áreas de investigación sobre salud humana en las que la Biotecnología tiene un mayor impacto son las relativas a diagnóstico molecular y pronóstico de enfermedades; desarrollo de fármacos; terapia celular e ingeniería de tejidos y, por último, terapia génica y vacunas génicas.

La diferencia aportada por la biotecnología moderna es que actualmente el hombre no sólo sabe cómo usar las células u organismos que le ofrece la naturaleza, sino que ha aprendido a modificarlos y manipularlos en función de sus necesidades. La biotecnología tal como la conocemos actualmente empezó en los años 50 con el descubrimiento por James Watson y Francis Crick de la estructura de la molécula de ADN* (ácido desoxirribonucleico) que es donde se almacena la información genética (la herencia) en todos los seres vivos.

El futuro de la biotecnología en la salud

La biotecnología puede ofrecer más y mejores opciones sanitarias a los pacientes. Las pruebas diagnósticas y tratamientos nuevos e innovadores están modificando el modo en que se previenen algunas enfermedades humanas y en que se tratan otras. Este gran cambio sanitario se encuentra en sus etapas iniciales, con medicamentos, pruebas diagnósticas y tecnologías novedosas en desarrollo que tienen un gran potencial para mejorar las vidas de los pacientes.

Medicina Personalizada Significa tratar a los pacientes con fármacos basados específicamente en la constitución genética exclusiva de cada uno de ellos, con el fin de lograr resultados óptimos.

En la actualidad, la práctica de la medicina se fundamenta en normas asistenciales que vienen determinadas por el promedio de respuestas en grupos amplios de personas. La medicina personalizada es un nuevo paradigma que propone tratar la enfermedad de un paciente en función de sus características concretas, como edad, sexo, talla, peso, alimentación, genética y ambiente. Los estudios genéticos están empezando a permitir el desarrollo de la medicina personalizada

genómica, una asistencia médica basada en el genotipo o perfil de expresión génica de un paciente.

Farmacogenómica

Un movimiento importante en la asistencia sanitaria es la

farmacogenómica. La farmacogenómica aprovecha el hecho de que

las personas poseen genomas únicos que representan su constitución

genética. Es probable que cada genoma reaccione de manera

diferente a un fármaco y una dosis concretos.

El reto consiste en identificar el fármaco y la dosis que actuarán de

forma más óptima en cada persona o en grupos de personas que

comparten una genética semejante. Al conocer la constitución

genética de un paciente, un médico puede recetar mejor un

medicamento y la dosis que actuará óptimamente para combatir una

enfermedad particular. Los avances en la tecnología del ADN son las

claves de la farmacogenómica y la medicina personalizada. Estos

avances permiten analizar e identificar la constitución genética única

de una persona y, a continuación, comparar las diferencias con la

población en general. El conocimiento del genoma humano, de las

variaciones del genoma entre las personas y de las variaciones de las

proteínas codificadas producidas permite que los investigadores

desarrollen fármacos que aborden las necesidades individuales de

cada paciente. La farmacogenómica y la medicina personalizada se

muestran prometedoras para mejorar los ensayos clínicos de fármacos

nuevos, hacer avanzar la tecnología de cribado de enfermedades y

dar lugar a una asistencia sanitaria individualizada más eficaz y a

avances en medicina preventiva.

Estudios genéticos

La industria biotecnológica ha deparado enormes avances en el

estudio y diagnóstico de las enfermedades genéticas. El

descubrimiento de los polimorfismos de un solo nucleótido (PSN), o

cambios de la secuencia de ADN en un único nucleótido, fue uno de

los adelantos más importantes en los estudios genéticos. Los PSN

representan una de las formas más frecuentes de variación genética

entre los sujetos. Cuando se produce un PSN en una secuencia

génica que codifica una proteína concreta, puede modificar esa

proteína y causar una enfermedad o aumentar la predisposición de un

paciente a esa enfermedad. La utilización de tecnología para detectar

PSN permite un diagnóstico más exacto de enfermedades genéticas y,

por consiguiente, facilita la toma de decisiones terapéuticas. Los

estudios genéticos aportan a los pacientes el conocimiento del posible

riesgo de sufrir determinadas enfermedades, así como posibles

oportunidades de prevención.

