RESUMEN.
La biotecnología es una aplicación la cual utiliza tanto organismos biológicos como tecnológicos para desarrollar procesos o productos que sirven para mejorar las actividades a realizar por los seres humanos, en ella se tienen grandes beneficios para la sociedad se presenta en medicina, los alimentos o los cultivos. Sirve para aplicar los conocimientos que se obtienen a través de distintas ciencias. Dicho trabajo lo enfocamos en las macromoléculas ADN,ARN, GEN y Células. Principalmente el ADN se refiere a un compuesto orgánico que contiene la información genética de los seres vivos y de algún virus; transmite información genética que es mas bien conocida como genes, por lo que esta compuesto por dos cadenas las cuales cada una están formadas por un nucleotido y este a su vez esta formado por una desoxirribosa, un grupo fosfato y bases nitrogenadas, las cuales son: Adenina, Guanina, Citocina y Timina, y estas se encargan de almacenar y transportar la información genética a través de las células. La función que presenta el ADN es el determinar las características y formas de los organismos así como las funciones con que cuenta, éste tiene una amplia relación con la ingeniería genética debido a que permite el clonar fragmentos de ADN en genes de organismos de diferentes orígenes. Las células procariotas y eucariotas contienen ADN. Las células procariotas consisten en que su estructura esta definida por membranas y no tiene núcleo porque su ADN esta disparcido, mientras que la células eucariotas si presentan un núcleo que esta definido por su membrana. Por otra parte el GEN hace referencia a la estructura que esta a cargo del traspaso de rasgos hereditarios.
INTRODUCCIÓN.
En el presente trabajo se hablará sobre la biotecnología, la cual es el uso de un organismo, o de algún componente de un organismo u otro sistema biológico para hacer un producto o proceso, además de que es un área que tiene múltiples disciplinas para su desarrollo, es decir, tiene distintos enfoques que son derivados de la tecnología y la biología, tales como la medicina, la agricultura, los alimentos.
La biotecnología resulta traer consigo grandes beneficios para el ser humano ya que se enfoca principalmente en mejorar los rendimientos de determinados campos así como para obtener información para su desarrollo.
En la sociedad , la biotecnología tiene un papel muy importante ya que resulta ser indispensable para sus avances, en ella se implica la aplicación de organismos vivos o sistemas biológicos para así poder crear los nuevos procesos o productos que ayudaran a mejorar las actividades del ser humano a las cuales se les podrá dar un uso especifico y traerá consigo su mejoramiento.
Además también es utilizada en la gestión y control de calidad en laboratorios puesto que son ramas de ella las cuales nos ayudan a tener un mejor conocimiento acerca de macromoléculas como lo son el ADN, ARN, GEN, células, etc.
La biotecnología abarca diferentes ramas que son de suma importancia para los seres humanos, pues gracias a ellas tenemos diferentes especies en las cuales podemos enfocarnos para tener un mejor conocimiento y así se nos faciliten varias cosas y podamos resolver cualquier situación que se nos pueda presentar a lo largo de nuestra vida.
ESTRATEGIAS.
¿Qué es la biotecnología?
Se refiere a 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.
La biotecnología, comprende investigación de base, la cual es una aplicación que integra distintos enfoques derivados de la tecnología y aplicación de las ciencias biológicas, tales como biología celular, molecular, bioinformática y micro-biología marina aplicada. \cite{chlorella2017}
Se incluye la investigación y desarrollo de sustancias bioactivas y alimentos funcionales para bienestar de organismos acuáticos, organismos marinos y dulceacuículas, biocombustibles, y gestión y control de calidad en laboratorios.
¿De qué es capaz la biotecnología?
Algunas de las aplicaciones más estrambóticas y los investigadores más rocambolescos se encuentran encuadrados en este campo. Desde la conquista de otros planetas a la construcción de super humanos, pasando por la producción de combustibles o eliminar el uranio, la biotecnología siempre tiene una respuesta para todo. Y la biotecnología conoce montones de puntos.
