La biotecnología de las cosas

La biotecnología de las cosas, un gran artículo que todos debemos leerlo.

 

Ya me cansé de cazar y recolectar ¡quiero quedarme en un solo lugar! Dijo un humano hace 10 mil años.

Así empezó la agricultura con el cultivo de plantas de las cuales pudiera alimentarse y la cría de animales que le sirvieran para comer, trabajar y vestirse.

Y con la agricultura, nació la biotecnología (aunque la palabra se inventara recién en el siglo XX) ¿Por qué? Simplemente porque “hacer biotecnología” o “usar biotecnología” es aprovechar los organismos vivos o partes de ellos para obtener bienes y servicios.

La historia de la biotecnología 

 

La historia siguió avanzando y con ella los conocimientos científicos, aunque estos fueran empíricos.

Por medio de la experiencia y la observación, nuestros primeros agricultores mejoraron sus cosechas guardando solo las semillas que les eran más útiles y descartando las demás.

Así surgió lo que hoy conocemos como mejoramiento de cultivos.

La biotecnología del morfi

 

la biotecnología de las cosas, ejemplo de el pan

La historia del pan y la cerveza. Créditos: Dra Fabiana Malacarne (@fabibiotec).-

 

Esos primeros trigos fueron molidos y mezclados con agua y, por accidente, dejados cerca de un fuego o al sol ¡La humanidad había inventado el pan!

Pero fueron los egipcios quienes, hace unos 5 mil años, le dieron una “vuelta de rosca” a este importante alimento incorporándole más biotecnología.

Se dieron cuenta que ciertos elementos del ambiente (que ahora conocemos como levaduras) hacían “crecer” la masa y eso daba un pan de mejor calidad.

Pero… ¿Por qué estaba ahí esas levaduras, esos pequeños hongos que propician la fermentación?

Porque Egipto era una tierra cálida y húmeda, buena para el cultivo de cereales pero también ideal para el desarrollo de microorganismos.

Los granos de trigo se mojaban en agua para ablandarlos y molerlos.

Algunos fueron olvidados y siguieron fermentando hasta transformarse en la primera cerveza de la historia… o la segunda, también los sumerios y babilonios preparaban un brebaje similar.

No sé si los egipcios inventaron también la fiesta, pero comida y bebida ya tenían… e insecticidas también.

Lee también: “La biotecnología en cuentos

Los quesos, los insecticidas, el vino, y mucho más gracias a la biotecnología

 

Usaban un “polvo” para proteger los granos almacenados de las plagas.

Este polvo misterioso se llamó muchos años después “Polvo de Persia” y no era otra cosa que flores de crisantemo secas y molidas, el origen de los actuales insecticidas piretroides.

Los orígenes del queso, otro alimento biotecnológico, parece ser tan viejo como la propia agricultura.

Allá donde el tiempo se desdibuja y la historia se mezcla con las leyendas, cuentan que un mercader árabe que viajaba por el desierto inventó el queso al poner leche en un estómago de cordero (odre), la que con las elevadas temperaturas y el cuajo del estómago que contiene la enzima quimosina, fermentó y se solidificó.

la historia del queso y de la biotecnología

La historia del queso y la biotecnología. Ilustración: Dra Fabiana Malacarne (@fabibiotec).-

Y si hablamos de alimentos y bebidas fermentados podemos mencionar los embutidos, los encurtidos y el vino y ya tenemos la ¡picada completa!

Los griegos, aquellos aficionados a inventar palabras, también usaban biotecnología hace más de dos mil años cuando comenzaron a hacer injertos.

Tan importante era esta técnica que es mencionada en los escritos de Aristóteles y sus discípulos, quienes fueron los primeros filósofos de la ciencia.

Sus teorías y observaciones tuvieron que esperar hasta el siglo XVII para ser corroboradas o refutadas, cuando con la revolución científica llegaron inventos como el telescopio y el microscopio, que ayudaron a entender mejor el funcionamiento del universo.

Y… ¿se acuerdan que ya les hablé de enzimas que fermentaban la leche?

Pues bien, estas fueron descubiertas casi a final del siglo XIX, unas décadas después de que el monje austríaco Gregor Mendel diera origen a la Genética con sus estudios sobre la herencia de las arvejas.