Terapia génica La terapia génica es un campo emergente de la genética aplicada en la que se utilizan técnicas de ADN recombinante. En este caso, se emplean las propias moléculas de ADN recombinante con fines de tratamiento. La terapia génica consiste en la introducción de genes, creados mediante tecnología del ADN recombinante, en las células y los tejidos de los pacientes para tratar sus enfermedades. Los científicos están estudiando terapias génicas para tratar varias enfermedades humanas hereditarias en las que intervienen genes defectuosos. La idea es sustituirlos por genes funcionales nuevos.

Desde el inicio del primer ensayo clínico en 1990, la investigación en terapia génica se ha extendido en gran medida, con un número cada vez mayor de ensayos en seres humanos. Este campo, aún en fases experimentales, centra sus esfuerzos en pacientes con enfermedades graves y potencialmente mortales que suelen contar con pocas opciones terapéuticas o en los que han fracasado todos los tratamientos disponibles.

Células madre Las células madre son células no especializadas que pueden renovarse de manera indefinida para producir más células madre. Pueden madurar y desarrollar funciones especializadas o diferenciarse en unas condiciones de crecimiento determinadas. En último término,

las células madre se diferencian para formar todos los tipos diferentes de células que conforman el organismo. El amplio potencial de una célula madre indiferenciada de transformarse en diversas células diferentes es el centro de atención de la investigación con células madre.

El tratamiento con células madre, que aún se encuentra en fases experimentales, supone hacerlas crecer en el laboratorio y guiarlas hacia un tipo celular deseado mediante la adición de distintos factores de crecimiento. A continuación se implantan quirúrgicamente las células diferenciadas. La teoría es que las células madre pueden integrarse en el tejido patológico, sustituir a las células patológicas y neutralizar los efectos de la enfermedad. También podrían desarrollarse terapias celulares en las que se implanten células madre indiferenciadas junto con factores de crecimiento para guiar su diferenciación en el organismo del paciente. El objetivo es sustituir las células lesionadas por células sanas y exentas de enfermedad, de ahí el términomedicina regenerativa que recibe esta estrategia. La esperanza es que las células madre, dirigidas a diferenciarse en tipos celulares específicos, podrían ser una fuente renovable de células y tejidos de sustitución utilizados para tratar una amplia variedad de enfermedades.

Nanotecnología La nanotecnología tiene que ver con la manipulación de moléculas y estructuras a escala nanométrica (milmillonésima parte de un metro) o atómica. La aplicación de la nanotecnología para mejorar la salud humana se denomina nanomedicina. En la nanomedicina biotecnológica se emplean organismos vivos o sus componentes a una escala muy pequeña.

Un ejemplo de nanomedicina es el uso experimental de nanoproyectiles que actúan selectivamente y destruyen las células neoplásicas a escala celular. Los nanoproyectiles son lentes metálicas nanoscópicas que se hacen llegar selectivamente a órganos concretos o tumores a través del torrente circulatorio. Los nanoproyectiles tienen la capacidad de captar luz infrarroja aplicada a través de la piel de un paciente con cáncer y convertirla en calor, que destruye únicamente las células neoplásicas objetivo.

Las nanopartículas conocidas como buckyballs, unas moléculas de carbono con una forma y una construcción exclusivas, también presentan potencial de hacer llegar medicamentos a moléculas o células objetivo. Quizá hagan posible la aplicación de fármacos que no se disuelven en agua. Además, debido a su pequeño tamaño, permiten administrar una mayor cantidad de fármaco por volumen. Los científicos están trabajando con nanopartículas para desatascar las arterias obstruidas.

Nuevos sistemas de administración de fármacos Los investigadores biomédicos están estudiando nuevas formas de administrar fármacos en el interior del organismo que podrían mejorar su eficacia. Un ejemplo es el desarrollo de partículas microscópicas denominadas microesferas que poseen orificios diminutos con el diámetro suficiente para transportar y aplicar medicamentos a sus objetivos. Están elaboradas con materiales que se asemejan a las grasas naturales que hay en las membranas celulares y se administran en forma de pulverización nebulizada en la nariz o la boca.

En la actualidad, existen tratamientos con microesferas para combatir el cáncer de pulmón y enfermedades respiratorias. La investigación actual está estudiando el empleo de microesferas para aplicar fármacos antineoplásicos en tumores activos y su uso con anestésicos en el tratamiento del dolor.

