Principales Aplicaciones de la Biotecnología: Farmacia, Agricultura e Impacto Ambiental
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Aplicaciones Farmacéuticas e Industriales de la Biotecnología
Producción de Esteroides
Los esteroides son hormonas que regulan diversos procesos metabólicos en los animales. Los microorganismos intervienen en la elaboración de estos productos en alguna de las fases de síntesis. Este proceso se denomina biotransformación o bioconversión. La cortisona, por ejemplo, se obtiene tras un proceso de bioconversión en el cual un hongo puede hidrolizar un precursor de la cortisona y generar así el producto final.
Obtención de Fármacos de Diseño
La obtención de fármacos de diseño se basa en varios pilares fundamentales:
- El conocimiento de los mecanismos moleculares de la enfermedad.
- El diseño dirigido de moléculas que interfieren en el desarrollo de la enfermedad mediante la interacción con otras moléculas.
- El uso de técnicas de búsqueda de compuestos naturales (moléculas bioactivas) con capacidad para curar o mejorar los síntomas.
Producción Microbiana de Enzimas
Diversas especies de bacterias y hongos se utilizan industrialmente para producir enzimas clave como proteasas, amilasas y lipasas. Estas son empleadas, por ejemplo, como aditivos en los detergentes bioactivos para lavadoras.
Otras enzimas, como la quimosina (utilizada en la fabricación del queso), también se obtienen de microorganismos.
Las amilasas y las glucoamilasas se usan para producir glucosa a partir de almidón. Esta glucosa sirve como sustrato para otra enzima que da lugar a la fructosa, utilizada como edulcorante.
Inmovilización de Enzimas
En los procesos industriales, las enzimas son inmovilizadas para obtener un mayor rendimiento, manteniendo su funcionalidad y estabilidad. La inmovilización se puede realizar mediante:
- La polimerización de las propias moléculas de la enzima.
- La unión a un transportador inerte.
- La inclusión en el interior de microcápsulas.
Biotecnología en el Sector Agrícola
El sector agrícola es uno de los campos donde el uso de técnicas biotecnológicas derivadas de la ingeniería genética ha permitido mejorar la producción de cultivos transgénicos, fertilizantes o insecticidas biológicos.
Plantas Transgénicas
Una de las estrategias utilizadas es la introducción de un plásmido que puede modificarse y ser clonado con los genes de interés. El proceso de transformación vegetal incluye los siguientes pasos:
- Construcción de un plásmido con el gen de interés.
- Introducción del plásmido en Agrobacterium.
- Incorporación del gen de interés dentro del cromosoma vegetal.
- Multiplicación celular.
- Regeneración y selección de plántulas transformadas.
- Transferencia de las plántulas seleccionadas al suelo.
Producción de Biofertilizantes
Una alternativa ecológica a los fertilizantes químicos son las bacterias fijadoras de nitrógeno, que utilizan el nitrógeno molecular como fuente de dicho elemento, produciendo amonio.
Producción de Insecticidas Biológicos
La utilización de los insecticidas químicos tiene el inconveniente de que son, en muchos casos, tóxicos o difícilmente biodegradables, y también acumulables. Esto significa que se almacenan en las raíces, las hojas o los frutos, donde pueden ser ingeridos por animales o personas.
Biotecnología Ambiental: Biorremediación
Biorremediación
La biorremediación es una parte de la biotecnología ambiental que aprovecha la diversidad de los microorganismos y su potencial metabólico para el tratamiento de residuos o la eliminación de contaminantes orgánicos o inorgánicos.
Biodegradación
Consiste en la degradación completa de un compuesto orgánico hasta CO₂ y agua, proceso en el que suelen participar diversas poblaciones microbianas.
Detoxificación
La inactivación de contaminantes tiene lugar mediante la unión a proteínas o el almacenamiento en compartimentos celulares.
Adsorción
La inmovilización de los contaminantes se consigue por adsorción a estructuras externas.