La palabra biotecnología

 

A principios del siglo XX, más específicamente en 1919, Karl Ereky (un ingeniero húngaro) acuñó el término biotecnología para referirse a la tecnología de conversión de materias primas agrícolas en productos más elaborados y la definió como:

“Los métodos que permiten la obtención de productos a partir de materia prima, mediante la intervención de organismos vivos”

No sé cómo sonaba eso en húngaro, pero el término arraigó y se popularizó a partir de la segunda mitad del siglo.

La biotecnología de los medicamentos y la salud

 

Por esa época, Fleming descubrió que los hongos Penicillium, además de descomponer naranjas y otras frutas, producían un importante antibiótico: la penicilina.

La Segunda Guerra Mundial y la necesidad de tratar infecciones, impulsó la industrialización de su producción para abaratar los costos y a la postre le valió a Fleming el premio Nobel en 1945.

El inicio de la biotecnología moderna

 

Hace ya más de 60 años que un grupo de científicos apoyados en el invaluable trabajo de una pionera de la ciencia, Rosalinda Franklin, descubrió la estructura del material genético, el ADN o el “libro de la vida” como a algunos les gusta llamarlo.

Con este conocimiento y el descubrimiento de enzimas “cortadoras” y “pegadoras” de ADN fue posible aislar segmentos de ADN, genes, de un organismo y ponerlos en otro para producir proteínas.

¿Cómo fue esto posible? Porque todos los seres vivos, desde una bacteria hasta un elefante pasando por los humanos, producen proteínas de la misma manera ¡Genial!

Esta conjunción de hechos científicos originó la biotecnología moderna a través de la ingeniería genética.

Así fue posible fabricar medicinas en bacterias.

Estas son más baratas, y lo más importante sin posibilidad de rechazo.

Ahora Escherichias coli, sí esas que causan diarrea, fabrican insulina, hormona del crecimiento (la mismita que usó Lio Messi) y hasta Factor VIII de coagulación sanguínea para los hemofílicos.

La ingeniería genética – biotecnología

 

La ingeniería genética permite “colorear” proteínas (que son el producto de expresión de los genes) insertando genes que las hacen brillar y así poder estudiar enfermedades o procesos, por ejemplo qué gen está “encendido” o “apagado” en un momento determinado. Así podemos ver los brainbows o arcoíris cerebrales que colorean proteínas del cerebro.

Lectura complementaria: La ingeniería genética de cada día“.

Mucho habrán oído hablar del dengue, zika o chikunguña; todas enfermedades transmitidas por el mosquito Aedes aegipti.

Para controlarlas, se trata de controlar al vector liberando al ambiente mosquitos macho modificados genéticamente con genes que interrumpen el crecimiento de las larvas hijas.

Estos al cruzarse con hembras del ambiente dejan descendencia que muere y con menos vector hay menos posibilidades de transmitir las enfermedades.

La biotecnología forense

 

Allá por el año 85, un iluminado (algunos dicen que medio fumado…) Kary Mullis inventó la “fotocopiadora de ADN” o PCR, que significa Reacción en Cadena de la Polimerasa por sus siglas en inglés.

La Polimerasa y la biotecnología

La reacción en cadena de la Polimerasa. Ilustración: Dra. Fabiana Malacarne.-

Aprovechando las características propias del ADN, la PCR puede -a partir de una mínima gota de sangre, semen, saliva o un fragmento de piel- realizar muchísimas copias idénticas y ayudar a la ciencia forense a resolver crímenes, identificar personas desaparecidas y probar relaciones de parentesco, como el actual caso de la supuesta hija de Salvador Dalí.

También ayuda a la historia, por ejemplo cuando ayudó a corroborar que no todos los huesos de Cristóbal Colón estaban sepultados en Sevilla, sino que probablemente hay parte de su cuerpo en República Dominicana.

La ingeniería genética, la PCR y muchas otras herramientas de la biotecnología moderna hicieron posible también usar microorganismos para descontaminar ambientes, producir combustibles y plásticos a partir de plantas y fibras súper resistentes con multiplicidad de aplicaciones.

La biotecnología del ambiente

 

En 2002 se hundió el barco Prestige cargado de petróleo frente a las costas de Galicia, contaminando también las playas de Asturias y Cantabria.