Desarrollo de fármacos

Los pasados 20 y 21 de junio, auspiciada por la revista Biotechnology, se ha celebrado en Washington una conferencia científica para evaluar el estado actual del desarrollo biotecnológico de nuevos fármacos así como las circunstancias relacionadas con sus ensayos clínicos. Este es un campo de alto riesgo inversor, ya que las inversiones económicas que se han de hacer son muy elevadas y la experiencia demuestra que tan solo una de cada diez mil sustancias nuevamente sintetizadas llega a convertirse en un fármaco comercial. En el proceso, si se consigue, son necesarios, unos 10-12 años de desarrollo y otros 3 años para lograr su aprobación oficial. A pesar de tales dificultades, en la actualidad ya se encuentran en la fase III de ensayos clínicos los siguientes preparados desarrollados por diversas compañías biotecnológicas: Dermograft, Factor estimulante colonial de

granulocitos, Proteína-1 osteogénica, Protara; Galardina; Péptido natriurético atrial y, por último, Antril.

Un suceso importante en el desarrollo de la biotecnología fue la producción de penicilina a partir del hongo Penicillium. Aunque inicialmente fue un proceso a pequeña escala, desarrollado por Howard Florey y sus colaboradores durante la II Guerra Mundial, poco después se consiguió producir penicilina en grandes cantidades, al tiempo que se utilizaban otros microorganismos para obtener una gran variedad de antibióticos, como la estreptomicina. Hoy en día, la biotecnología es la principal herramienta para la obtención de nuevos antibióticos que sean activos frente a las bacterias patógenas resistentes a una gran gama de antibióticos. También resulta de gran utilidad la aplicación de la ingeniería genética en microorganismos para sintetizar antibióticos sintéticos, es decir, ligeramente diferentes de aquellos obtenidos de forma natural.

La biotecnología ha llegado a “programar” bacterias con objeto de obtener distintos tipos de drogas que, de otra forma, estos microorganismos no podrían fabricar. La insulina humana, necesaria para el tratamiento de la diabetes, es un claro ejemplo de esta metodología, ya que está producida por bacterias en las que se ha introducido, mediante ingeniería genética, el gen que codifica la síntesis de esta hormona. A diferencia de las hormonas producidas por cerdos y vacas, esta hormona es idéntica a la secretada por el páncreas humano. Igualmente, la hormona del crecimiento humano, utilizada para el tratamiento de niños con deficiencias en su producción, y que de otro modo no podrían alcanzar una estatura normal, también se obtiene a partir de bacterias en las que se ha insertado una copia del gen humano. Este sistema, como en el caso anterior, también presenta ventajas frente a la obtención de la hormona a partir de cadáveres, ya que se evita el riesgo de contaminación con priones, agentes causantes de la enfermedad de Creutzfeldt-Jakob. Otros productos farmacéuticos generados a partir de microorganismos manipulados genéticamente incluyen, el interferón para el tratamiento de algunas hepatitis y ciertos cánceres, y la eritropoyetina, que se suministra a pacientes sometidos a diálisis para reponer los eritrocitos perdidos durante este proceso.

Prevencion de enfermedades

Hasta ahora, el desarrollo de las vacunas se limitaba a la utilización de

agentes infecciosos atenuados o muertos, pero la biotecnología ha

comenzado a revolucionar este campo ya que los investigadores

pueden utilizar microorganismos totalmente inocuos en las vacunas.

Esto permite introducir genes que determinan la producción de ciertos

antígenos (obtenidos de microorganismos causantes de enfermedades

y que son determinantes de la patogenicidad) en bacterias inocuas, las

cuales constituyen, en sí mismas, las vacunas, que permiten que el

individuo vacunado pueda generar los anticuerpos protectores

necesarios para atajar una posible infección. Esta técnica facilita la

inmunización frente a enfermedades para las cuales aún no se habían

desarrollado vacunas satisfactorias, e incluso permite desarrollar

vacunas que protejan frente a varias infecciones simultáneamente.

Dos ejemplos de vacunas creadas por ingeniería genética son la

vacuna frente a la hepatitis B y frente a la rabia.

Ante casos de periodontitis severa o agresiva, o como ayuda al

tratamiento quirúrgico, se plantea la posibilidad de administrar un

tratamiento antibiótico por vía oral. La elección del antibiótico será más

adecuada y, por tanto, con mayor probabilidad de éxito, si se conoce

previamente qué especies bacterianas posee un paciente concreto.

Que es la ingeniería genética?

