Aplicaciones sobre la biotecnología

Los entornos marítimos son especialmente vulnerables ya que los derrames de petróleo en regiones costeras y en mar abierto son difíciles de contener y sus daños difíciles de mitigar. Además de la contaminación a través de las actividades humanas, millones de toneladas de petróleo entran en el medio ambiente marino a través de filtraciones naturales. A pesar de su toxicidad, una considerable fracción del petróleo que entra en los sistemas marinos se elimina por la actividad de degradación de hidrocarburos llevada a cabo por comunidades microbianas, en particular, por las llamadas bacterias hidrocarbonoclásticas (HCB). Además varios microorganismos como Pseudomonas, Flavobacterium, Arthrobacter y Azotobacter pueden ser utilizados para degradar petróleo. El derrame del barco petrolero Exxon Valdez en Alaska en 1989 fue el primer caso en el que se utilizó biorremediación a gran escala de manera exitosa, estimulando la población bacteriana suplementándole nitrógeno y fósforo que eran los limitantes del medio.

Bioinformática
La bioinformática es un campo interdisciplinario que se ocupa de los problemas biológicos usando técnicas computacionales y hace que sea posible la rápida organización y análisis de los datos biológicos. Este campo también puede ser denominado biología computacional, y puede definirse como, "la conceptualización de la biología en término de moléculas y, a continuación, la aplicación de técnicas informáticas para comprender y organizar la información asociada a estas moléculas, a gran escala." La bioinformática desempeña un papel clave en diversas áreas, tales como la genómica funcional, la genómica estructural y la proteómica, y forma un componente clave en el sector de la biotecnología y la farmacéutica.

Bioingeniería
La ingeniería biológica o bioingeniería es una rama de ingeniería que se centra en la biotecnología y en las ciencias biológicas. Incluye diferentes disciplinas, como la ingeniería bioquímica, la ingeniería biomédica, la ingeniería de procesos biológicos, la ingeniería de biosistemas, etc. Se trata de un enfoque integrado de los fundamentos de las ciencias biológicas y los principios tradicionales de la ingeniería.

Los bioingenieros con frecuencia trabajan escalando procesos biológicos de laboratorio a escalas de producción industrial. Por otra parte, a menudo atienden problemas de gestión, económicos y jurídicos. Debido a que las patentes y los sistemas de regulación (por ejemplo, la FDA en EE.UU.) son cuestiones de vital importancia para las empresas de biotecnología, los bioingenieros a menudo deben tener los conocimientos relacionados con estos temas.

Biotecnologia from Silvina Grossi

¿Qué es la Biotecnología?

La biotecnología es la tecnología basada en la biología, especialmente usada en agricultura, farmacia, ciencia de los alimentos, medio ambiente y medicina. Se desarrolla en un enfoque multidisciplinario que involucra varias disciplinas y ciencias como biología, bioquímica, genética, virología, agronomía, ingeniería, física, química, medicina y veterinaria entre otras. Tiene gran repercusión en la farmacia, la medicina, la microbiología, la ciencia de los alimentos, la minería y la agricultura entre otros campos. Probablemente el primero que usó este término fue el ingeniero húngaro Károly Ereki, en 1919, quien la introdujo en su libro Biotecnología 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".

El Protocolo de Cartagena sobre Seguridad de la Biotecnología del Convenio sobre la Diversidad Biológica define la biotecnología moderna como la aplicación de:
• Técnicas in vitro de ácido nucleico, incluidos el ácido desoxirribonucleico (ADN) recombinante y la inyección directa de ácido nucleico en células u orgánulos, o
• La fusión de células más allá de la familia taxonómica que superan las barreras fisiológicas naturales de la reproducción o de la recombinación y que no son técnicas utilizadas en la reproducción y selección tradicional.

Biotecnología blanca o industrial (para obtener energía)

La biotecnología blanca incluye todas las aplicaciones relacionadas con la industria química, la biorremediación, la generación de combustibles (biocombustibles), los procesos industriales de procesamiento de materias primas, la generación de tejidos biológicos y la biodetergencia.

Además de las bioenergéticas, las aplicaciones industriales también permiten la obtención de plásticos biodegradables y otros biomateriales. De la misma manera que la biotecnología converge con la industria farmacéutica, la biotecnología de procesos converge con la industria química. Se estima que el año 2015 el 25% de los procesos de la industria serán biotecnológicos. De hecho, la biotecnología está introduciendo un cambio de paradigma en la industria química y tendrá un impacto importante en sectores tradicionales como el textil. Un buen ejemplo es el proyecto biotex, agenda estratégica de investigación acordada entre Euratex (Asociación Europea de Fabricantes Textiles) y Europa-Bio (patronal europea de la industria biotecnológica), a través del que se ha creado un marco de cooperación a largo plazo entre los fabricantes textiles y de productos biológicos para obtener nuevos productos para el consumo global, como fibras y composites, materiales funcionales que respondan a necesidades de los usuarios, enzimas y microorganismos que puedan integrarse a los procesos productivos del textil, biopolímeros, entre otros.