Allí hizo su aparición una chiquita pero poderosa bacteria, la Pseudomonas putida, que ayuda a degradar los hidrocarburos convirtiéndolos en sustancias menos tóxicas y más fáciles de controlar.

Las plantas pueden ayudar a descontaminar ambientes, este proceso llamado fitorremediación es posible gracias a enzimas como la nitroreductasa, presente en la espinaca, que puede transformar algunos explosivos como el TNT en sustancias menos peligrosas.

Es posible fabricar combustibles a partir de plantas y residuos vegetales, fermentándolos para producir alcohol (bioetanol) o sometiendo sus aceites a transesterificación (reacción del aceite con un alcohol) para producir biodiesel.

Se calcula que Estados Unidos para el año 2050 podrá reemplazar el 30% de sus naftas con bioetanol obtenido de residuos vegetales fermentados por bacterias mejoradas genéticamente para hacer más eficiente el proceso.

El petróleo es un recurso muy contaminante y no renovable, mientras que a las plantas y sus residuos podemos obtenerlos todos los años.

Imagínense que se necesitan 98 toneladas de material vegetal macerándose millones de años en el subsuelo para producir tan solo 4 litros de nafta.

Rudolph Diesel, un visionario que desarrolló el primer motor diésel que funcionaba con aceite de maní, dijo a principios del siglo XX que “el uso de aceites vegetales como combustible puede ser insignificante hoy, pero con el curso del tiempo será tan importante como el petróleo y el carbón”

Esta frase premonitoria cobra notoriedad en este siglo XXI cuando los combustibles fósiles son una de las causas principales del cambio climático.

El plástico, tan usado en bolsas y envases, es un derivado del petróleo que tarda aproximadamente 500 años en degradarse.

Los bioplásticos, provenientes de la fermentación del almidón de las plantas (trigo, papa, maíz) o sintetizado directamente en células bacterianas, pueden ser fácilmente degradados por microorganismos y por lo tanto son amigables con el ambiente.

¿Sabían que el corredor de Fórmula 1 Felipe Masa cuando ganó el GP de Brasil en 2008 recibió el primer premio de la historia realizado con bioplásticos?

Hoy son parte de envases de alimentos, de bolsas y de artículos de la vida cotidiana que se pueden compostar con otros residuos.

La biotecnología de la limpieza (de la casa y del aseo personal)

 

Cuando abrimos el botiquín del baño podemos ver limpiador de lentes de contacto, champú y diferentes cosméticos que tienen proteínas producidas por la fermentación de microorganismos.

Cuando se tapa alguna cañería y debemos recurrir a esos líquidos malolientes para destaparlas, recordemos que poseen enzimas o micoorganismos enteros que degradan las grasas y las proteínas de los materiales que obstruyen las cañerías.

La biotecnología de los libros y la ropa

 

La industria del papel y el lavado de la ropa causan un gran impacto ambiental.

La primera porque consume mucha agua y contamina en el proceso de blanqueado de la celulosa.

“Hoy, la biotecnología hace posible álamos con menos lignina y más celulosa, el ahorro del 30% de energía eléctrica por la degradación de materia prima por hogos y el reemplazo del cloro del blanqueado por bacterias, cuyas enzimas realizan el proceso”.

El lavado de la ropa consume mucha agua y energía, especialmente para sacar manchas difíciles ya que debe emplearse agua caliente.

Con la biotecnología, llegaron los jabones inteligentes; aquellos que tienen enzimas de organismos extremófilos (esos que viven dónde hace mucho frío o mucho calor por ejemplo) que pueden quitar manchas de grasa, sangre, óxido, etc con agua fría. Este proceso ahorra mucha energía en el lavado.

¿Sabían que el aspecto gastado de los jeans es más amigable con el ambiente gracias a la biotecnología?

Antes para lograrlo se lavaba la tela con piedras para gastarla; ahora se usan enzimas que degradan la celulosa y así no se arruinan las lavadoras y se gasta menos energía.

También la industria del cuero trata de contaminar menos usando enzimas para el curtido y para lograr materiales brillantes y flexibles.

La biotecnología de los cultivos

 

¿Qué decir de las plantas transgénicas?