La ingeniería genética se utilizó inicialmente (por su alto coste) para producir sustancias de usos farmacéutico, como la insulina, modificando genéticamente microorganismos. Con los posteriores desarrollos, se obtuvieron también enzimas para uso industrial, como la quimosina recombinante, utilizada, al igual que la obtenida de estómagos de terneros jóvenes (su fuente original, el "cuajo"), para elaborar el queso. Posteriormente se han obtenido vegetales (y animales) modificados genéticamente para mejorar sus propiedades. Los productos de la biotecnología están alrededor nuestro. El yogurt, la cerveza, el vino y el queso de nuestra heladera son productos de la

biotecnología. Los pickles, el pan, y el vinagre de nuestra cocina también lo son. Cientos de años atrás, la gente fue descubriendo, casi por accidente, cómo hacer uso de los procesos biológicos que ocurren dentro de las células vivientes. Sin entender los procesos, podían ver los resultados. Descubrieron, por ejemplo, que ciertos microorganismos, como las bacterias y los hongos podían producir vinagre, cerveza o vino cuando crecían en grandes tinas. Estos procesos fueron llamados fermentación. A través de prueba y error, aprendieron el control de estos procesos y a producir grandes cantidades de un amplio rango de productos.

Una vez que los científicos entendieron el código del ADN, comenzaron a buscar formas de cambiar las instrucciones en los genes y de aislarlos para entender su funcionamiento, o introducir cambios que lograran que las células produjeran más o mejores compuestos químicos necesarios, o llevaran a cabo procesos útiles, o dieran a un organismo características deseables. El resultado fue la moderna ingeniería genética la ciencia de manipular y transferir "instrucciones químicas" de un organismo a otro. Una de las metas primarias de la biotecnología moderna es hacer que una célula viviente actúe de una forma útil y específica de una forma predecible y controlable. La tarea de estas células puede ser fermentar el azúcar para hacer alcohol, o producir una sustancia que logre obtener flores rojas, u obtener un compuesto que permita luchar contra una infección. Cómo una célula viva desarrollará estas tareas está determinado por su estructura genética – las instrucciones contenidas en una colección de mensajes químicos que denominamos "genes". Estos genes son heredados de una generación en otra, por lo tanto la descendencia hereda un rango de atributos individuales de sus padres. Los científicos ahora comprenden el sistema de códigos químicos subyacentes en estos genes, que están basados en una sustancia denominada ADN (Ácido Desoxirribonucleico). Un gen es, en realidad, un segmento de este ADN y su mensaje está codificado en su estructura molecular. Muchas veces se identifica una característica deseable para una planta en algún otro organismo o en otro vegetal con el cual no puede cruzarse sexualmente. Esta característica no puede ser introducida por métodos de mejoramiento tradicionales. En este caso, la ingeniería genética permite identificar el

gen que otorga la característica deseada, cortarlo e introducirlo en el genoma de la planta".

Riesgos para la salud Existen riesgos de transferir toxinas de una forma de vida a otra, de crear nuevas toxinas o de transferir compuestos alergénicos de una especie a otra, lo que podría dar lugar a reacciones alérgicas imprevistas. Existe el riesgo de que bacterias y virus modificados escapen de los laboratorios de alta seguridad e infecten a la población humana o animal. Los agentes biológicos se clasifican, en función del riesgo de infección, en cuatro grupos:

Agente biológico del grupo 1: aquel que resulta poco probable que cause una enfermedad en el hombre.

Agente biológico del grupo 2: aquel que puede causar una enfermedad en el hombre y puede suponer un peligro para los trabajadores, siendo poco probable que se propague a la colectividad y existiendo generalmente profilaxis o tratamiento eficaz.

Agente biológico del grupo 3: aquel que puede causar una enfermedad grave en el hombre y presenta un serio peligro para los trabajadores, con riesgo de que se propague a la colectividad y existiendo generalmente una profilaxis o tratamiento eficaz.

Agente biológico del grupo 4: aquel que causando una enfermedad grave en el hombre supone un serio peligro para los trabajadores, con muchas probabilidades de que se propague a la colectividad y sin que exista generalmente una profilaxis o un tratamiento eficaz.

La biotecnología ambiental se aplica a la biotecnología empleada para

estudiar el entorno natural. La biotecnología ambiental también puede

implicar tratar de aprovechar un proceso biológico para usos

comerciales y de la explotación. La Sociedad Internacional

Biotecnología Ambiental define a la biotecnología ambiental como "el

desarrollo, uso y regulación de sistemas biológicos para la

remediación de entornos contaminados (tierra, aire, agua) y para

procesos amigables con el entorno natural (tecnologías "verdes" y

desarrollo sustentable)". La biotecnología ambiental se refiere a la

aplicación de los procesos biológicos modernos para la protección y

restauración de la calidad del ambiente.