Por una variedad de técnicas derivadas de la investigación en biología celular y molecular está compuesta de acuerdo a Info Agro la biotecnología moderna, las cuales pueden ser utilizadas en cualquier industria que utilice microorganismos o células vegetales y animales.
La biotecnología permite la transformación de la agricultura. También tiene importancia para otras industrias basadas en el carbono, como energía, productos químicos y farmacéuticos y manejo de residuos o desechos. Tiene un enorme impacto potencial, porque la investigación en ciencias biológicas está efectuando avances vertiginosos y los resultados no solamente afectan una amplitud de sectores sino que también facilitan enlace entre ellos. Por ejemplo, resultados exitosos en fermentaciones de desechos agrícolas, podrían afectar tanto la economía del sector energético como la de agroindustria y adicionalmente ejercer un efecto ambiental favorable.
Biotecnología en la salud: la medicina hecha a medida.
La Biotecnología está presente en la Medicina y en la Salud animal, participando tanto en el diagnóstico como en el tratamiento de enfermedades. Con la Biotecnología cambia el concepto de la Salud, dirigiéndonos hacia una medicina cada vez más personalizada. Esto significa que podemos tener tratamientos “hechos a medida” para nosotros, así nos curan de forma más eficaz. Cada vez más medicamentos en nuestro hogar son de origen biotecnológico.
La biotecnología de la salud se aplica en la actualidad al diagnóstico molecular para la detección de infecciones y enfermedades de orígen genético. También se utiliza para el desarrollo de nuevos fármacos, diseñando y produciendo nuevas proteínas que pueden utilizarse para tratar un gran número de enfermedades como infecciones, diabetes, enfermedades cardiovasculares e incluso el cáncer. Dentro de este apartado va cobrando cada vez mayor importancia la denominada “medicina personalizada” que consiste en el estudio de la respuesta de cada paciente a los fármacos, basándose en su perfil genético.
La Biotecnología también ha cambiado la manera en la que se diseñan las vacunas. Tradicionalmente, las vacunaciones se realizaban inactivando el virus para el que se quería vacunar, inyectándolo posteriormente en las personas. Ahora las vacunas se producen mediante ingeniería genética y contienen moléculas aisladas que inducen la respuesta inmune.
La terapia celular también es biotecnología y consiste en el uso de células madre para tratar enfermedades. Estas mismas células madre se usan en la ingeniería de tejidos, que consiste en la construcción de sustitutos biológicos de órganos y tejidos en el laboratorio. Un ejemplo de ingeniería de tejidos es la fabricación de piel en el laboratorio para implantar a los quemados.
Una aplicación de la biotecnología aún en desarrollo es la terapia génica, que consiste en la introducción de material genético en las células de un ser humano para prevenir o curar ciertas enfermedades.
El Centro Nacional de Información Biotecnológica (NCBI) en los Institutos Nacionales de Salud se creó en 1988 para desarrollar sistemas de información para la biología molecular. Además de mantener la base de datos de secuencias de ácidos nucleicos GenBank (R) (1), a la cual la comunidad científica envía datos, NCBI proporciona sistemas de recuperación de datos y recursos computacionales para el análisis de datos de GenBank, así como una variedad de otros datos biológicos.\cite{benson2007}
La biotecnología consiste simplemente en la utilización de microorganismos, así como las células vegetales y animales para producir materiales tales como alimentos, medicamentos y productos químicos útiles para la humanidad. En el momento de que los primeros hombres se dieron cuenta de que podían cultivar sus propias plantas y criar a sus propios animales, ellos aprendieron a usar la biotecnología, el descubrimiento de que el jugo de fruta fermentado se convierte en vino, o que la leche puede convertirse en queso o yogurth, o que la cerveza puede ser hecha fermentando soluciones de malta y lúpulo fue el comienzo del estudio de la biotecnología.}
Es la obtención de productos de interés para el hombre utilizando seres vivos o parte de estos.