Desde hace más de 20 años, millones de productores las siembran en 181 millones de hectáreas de todo el mundo.

Hay soja, algodón y maíz resistentes a insectos y tolerantes a herbicidas que facilitan el manejo de los cultivos y permiten la reducción en el uso de agroquímicos para el control de plagas.

Pero también las hay con mayor contenido de vitamina A y hierro para ayudar a prevenir ceguera y abortos en países carenciados, manzanas y papas que no pardean al ser expuestas al aire (no se oscurecen cuando las cortamos) o claveles y rosas azules.

Argentina siembra tres cultivos transgénicos:

  • Soja, Maíz y Algodón, desde la campaña 1996/97.

 

Produce el 21% de la soja mundial. Con ella se preparan alimentos (tofu, leche, germinados), se fabrican pinturas, tintas, limpiadores, pelotas de Paint-ball, lubricante para ascensores, espuma para fabricar almohadas, sofás y autopartes y biodiesel, entre muchos usos.

El maíz de nuestro país se usa para alimentación humana y animal, para producir etanol y bioenergía, para obtener fructosa para la industria alimentaria y para fabricar jabones, lociones y pasta de dientes y también para el recubrimiento de medicamentos muy consumidos como la aspirina.

El algodón es usado en la industria textil y para fabricar billetes y productos sanitarios como gasas, hisopos, y mucho más.

La biotecnología del deporte

 

¿Hay biotecnología en el fútbol? ¡Mucha más de lo que crees!

El césped que se usa para las canchas se ha mejorado para resistir al tránsito intenso y al pisoteo.

Para ello se usa, entre otras, una técnica biotecnológica, llamada marcadores moleculares que son una especie de semáforos que están en el ADN indicando dónde están las características de interés para el mejoramiento.

Las telas de los uniformes tienen incorporado control microbiano para el calor, la humedad y el olor.

Algunas bacterias absorben la humedad, se “hinchan” y la alejan de la piel logrando la ventilación del cuerpo del deportista.

La biotecnología no se queda en el fútbol sino que trasciende a otros deportes.

Al último campeonato de polo argentino se lo llamó “Games of Clones”, ya que el equipo de Adolfo Cambiaso usó seis clones de su mejor yegua: Cuartetera.

A este animal se le extrajeron células, de las cuales solo se usó el núcleo que se transfirió a un óvulo sin núcleo y se le “indujo” la gestación.

El embrión se implantó en madres sustitutas que gestaron y parieron los clones.

La biotecnología de las cosas, o ¿las cosas de las biotecnología?

 

Nos levantamos usando biotecnología, en la pasta de dientes, en los alimentos del desayuno; vamos al trabajo o al colegio usando biotecnología, comemos biotecnología y usamos medicinas biotecnológicas.

Recurrimos a ella cuando deben diagnosticarnos una enfermedad, queremos buscar a un familiar perdido o conocer nuestra identidad.

Para combatir el cambio climático y ayudar al ambiente también la usamos y está omnipresente en los deportes y en nuestra diversión.

La biotecnología ¡es parte de la vida cotidiana!

Sobre la autora

Por Fabiana Malacarne (@fabibiotec) – Argentina
Ing. Agrónoma
M.Sc. en Genética
Dra. en Filosofía, Ciencia, Tecnología y Sociedad 

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Marcelo M.

Marcelo Moscoso P. consultor ambiental, formado en Ingeniería Agronómica y Medio Ambiente.Tengo este blog que se nutre de ciencia, el medio ambiente y los animales.Bienvenido.

2 comentarios:

  1. Alicia Carolina López Núñez

    Muchas gracias por el artìculo, habìa cosas que ni hubiera inmaginado que eran producto de la biotecnologìa, muchas felicidades a los dos, por informarnos, ya que el conocimiento es poder…. bendiciones a los dos. Como siempre lo hago compartiré la información con mis estudiantes. Mil gracias.

  2. Doctora Fabiana, muchas felicidades por este trabajo, no solo porque demandó mucha paciencia y cariño por las cosas.
    Me encantó el artículo y sobretodo me enseñó mucho. Ignoraba que los quesos o el vino son producto de la biotecnología, un término que antes me sonaba mal o peligroso.
    Cariños.
    Maura Yill
    NY

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