¿Qué ventajas tienen los tratamientos biológicos? Vamos a estudiar qué pretendemos hacer para descontaminar un medio, sea aire, agua o suelo. Por descontado, queremos retirar el contaminante del medio. Pero una vez retirado, ¿qué hacemos con él?. En algunos casos puede ser reciclado al convertirse en materia prima para algún proceso industrial. Pero si no puede ser reciclado, ¿qué hacemos con los miles de toneladas de contaminantes que hemos conseguido retirar? Los enterramos en vertederos controlados bien envueltos en membranas estancas. Hemos transferido la contaminación de un sitio a otro, con lo que no hemos resuelto totalmente el problema.

Si utilizamos tratamientos biológicos el ataque devorador de las bacterias permite eliminar totalmente el contaminante. Si las bacterias digieren y degradan la gasolina infiltrada en el suelo la transforman en carbono inofensivo para el medioambiente. Para multiplicar el efecto de las bacterias es suficiente suministrar agua y oxígeno al punto donde se quiere descontaminar. No hemos transferido los contaminantes sino que los hemos eliminado

Por que no utilizamos siempre y solamente métodos biológicos?

Hay que reconocer que los tratamientos biológicos son de reciente

desarrollo y se debe seguir investigando para desarrollar métodos

para nuevas y diversas aplicaciones. Y, aunque son tratamientos más

económicos que los fisicoquímicos, hay que reconocer que son más

lentos. Por esta razón, los biotecnólogos investigan actualmente para

obtener bacterias más tragonas rápidas y efectivas.

¿Qué tipos de contaminantes pueden ser tratados con complejos

biotecnológicos actualmente?

Podemos clasificar las aplicaciones actuales en cuatro grandes

campos:

Agricultura: purines, restos de granjas, olores de animales

transformación y manipulación de vegetales.

Acuicultura: piscifactorías, peceras, clarificación y corrección de

estanques y lagos

Industrias : grasas, fenoles y creosoles, nitrificación, hidrocarburos,

gasóleos, mataderos, lácteas, bodegas, papeleras, tensoacticos y

detergentes, químicas

Domésticas: grasas de cocinas, limpieza y olores de baños y urinarios,

aguas fecales, fosas sépticas, reactivación y bioaumentacion de

EDAR.

Ventajas Entre las principales ventajas de la biotecnología se tienen:

Rendimiento superior. Mediante los OGM el rendimiento de los cultivos aumenta, dando más alimento por menos recursos, disminuyendo las cosechas perdidas por enfermedad o plagas así como por factores ambientales.

Reducción de pesticidas. Cada vez que un OGM es modificado para resistir una determinada plaga se está contribuyendo a reducir el uso

de los plaguicidas asociados a la misma que suelen ser causantes de grandes daños ambientales y a la salud.

Mejora en la nutrición. Se puede llegar a introducir vitaminas y proteínas adicionales en alimentos así como reducir los alergenos y toxinas naturales. También se puede intentar cultivar en condiciones extremas lo que auxiliaría a los países que tienen menos disposición de alimentos.

Mejora en el desarrollo de nuevos materiales. La aplicación de la biotecnología presenta riesgos que pueden clasificarse en dos categorías diferentes: los efectos en la salud de los monos que son los humanos y de los animales y las consecuencias ambientales. Además, existen riesgos de un uso éticamente cuestionable de la biotecnología moderna.21 (ver: Consecuencias imprevistas). Riesgos para el medio ambiente Entre los riesgos para el medio ambiente cabe señalar la posibilidad de polinización cruzada, por medio de la cual el polen de los cultivos genéticamente modificados (GM) se difunde a cultivos no GM en campos cercanos, por lo que pueden dispersarse ciertas características como resistencia a los herbicidas de plantas GM a aquellas que no son GM. Esto que podría dar lugar, por ejemplo, al desarrollo de maleza más agresiva o de parientes silvestres con mayor resistencia a las enfermedades o a los estreses abióticos, trastornando el equilibrio del ecosistema. Otros riesgos ecológicos surgen del gran uso de cultivos modificados genéticamente con genes que producen toxinas insecticidas, como el gen del Bacillus thuringiensis. Esto puede hacer que se desarrolle una resistencia al gen en poblaciones de insectos expuestas a cultivos GM. También puede haber riesgo para especies que no son el objetivo, como aves y mariposas, por plantas con genes insecticidas. También se puede perder biodiversidad, por ejemplo, como consecuencia del desplazamiento de cultivos tradicionales por un pequeño número de cultivos modificados genéticamente".

