DEFINICION 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".

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.

Personajes influyentes en la Biotecnología

Gregor Mendel.- Describió las Leyes de Mendel que rigen la herencia genética, estableciendo las bases de la genética moderna.

Pasteur.- Describió científicamente el proceso de pasteurización y comprobó la imposibilidad de la generación espontánea.

Watson y Crick.- Descubridores de la estructura del ADN.

ClasificacionesPor aparición

Primera generación

Segunda generación

Tercera generación

Por campo de aplicación

Industrial (Ej:Alimentos)

Medica

Agricola

Ambiental

Computacional

BIOTECNOLOGÍA AGRICOLA

Producción de biofertilizantes

Producción biopesticidas

Cultivo in vitro de plantas

BIOTECNOLOGIA INDUSTRIAL

Producción de combustibles renovables utilizando técnicas biológicas. Tal es el caso del bioetanol, metano y el biodiésel

Bioetanol:A partir de plantaciones de crecimiento rápido y de una alta eficiencia fotosintética o de residuos agrícolas.

Con hidrolisis enzimatica y por fermentacion con levaduras se produce.

Caña de azúcar Jathropa BioenergíaMaiz

Biogás:

Gas combustible generado por reacciones de biodegradación de materia orgánica, mediante la acción de microorganismos (ej, bacterias metanogénicas) en ausencia de aire.

Residuos agrícolas

(3) Sitio Web PROBIOGASBioDigestor

BIOGÁS

01. Innovación Biotecnológica en Gestión Medioambiental

Microorganismos

Cultivosenergético

s

Bioetanol

ProcesoClasificación

Biodiesel

Bioenergía:

Energía renovable proveniente de material biológico. Se obtiene tanto de sistemas biológicos que producen biocombustibles, así como de la biomasa y sus productos derivados.

Ventajas

Disponibilidad de fuentes orgánicas renovables de energía.

Proceso carbono-neutral (bajos niveles de contaminación de CO2).

Posibilidad de implementar un sistema de eco-agricultura con cero residuos agrícolas (convertidos en energía).

“Desarrollo, uso y regulación de los sistemas biológicos para la remediación de ambientes contaminados (tierra, aire, agua).

Utilización de plantas y microorganismos para conseguir descontaminar aguas, suelos y la atmósfera

Compostaje

Biorremediación:Proceso que utiliza microorganismos, hongos o plantas (o las enzimas derivadas de éstas) para recuperar un ambiente contaminado a su estado natural.

Ventajas

Descontaminación de áreas inaccesibles

Menores costes en comparación a métodos que requieran excavación.

Recupera ambientes para ser reutilizados para otras actividades productivas.

(2) BioSerentia.

Herramientas

organismos

Contaminante

Nutrientes(oxígeno y

otros)

Mineralización

Proceso

BIORREFINERIAS

BIOTECNOLOGÍA MEDICA

Se aplica a la utilización de biotecnología en procesos médicos:

Produción de antibióticosDesarrollo de vacunas más seguras y nuevos fármacosDiagnósticos molecularesTerapias regenerativasDesarrollo de la ingeniería genética para curar

enfermedades a través de la manipulación génica.

Bioinformática

La Bioinformática es capaz de utilizar la tecnología para organizar y analizar

la información biológica.

Orientada hacia la investigación y desarrollo de herramientas útiles para

llegar a entender el flujo de información desde los genes a las estructuras

moleculares, a su función bioquímica, a su conducta biológica y, finalmente, a

su influencia en las enfermedades y en la salud. 

BIOTECNOLOGIA ALIMENTARIA

BIOTECNOLOGÍA ALIMENTARIA

Obtención de enzimas de origen vegetal

Utilización de enzimas para la producción de nuevos alimentos.

Alimentos transformados genéticamente

Suplementos proteícos

Alimentos funcionales (probioticos y prebioticos)

Aditivos para la industria de los alimentos (colorantes,saborizantes)

Biosensores

ALIMENTOS TRANSGENICOSParte de la biotecnología de

los alimentos.

