Aplicaciones de la Biotecnología en Energía, Agricultura y Medio Ambiente

Biotecnología en la Industria Energética

Las microalgas son un conjunto heterogéneo de microorganismos fotosintéticos unicelulares procariontes (cianobacterias) y eucariontes que pueden encontrarse en diversas aguas marinas, dulces, salobres, residuales y en el suelo bajo un amplio rango de temperaturas, pH y nutrientes. Las algas autótrofas pueden utilizar el dióxido de carbono como fuente de carbono 27 y la luz solar como fuente de energía para la acumulación de grasas bajo condiciones especiales de cultivo. Se trata de una fuente de producción de energía en continuo, inagotable y no contaminante porque no moviliza carbono fósil, sino que utiliza el exceso de carbono (CO2). Contribuye de esta forma a paliar el efecto invernadero. El género de microalga más empleado para la producción de lípidos ha sido la Chlorella.

Biotecnología en la Industria Agropecuaria

Proteínas Microbianas para Suplementos de Piensos

La masa microbiana de levaduras como Saccharomyces cerevisiae, algas del género Spirulina, y hongos filamentosos como Fusarium son una importante fuente de proteínas para utilizar como suplemento en los piensos.

Insecticidas Biológicos

La utilización de plaguicidas para controlar las plagas que afectan a los cultivos. Ejemplo: la bacteria Bacillus thuringiensis posee un gen productor de una proteína tóxica para el aparato digestivo de los insectos, o bien insertando el gen que produce la toxina en la propia planta. La utilización de insecticidas biológicos evita daños en el medio ambiente y los seres vivos al no producir efectos indeseables en animales superiores o en el humano.

Plantas y Animales Transgénicos

Son aquellos Organismos Modificados Genéticamente (OMG) a los que se les ha insertado un gen, denominado transgén, procedente de otro organismo diferente. Su objetivo es que presenten características deseables para los consumidores de dichos organismos.

Biotecnología y Medio Ambiente

Biorremediación

Proceso realizado con la intervención humana, que aprovecha la capacidad de ciertos microorganismos o sus enzimas libres para degradar sustancias contaminantes, como vertidos orgánicos tóxicos, metales pesados, pesticidas, hidrocarburos, con el objetivo de minimizar los daños que estos materiales causan en el medio ambiente, ya sea terrestre o acuático. Se puede hacer mediante bioestimulación, la cual consiste en incorporar nutrientes o por bioaumentación, que implica la incorporación de organismos con capacidad de degradar diferentes compuestos a un ambiente contaminado.

Compuestos contaminantes que se eliminan del ecosistema por biorremediación

• Hidrocarburos: suelen proceder de vertidos de petróleo. Son bacterias (Pseudomonas), hongos (Candida).
• Metales Pesados: son muy difíciles de eliminar de los ecosistemas.
• Xenobióticos: son compuestos fabricados de forma artificial por síntesis química, con fines industriales o agrícolas. Ejemplo: los plaguicidas, pesticidas.
• Materia Orgánica Presente en los Efluentes o Aguas Residuales: El grado de contaminación de un efluente viene dado por su concentración de materia orgánica, lo cual se determina a través de la DBO: cantidad de oxígeno necesaria para degradar por completo, mediante oxidación biológica, la materia orgánica.

Tipos de biorremediación según el organismo o molécula que se utilice para ello

• Biorremediación Microbiana: En ella se hace uso de bacterias y hongos para remediar el sitio contaminado. Se buscan especies que sean capaces de metabolizar los compuestos contaminantes.
• Fitoremediación: es un tipo de biorremediación en la cual se utilizan plantas para eliminar contaminantes del suelo.
• Degradación Enzimática: técnica que hace referencia al uso exclusivo de enzimas para remediar un ambiente contaminado.
• Biodegradación: proceso natural por el que muchos microorganismos transforman moléculas orgánicas, a veces tóxicas, en otras generalmente más pequeñas e inocuas, que se incorporarán al ciclo de los bioelementos.
• Lixiviación Microbiana (Biolixiviación): proceso mediante el cual, utilizando microorganismos, se extraen los metales a partir de las rocas que los contienen, Acidiphilium.
• Control de Plagas: para evitar el uso de químicos, se hace uso de microorganismos como las bacterias de la especie Bacillus thuringiensis.
• Compostaje: bacterias de los géneros Pseudomonas, Bacillus, se utilizan para producir compost, el producto final de la descomposición biológica de sustratos orgánicos bajo condiciones de alta temperatura que se utiliza como fertilizante natural.
• Detoxificación: conversión de una molécula tóxica en otra no tóxica.
• Degradación: transformación de una sustancia compleja en productos más simples.
• Conjugación: formación de compuestos por reacciones de adición, de tal modo que el microorganismo combina los contaminantes con metabolitos celulares como aminoácidos o ácidos orgánicos.