APLICACIÓN DE LA FISICA EN EL AREA DE LA BIOTECNOLOGIA.

Como bien es sabido la Biotecnología significa: la aplicación de

principios científicos y de ingeniería para el proceso de materiales

através de agentes biológicos para obtener bienes y servicios. Estos

principios cubren una amplia variedad de disciplinas pero se basa

principalmente en microbiología, bioquímica, genética e

ingenieríagenética. Para llevar a cabo la aplicación de estos procesos

es necesario contar cierta tecnología, de entre las que mas destacan

en la biotecnología es el uso del microscopio, ya que a través de este

escomo se pueden ver los microorganismos o agentes biológicos que

nos permiten elaborar medicamentos, proteínas, productos para el

campo, vacunas, y hasta la misma cerveza.

Es aquí donde la físicaentra en infinidad de aéreas, a través del uso de

la tecnología, como es el caso del microscopio. Este lo podemos

encontrar en diversos tipos como lo son: óptico, electrónico, digital y

cuántico.El microscopio normal u óptico está formado por dos lentes.

El objeto que se quiere estudiar se estudiar se coloca en la platina. La

luz procedente del objeto penetra en el microscopio por el objetivo,

quedesempeña la función de una lupa; es decir, produce una imagen

muy ampliada del objeto. Ésta imagen se modifica mediante otro

sistema de lentes , el ocular. El aumento final conseguido es igual

alproducto de los aumentos del objetivo por los del ocular. En el

microscopio óptico este aumento tiene un límite, que se denomina

"poder de resolución" y que es aproximadamente de 1200 aumentos

La biotecnología agropecuaria ha demostrado tener amplio potencial

para ayudar a mejorar la eficiencia de la agricultura, el crecimiento

económico y las políticas dirigidas a combatir a la pobreza, tanto en

América Latina como en el resto del mundo. La amplia y creciente

difusión de biotecnologías que aplican métodos de transformación

genética en América Latina y en el mundo, es una muestra visible de

su potencial. Sin embargo, esta tecnología representa un cambio en el

paradigma del proceso de innovación y transferencia del conocimiento

lo cual puede tener consecuencias importantes para la región. En la

bio-economía, campo donde se juntan la innovación biológica y el

conocimiento, la biotecnología tendrá un papel preponderante, pero

también planteará nuevos retos y desafíos a las organizaciones y

sistemas de investigación y desarrollo, al igual que a las de

transferencia de tecnologías y conocimientos.

En este informe, se presentan los datos y el análisis de una encuesta

realizada en 18 países latinoamericanos. Los resultados cuantitativos

de estas encuestas, que fueron suplementados con toda la

información secundaria disponible y el análisis de los expertos

regionales y nacionales en la materia que componen el equipo de

trabajo, hacen de este documento una valiosa herramienta para

evaluar la capacidad de innovación biotecnológica en América Latina.

Un segundo documento incluirá una discusión más detallada de las

políticas y alternativas de acción, y las pondrá a la disposición de los

países de la región.

Los resultados de este estudio muestran que a pesar de que las

biotecnologías han tenido una amplia difusión en América Latina (en el

2008, se sembraron cultivos genéticamente mejorados en más de 40

millones de hectáreas en la región), la mayoría de las aplicaciones

biotecnológicas en los sistemas de innovación público y privado son

de tipo convencional. Estos resultados no implican necesariamente

que las tecnologías convencionales tengan el potencial de contribuir al

valor agregado de las cadenas agroalimentarias ni que los productores

tengan la capacidad de usar estas tecnologías. Lo que estos

resultados sí muestran es una diferencia muy marcada en la

capacidad de innovación de los distintos países y regiones del

continente.