Aplicación de tecnologías para modificar genes de animales plantas y microorganismos.

Crear nuevas especies con niveles altos de rendimientos y con características deseables para el mercado.

Recuerde que los genes son secciones de DNA que codifican una proteína.

ALIMENTOS TRANSGENICOSGran controversia

por la incertidumbre de sus efectos a largo plazo en humanos o en la cadena alimenticia.

Plantas transgénicasQué es una planta transgénica?

Una planta transgénica es una planta a la cual se le ha introducido un gen extra proveniente de otro organismo (planta, bacteria, animal).   ¿Para qué se agrega un nuevo gen a una planta?

Generalmente para dotarla de alguna característica especial: resistencia a herbicidas, insectos, virus, condiciones extremas. En la Argentina de los cultivares transgénicos el más difundido es la soja RR, con resistencia a glifosfato, otros son maíz con resistencia al ataque de insectos (lepidópteros). 

Ejemplos de alimentos transgenicos

• En 1994 la empresa Monsanto comercializó el tomate “Flavr-Savr” en el que, mediante Ingeniería Genética, se había modificado su aspecto, su sabor y su tiempo de maduración y conservación.

Estados Unidos lidera el uso de la ingeniería genética en la producción modificada exportable de soja, maíz, trigo y algodón. Bordea el 90% del comercio mundial de soja y maíz transgénicos. Sólo en soja transgénica exporta un 40 % a Europa.

Por qué modificar geneticamente los alimentos?

1. Para alargar la vida útil.Ejemplo tomate larga vida

Tipicamente los tomates producen una proteína que los suaviza o ablanda.

Ahora se introduce un gen que bloquea la sistesis de la proteina

Permite a los agricultores cosechar en estado de mayor cualidades organolepticas.

Por qué modificar geneticamente los alimentos?

2) Procesar eficientemente los alimentos.Ejemplo: Produccion de renina

En coagulacion de la leche.

Antiguaente extraida del estomago de las cabras y corderos pequeños (costoso)

Se insertaron genes de renina en una bacteria E.coli para producir mayor cantidad.

Esto disminuye tiempo,

inversion y animales sacrificados.

Por qué modificar geneticamente los alimentos?

3) Mejor composicion de nutrientesEjemplo: Arroz dorado

Se introducen genes en la planta para incrementar la cantidad y otros nutrientes

“Biofortification”Inserción de genes de

bacteria que produce betacaroteno, en el arroz.

Precursor de Vitamina A.

Por qué modificar geneticamente los alimentos?

4) Eficientes almacenes de drogas

Insertando genes dentro de plantas y animales para producir vacunas o medicinas esenciales.

“Biofarmacias”Bananas y patatas

para hacer vacunas contra la hepatitis.

Hojas de tabajo para drogas contra el SIDA.

uvvgy

Maiz Bt:Maíz que se defiende a si mismo del ataque de insectos lepidópteros.

Utilizando la tecnología de ADN recombinante se insertó un gen de la bacteria Bacillus thuringensis (Bt)

Sus hojas, tallo y polen expresaran la proteína Bt de la bacteria.

Control de los daños y pérdidas causadas por plagas de insectos.

Bacillus thuringiensis es una bacteria del suelo que en condiciones naturales produce la proteína cristalina Bt.

Esta proteína es el ingrediente activo que ha sido utilizado por los agricultores y jardineros durante 40 años en la agricultura tradicional y orgánica.

EJEMPLOS

Para el medio ambiente Beneficios A corto plazo, menos

utilización de productos fitosanitarios (ej: el maíz Bt produce una toxina y no hace falta utilizar plaguicidas añadidos en sus campos)

Riesgos Contaminación del suelo por

acumulación de la toxina Bt.