Biotecnologia Blanca

La biotecnología blanca es aquella aplicada a la industria y procesos industriales, es decir, la aplicación de las herramientas de la naturaleza a la industria. Esta categoría es muy amplia y engloba muchos sectores industriales, incluyendo el sector químico, alimentos, medio ambiente, energía, etc. Incluye también a la biotecnología ambiental: aplicación de la biotecnología en la conservación del medio ambiente.

Este tipo de actividad está buscando reemplazar a las tecnologías contaminantes por otras más limpias o amigables con el ambiente. Básicamente, emplea organismos vivos y enzimas para obtener productos más fáciles de degradar, y que requieran menos energía y generen menos desechos durante su producción.

El uso de enzimas o bio-catalizadores es uno de los avances más significativos en el área de la biotecnología blanca. Las ventajas de su uso residen en la alta selectividad y eficiencia de las enzimas en comparación con los procesos químicos. Mientras los procesos químicos convencionales requieren alta presión y alta temperatura, los microorganismos y sus enzimas trabajan a presión y temperaturas normales. Además, las enzimas son bio-degradables y muchas de ellas pueden funcionar en solventes orgánicos, alta concentración de sales y otras condiciones extremas. Las enzimas hoy se aplican a prácticamente todas las industrias, incluyendo la farmacéutica, alimenticia, química, textil, de detergentes, del papel, etc.

Química y Nanobiotecnología: Los avances en los conocimientos biotecnológicos está permitiendo realizar transformaciones químicas de una forma más eficiente y efectiva, utilizando enzimas o células enteras diseñadas para optimizar transformaciones conocidas y otras aún por conocer, que da lugar a productos de química básica (como el hidrógeno), biomateriales (como el propanodiol) y de química fina o bioquímicos (como las vitaminas). Así mismo, y gracias al desarrollo de la nanotecnología, se está empezando a controlar y utilizar las moléculas provenientes de los seres vivos como base para producir nuevos productos y servicios (como nuevos secuenciadores de ácidos nucleicos y proteínas, células artificiales, biosensores…).

Limpieza de contaminantes: Utilizando plantas y microorganismos se consiguen descontaminar aguas (lodos activos y digestiones anaerobias), suelos (fitorremediación) y la atmósfera (biofiltros).

Mejora de los procesos industriales: Gracias a la eficiencia de los procesos biológicos, la biotecnología ambiental logra optimizar procesos industriales tradicionales, o el desarrollo y en la generación de otros nuevos (por ejemplo el uso de la bacteria Thiobacillus ferooxidans en los procesos de extracción del cobre y oro).

Conservación de la biodiversidad: Proporcionando herramientas muy valiosas en cuanto a identificación, clasificación y preservación de la biodiversidad. Descubrimiento y caracterización de nuevas especies, especialmente de microorganismos y hongos; desarrollar y optimizar métodos para el marcaje y el monitoreo de ejemplares; conservación de la biodiversidad, especialmente en lo que se refiere a diagnósticos veterinarios y forenses aplicados a fauna silvestre; análisis de las ventajas y los riesgos para el medio ambiente de los organismos genéticamente modificados (OGM); utilización respetuosa y sustentable de la biodiversidad.

IMPACTO DE LA BIOTECNOLOGÍA EN LOS SECTORES INDUSTRIAL Y ENERGÉTICO

En un horizonte temporal menor a los diez años, muchas de las tecnologías identificadas en este informe serán una realidad que impregnará nuestra vida diaria, incluyendo la mejora o el desarrollo de nuevos materiales, combustibles y fármacos. Si el siglo XX ha estado caracterizado por el empuje del sector petroquímico, proveyendo de productos tan básicos para la sociedad como la gasolina o los plásticos, en el siglo XXI es previsible que asistamos a un cierto declive de dicho sector en favor de la biotecnología industrial y energética.

La utilización de las cosechas, en muchos casos modificadas genéticamente para adaptarse a las condiciones de transformación industrial, de la biomasa y los residuos, así como la transformación y utilización de microorganismos y de sus productos enzimáticos, permitirán situar a la Biotecnología en un lugar preferente, como suministradora de productos industriales y energéticos rentables, novedosos y menos contaminantes.

La biotecnología en el sector forestal

La biotecnología abarca una vasta gama de técnicas científicas que utilizan organismos vivos, o partes de los mismos, para obtener o modificar ciertos productos. La biotecnología convencional aplicada a las plantas -fitomejoramiento- se utiliza desde hace miles de años para mejorar los cultivos, mientras que es más reciente su empleo en la reproducción y mejoramiento de los árboles forestales.