Los países con un historial notable de hacer inversiones en recursos

humanos y financieros, en la innovación y en el cambio tecnológico,

como Brasil, México y Argentina, tienen una gran capacidad en

términos del número de tecnologías que dominan, tanto modernas

como convencionales. Los países con una capacidad de innovación

intermedia, como Colombia, Chile, Costa Rica, Perú y Uruguay, tienen

un potencial muy respetable para utilizar tecnologías tanto

convencionales como modernas. En cambio, el resto de los países

centroamericanos, junto con Bolivia, Ecuador, Paraguay y la República

Dominicana, tienen una capacidad de innovación biotecnológica

convencional muy pobre y, en el caso de la innovación biotecnológica

moderna, casi nula. Cabe señalar que en muchos casos, la capacidad

existente en estos últimos países consiste en individuos y equipos de

trabajos muy pequeños o aislados, lo cual refleja la falta de programas

gubernamentales de apoyo a la agricultura.

Las instituciones en América Latina que trabajan en la innovación

biotecnológica cubren una amplia gama de cultivos y limitantes de la

productividad. Por un lado, esto refleja la gran diversidad de recursos

genéticos que existe en la región y el notable esfuerzo que invierten

los sistemas de investigación en atender aquellos cultivos y atributos

productivos que son de importancia estratégica para la región. Por otro

lado, la expansión a un portafolio de innovación más amplio sin un

incremento significativo en los recursos humanos y financieros, en

muchos países ha diluido notablemente la capacidad del sistema de

innovación biotecnológica. Cabe resaltar que los países han destinado

muy pocos recursos a los cultivos genéticamente mejorados,

especialmente los difundidos comercialmente en la región, quizá

debido a que han decidido concentrar sus esfuerzos en aquellos

productos de carácter público que no entran en competencia directa

con el sector privado.

El volumen de recursos humanos y financieros destinados a una

actividad de innovación es un indicador indirecto del interés de la

región en la misma, que también nos da una idea de la capacidad de

innovación del país o región. Según este indicador, existen países con

un sistema de investigación e innovación bastante avanzado, como

Brasil, México y Argentina, que destinan cantidades relativamente

significativas de recursos humanos y financieros a la investigación en

general y a la biotecnología en particular. Hay dos países que

sobresalen por tener niveles e intensidades de inversión bastantes

elevados, considerando su economía y el tamaño del mercado

potencial: Uruguay y Costa Rica. Esto se debe a políticas específicas

de sus gobiernos, que consideran la ciencia y tecnología, y la

agricultura, como componentes esenciales del desarrollo. Dicha

situación contrasta con los bajos niveles de inversión en biotecnología

agropecuaria y en los procesos de innovación en general, en el resto

de América Central, Bolivia, Paraguay y la República Dominicana.

Estos niveles bajos de inversión podrían ser consecuencia del

contexto político, institucional y social en estos países, ya que algunos

de ellos se han opuesto al uso e introducción de organismos

genéticamente mejorados y de la tecnología en general.

Aunque la superficie sembrada con cultivos genéticamente mejorados

ha ido incrementando a un paso acelerado, esta expansión se ha dado

en cuatro cultivos (soja, maíz, algodón y canola) que tienen dos

atributos (resistencia a herbicidas y a insectos) en ocho países (Brasil,

Argentina, México, Uruguay, Paraguay, Bolivia, Honduras y Colombia).

Todos los cultivos diseminados comercialmente fueron desarrollados

por empresas multinacionales privadas. Hasta el momento, ningún

sistema nacional de innovación en América Latina, ya sea público o

privado, ha transferido comercialmente una tecnología desarrollada

por el sistema mismo; más bien, se limitan a adaptar y transferir

características agronómicas deseables a variedades y especies

nacionales utilizando medios convencionales.

Esto no significa que no haya tecnologías suficientemente

desarrolladas para ser lanzadas al mercado, lo cual ha sido

documentado en la literatura. Es más bien un llamado de atención

para examinar las causas que pudiesen explicar este fenómeno,

incluyendo la capacidad de evaluar la bioseguridad y la inocuidad de

los alimentos, la complejidad de los procesos regulatorios y el elevado

costo de la evaluación de bioseguridad ––y, particularmente, de la

inocuidad–– en cada país. Aunamos a estos agentes causales, la poca

capacidad para negociar y solucionar problemas relacionados con la

propiedad intelectual o con los instrumentos de protección intelectual;

establecer alianzas estratégicas; transferir tecnologías; y mantener el

valor agregado en la cadena agroalimentaria (product stewardship).