Contaminación genética (transmisión de la modificación genética entre especies

competencia por los recursos entre plantas modificadas genéticamente y las tradicionales; efectos imprevisibles de los transgenes en las plantas silvestres)

Desaparición de la biodiversidad (por efecto del uso de productos químicos; por las toxinas fabricadas por las plantas; por contaminación genética.

LEGISLACION Cualquier intento para limitar el comercio de productos

GM debe ser compatible con los tratados legales internacionales.

Continuamente bajo tensiónConflictos por la igualdad del comercio vs preocupaciones

domésticas por seguridad alimentaria y ambiental.Miembros de la OMC “tienen derecho a tomar medidas

fitosanitarias necesarias para la protección de la vida y la salud humana, animal y vegetal”. Pero solamente en el grado necesario y deben estar “basadas en principios científicos”

Medidas no deben ser aplicadas de tal manera que constituya restricción disfrazada en el comercio internacional.

LEGISLACIONAlgunos países piden “principio de

precaución”

Establecer estándares provisional donde la evidencia científica esta ausente y se demora.

En países desarrollados los consumidores deciden que ellos no quieren consumir GM.

ALIMENTOS FUNCIONALESAquel producto, alimento modificado o

ingrediente alimentario, que pueda proveer beneficios a la salud superiores a los ofrecidos por los alimentos tradicionales.

El efecto positivo de un alimento funcional puede ser tanto en el mantenimiento del estado de salud como en la reducción del riesgo de padecer una enfermedad

PREBIÓTICOSSon ingredientes no digeribles de la dieta.

Los enzimas del intestino no pueden hidrolizarlas

Producen efectos beneficiosos estimulando selectivamente el crecimiento y/o actividad de uno o más tipos de bacterias en el colon, las que tienen a su vez la propiedad de elevar el potencial de salud del hospedero.

fructo y galacto oligosacáridos, fibra dietaria, insulina

POLISACARIDOSINULINA yacón

Enlaces beta 1-2 y terminan en glucosa

Además en ajos y espárragos

PROBIOTICOSMicroorganismos vivos que, al ser

agregados como suplemento en la dieta, afectan en forma beneficiosa al desarrollo de la flora microbiana en el intestino.

Los probióticos estimulan las funciones protectoras del sistema digestivo.

Son también conocidos como bioterapéuticos, bioprotectores o bioprofilácticos

PROBIOTICOS“organismos vivos que ingeridos en dosis definidas

ejercen efectos beneficiosos  para la salud”Previenen infecciones entéricas y

gastrointestinales.

Condiciones:1.Ser habitante normal del intestino.2.Tener un tiempo corto de reproducción3.Capaz de producir compuestos antimicrobianos.4.Estable durante el proceso de producción,

comercialización y distribución para que pueda llegar vivo al intestino.

SIMBIOTICOSLa combinación de prebióticos con probióticos.Beneficia al huésped mediante el aumento de la

sobrevivencia e implantación de los microorganismos vivos en el sistema gastrointestinal.

Ejemplos: Jugo de mango enriquecido con inulina y

Lactobacillus caseiEnsilajes con probióticosMicroencapsulación de Lactobacillus casei e inulina

ADITIVOS ALIMENTARIOS Cualquier sustancia, que, normalmente, no se

consuma como alimento en sí, ni se use como ingrediente característico en la alimentación

independientemente de que tenga o no valor nutritivo

Adición intencionada a los productos alimenticios, con un propósito tecnológico en la fase de su fabricación, transformación, preparación, tratamiento, envase, transporte o almacenamiento.

ADITIVOS ALIMENTARIOS. ¿Qué es la IDA? La Ingesta Diaria Admisible (IDA) se define

como la cantidad aproximada de un aditivo alimentario, expresada en relación con el peso corporal, que se puede ingerir diariamente durante toda la vida, sin que represente un riesgo apreciable para la salud.