Aplicaciones:
• Medicina: Para desarrollar nuevos fármacos, vacunas , para diagnosticar enfermedades, desarrollar nuevas terapias, para la fertilización in vitro.
• Agricultura: Mejora de cultivos, inducir resistencia a plagas, a climas extremos, aumentar rendimiento de cosechas, elevar el nivel nutritivo de productos vegetales mediante la manipulación genética.
• Industria: Desarrollar microorganismos que descontaminen el ambiente, producción de alimentos y nuevas proteínas, materiales biodegradables.
• Ganadería: Mejora de razas de ganado, aumento de la producción de leche, carne.
Variedades de canola, algodón, maíz y soja derivadas de la biotecnología se cultivan en los Estados Unidos, Canadá y otros países exportadores de granos. Aunque la cantidad de tierras de cultivo dedicadas a la producción de cultivos derivados de la biotecnología sigue aumentando, las preocupaciones persistentes de que puedan producirse consecuencias no deseadas proporcionan a la UE y a la mayoría de los países importadores de cereales la justificación para regular estos cultivos \cite{bional2010}
INGENIERÍA GENÉTICA
Una de las herramientas de la biotecnología es la ingeniería genética que consiste en la manipulación del ADN de los seres vivos, (se corta el ADN y se inserta en el genoma de otro organismo), mediante esta tecnología se pueden introducir genes humanos en bacterias y lograr que estas produzcan proteínas humanas y que funcionen como fábricas biológicas (biorreactores) Ej producción de la insulina, de la hormona del crecimiento, interferones, etc. También mediante la ingeniería genética se pueden introducir genes humanos en ratones, cerdos, monos y estudiar su funcionamiento.
Combinamos la teoría y la investigación sobre redes de alianzas y sobre nuevas empresas para investigar el impacto de la variación en la composición de la red de alianzas de las startups en sus primeros resultados. Nuestra hipótesis es que las startups pueden mejorar su rendimiento inicial: estableciendo alianzas, configurándolas en una red eficiente que proporciona acceso a información diversa y capacidades con costos mínimos de redundancia, conflicto y complejidad, y alíando juiciosamente con potenciales rivales que brindan más oportunidades de aprendizaje y menos riesgo de rivalidad dentro de la alianza. Un análisis del desempeño de las startups de biotecnología canadiense brinda un amplio respaldo para nuestras hipótesis, especialmente en lo que se refiere al desempeño innovador. En general, nuestros hallazgos muestran cómo la variación en las startups de las redes de alianza se configura en el momento de su fundación produce diferencias significativas en su rendimiento inicial, contribuyendo directamente a una explicación de cómo y por qué la edad y el tamaño de la empresa afectan el rendimiento de la empresa.
Organismos transgénicos:
Son aquellos organismos que tienen genes de otra especie, por ejemplo vacas con genes humanos, plantas con genes de luciérnaga
Clonación: Es la obtención de copias genéticas de un ser vivo, también existe la clonación de genes donde se aisla un gen humano y se inserta en una bacteria.
Fertilización in vitro: Es la unión del óvulo y el espermatozoide fuera del aparato reproductor femenino.
Inseminación artificial: Es cuando se introduce el semen de forma artificial en el sistema reproductor femenino.\cite{ew1998}
MEDICAMENTOS FARMACÉUTICOS
Los medicamentos biotecnologías (también denominados biofarmaceuticos), son productos medicinales obtenidos por medio de las tecnologías de ADN recombinante y (proteínas recombinantes, anticuerpos monoclonales, vacunas, ácidos nucleicos). Esas drogas se obtienen a partir de complejos procesos de la producción que va desde la identificación del banco terapéutico, la identificación de la molécula que actúa sobre el mismo, definición de la secuencia de ADN que codifica moléculas análogas, pasando por el desarrollo del banco de células en el cual se producirá la expresión de esta secuencia para obtener dicha molécula, hasta las distintas etapas de análisis preclinicos y clinicos.