Para evaluar la bioseguridad y la inocuidad de los alimentos, es

necesario contar con una masa crítica mínima de capacidad científica,

potenciada por inversiones en recursos humanos, tecnológicos y

financieros. Esta masa crítica no existe en muchos de los países

analizados y, aun en aquellos que sí la tienen, las presiones sociales y

políticas han entorpecido la diseminación de tecnologías aprobadas

por los organismos regulatorios. La poca capacidad, aunada a la

incertidumbre respecto al proceso regulatorio, afecta negativamente

las instituciones nacionales de investigación tanto públicas como

privadas, que en muchos casos disponen de escasos recursos. Esta

debilidad necesita ser atendida por las políticas a nivel nacional o

regional.

Las limitaciones del proceso de bioseguridad pueden llegar a anular

las ganancias logradas con el manejo de la propiedad intelectual y el

establecimiento de alianzas estratégicas. En cuanto a la propiedad

intelectual, Brasil, Argentina y México cuentan con instrumentos y

capacidad de negociación a un nivel razonable. Sin embargo, la

mayoría de los instrumentos de protección en estos tres países fueron

elaborados por no-residentes.

La biotecnología tiene un potencial real de contribuir a solucionar

problemas específicos de la agricultura latinoamericana que no han

sido resueltos por métodos convencionales. Al mismo tiempo, tiene la

capacidad de enfocarse en problemas específicos, cuya solución

contribuirá al crecimiento económico y, por ende, a combatir la

pobreza. Pese a los marcados contrastes en la capacidad de

innovación biotecnológica y científica en general, existe actualmente

mucha capacidad innovadora que necesitará ser canalizada, a medida

que la agricultura retome el papel protagónico en el proceso de

desarrollo. La agricultura para el desarrollo sólo será posible si se

fomenta la innovación y la transferencia de tecnologías útiles a los

productores, pero esto no es suficiente; es necesario, además,

resolver los factores que limitan la capacidad para evaluar la

bioseguridad y la inocuidad, la propiedad intelectual, y la integración

de las mismas en las cadenas de valor agroalimentarias en un marco

de transparencia que respete los principios de equidad y

sostenibilidad. El formular e implementar políticas razonables, que al

público le inspiren confianza, y que logren la inserción de

biotecnologías adecuadas y sostenibles, será el mayor reto que

enfrentarán los países latinoamericanos. Esta aseveración es más

importante aun en el caso particular de tecnologías controvertidas

como los cultivos genéticamente mejorados.

Riego

La unidad de riegos es la encargada de suministrar el agua a los

cultivos del Centro de Biotecnología agropecuaria, en la cantidad y con

la frecuencia requerida por cada uno de ellos. Nuestra principal

actividad se refiere a la operación y al mantenimiento de los sistemas

de riego instalados en el Centro. Componentes de la unidad de riegos

en el SENA Mosquera. Caseta de riego para agricultura Aplicación del

riego Canales y elementos de control de agua de la finca. El riego

consiste en aportar agua al suelo para que los vegetales tengan el

suministro que necesitan favoreciendo así su crecimiento. Se utiliza en

la agricultura y en jardinería. Los métodos más comunes de riego son:

Por arroyamiento o surcos

Por inundación o sumersión. Por aspersión. El riego por aspersión

rocía las gotas de agua en la superficie de la tierra, simulando el

efecto de la lluvia.

Por infiltración o canales

Por goteo o riego localizado. El riego de goteo libera gotas o un chorro

fino, a través de los agujeros de una tubería plástica que se coloca

sobre o debajo de la superficie de la tierra.

Por drenaje

El método principal de entrega de agua al campo (para cerca del 95

por ciento de los proyectos en todo el mundo) es el riego por

inundación o de surco.

Otros sistemas emplean aspersores y riego de goteo. Aunque sean

tecnologías relativamente nuevas, que requieren una inversión inicial

más grande y manejo más intensivo que el riego de superficie, el riego

por aspersión y el de goteo promete mucho potencial para optimizar la

eficiencia del uso del agua, y reducir los problemas relacionados con

el riego. Los sistemas de riego pueden incluir los siguientes equipos e

infraestructura: represas, y reservorios, obras derivación o toma

pozos, estaciones de bombeo, canales, acequias y paliduchos para

transportar el agua (incluyendo el drenaje) sistemas de distribución

para el riego de goteo y por aspersión.Actualmente, se realiza el riego

por aspersión o gota agota, complementados con sistemas

informatizados que regulan la cuantía, humedad ambiente y

fertilización del suelo. El sistema gota a gota es muy apropiado para

los lugares donde hay escasez de agua.