ADITIVOS ALIMENTARIOS(REACCIONES ADVERSAS)

Colorantes: Tartrazina (amarillo)

Carmina (cochinilla roja)

Erupciones cutáneas, congestión nasal, urticaria

ADITIVOS ALIMENTARIOS(REACCIONES ADVERSAS)

Sulfitos: Sulfito sódico, Bisulfito de potásio,

metabisulfito de sodio

Controlan proliferación de microbios en bebidas fermentadas

Provocan asma

ADITIVOS ALIMENTARIOS(REACCIONES ADVERSAS)

Glutamato monosódico: Sodio y acido glutamico

Potenciador de sabor en comidas preparadas Comida china, salsas y sopas

Posible causante de alergicas

Aspartame: Acido aspártico y fenilalanina Edulcorante.

TIPOS DE ADITIVOS ALIMENTARIOS

Antioxidantes: Acido ascórbico, tocoferoles Impiden enranciamiento y decoloración.

Conservantes: Sulfitos, Nitratos y nitritos Limitan o previenen proliferación de microorganismos

Aditivos que aumentan o potencian cualidades sensoriales

Emulsionantes y estabilizantes, espesantes, edulcorantes, Potenciadores de sabor.

Colorantes

COLORANTES A PARTIR DE HONGOS Monascus sp Pigmentos amarillos: Monascina y ankaflavina Naranjas Monascorubrin y rubropuctatin Rojos: Monascorubramina, rubropuctamina

COLORANTES A PARTIR DE HONGOS

Colorear: Arroz, vino, queso, pescado y carnesOjo micotoxinas nefrotóxica: Daña riñones

COLORANTES A PARTIR DE HONGOS

Carotenos Sclerotium rolfsii, Thraustochytrium sp, phycomyces sp

AstaxantinaDe levadura Phaffia rhodozyma

Pigmento rojo rosadoAntioxidante anticancerigeno

AROMASTrichoderma harzianum sp6-pentil-α-pirona (olor a coco) a partir de aceites

Ceratocystis fimbriataCultivo en cascarilla y pulpa de caféAcetato de etilo, etanol, acetaldehido,

alcohol isoamilico, permeato de etilo, acetato de propilo

AROMASAroma a rosas 2-feniletanol (2-PE)Saccharomyce vini , torulopsis utilis,

Saccaromyces cerevisiae

AROMASEn la industria de los quesosGran variedad de microorganismosAsociaciones microbianas Bacterias (Geotrichum candidum, corynebacterium

sp) Levaduras (Kluyveromyces lactis, Yarrowia lipolitica)2-propanol, 2-butanona, compuestos sulfurados

SABORESEtanol de Saccharomyces cerevisiaeEn Bebidas alcohólicas y CO2Candida sp y Hanseniaspora spTolerantes al etanol Concluyen la fermentación con alcoholes y

ésteres acetato de alquilo (Aromas frutales)

SABORESAcido citricoEn producción de bebidas no alcohólicasSales efervescentes y medicina, aditivo de tintasProducido por Aspergillus niger, Penicillium

citrinumA partir de glucosa, fructosa, lactosa?

SABORESVainillinaAspergillus niger (Acido ferulico a acido

vainilico)Phanerochaete cinnabarinus y P.

chysosporium (Acido vainilico a vainillina)

SABORESHidrólisis del RNA de las levadurasPor 5-fosfodiestarasa

PROTEINA FUNGICASCP (Proteina uniceluar)Levadura alimentaria (“muerta”, hidrolizada y

seca)Para alimentación humana (debe hacerse

hidrólisis)Para alimentación animal

PROTEINA FUNGICAHONGOS LIGNOCELULOSICOSIncremento del consumo en los últimos

añosSe usan cuerpos fructiferos8-10 especies Agaricus bisporus (champiñon), Volvariella

volvacea, Pleurotus ostreatus, Lentinula edodes (Shiitake), Ganoderma lucidum (Reishi), Auricularia polytricha (oreja de judas), Tuber melanosporum (Trufas).

Sustituto proteico vegetariano de la carneA partir de residuos agrícolas