La complejidad de estos procesos convierte a la molécula final en un producto altamente dependiente de cada una de las etapas del proceso de fabricación de manera que pequeños cambios (por ejemplo en el uso de nuevos blancos en las células) pueden llegar a traducirse en alteraciones clinicamente significativas en términos de seguridad y eficacia del producto final.
DESVENTAJAS DE LO BIOTECNOLOGÍA
Clonación humana :
*Obtención de seres vivos manipulados genéticamente que alteren al equilibrio ecológico
*Guerra biológica
*Discriminación laboral cuando se conoce que un empleado va a padecer una enfermedad genética
¿Para que sirve la biotecnología?
De cierta manera sirve para aplicar los conocimientos que se obtienen de distintas ciencias con el fin de usar agentes biológicos para producir productos que serán de utilidad para las personas. \cite{elmax2017}
Nuestro tema lo enfocaremos en el ADN, ARN, GEN, Y CÉLULAS
Las características fundamentales de la utilización de celulosa microbiana se examinan a niveles sucesivamente más altos de agregación que abarcan la estructura y composición de biomasa celulósica, diversidad taxonómica, sistemas de enzimas celulasa, biología molecular de enzimas celulasa, fisiología de microorganismos celulolíticos, aspectos ecológicos de comunidades que degradan celulasa, y factores limitantes de la velocidad en la naturaleza. La base metodológica para estudiar la utilización de celulosa microbiana se considera relativa a la cuantificación de células y enzimas en presencia de sustratos sólidos, así como a aparatos y análisis para cultivos continuos cultivados con celulosa. La descripción cuantitativa de la hidrólisis de celulosa se aborda con respecto a la adsorción de enzimas celulasa, velocidades de hidrólisis enzimática, bioenergética de utilización de celulosa microbiana, cinética de utilización de celulosa microbiana y características de contraste en comparación con la cinética de sustrato soluble. Se presenta una perspectiva biológica sobre el procesamiento de biomasa celulósica, que incluye características de sustratos pretratados y configuraciones de procesos alternativos. El desarrollo de organismos se considera para el "bioprocesamiento consolidado" (CBP), en el que la producción de enzimas celulolíticas, la hidrólisis de biomasa y la fermentación de azúcares resultantes en productos deseados se producen en un solo paso. Se examinan dos estrategias de desarrollo de organismos para CBP: mejorar el rendimiento y la tolerancia del producto en microorganismos capaces de utilizar celulosa, o expresar un sistema heterólogo para la hidrólisis y utilización de celulosa en microorganismos que exhiben alto rendimiento y tolerancia del producto. Una discusión final identifica problemas no resueltos relacionados con la utilización de celulosa microbiana.\cite{weimer2002}
EL ADN Y LA BIOTECNOLOGÍA MODERNA
Cuando los científicos comprendieron la estructura de los genes y cómo la información que portaban se traducía en funciones o características, comenzaron a buscar la forma de aislarlos, analizarlos, modificarlos y hasta de transferirlos de un organismo a otro para conferirle una nueva característica. Justamente, de eso se trata la ingeniería genética, a la que podríamos definir como un conjunto de metodologías que nos permite transferir genes de un organismo a otro, y que dio impulso a la biotecnología moderna. La ingeniería genética permite clonar (multiplicar) fragmentos de ADN y expresar genes (producir las proteínas para las cuales estos genes codifican) en organismos diferentes al de origen. \cite{gutman2010}
¿Qué es el ADN ?
El ADN son las siglas de ácido desoxirribonucleico, es un compuesto orgánico que contiene la información genética de un ser vivo y de algunos virus \cite{admin2016}. Tiene como función principal almacenar información genética para la construcción de proteínas y ARN que es impredecible para cualquier función vital de un organismo. Los segmentos de ADN que transportan la información genética son conocidos como genes.
El ADN se compone de dos cadenas, cada una formada por nucleótidos. Cada nucleótido a su vez está formado por una azúcar (desoxirribosa), un grupo fosfato y una base nitrogenada, las bases nitrogenadas son cuatro: Adenina, guanina, citosina y timina. \cite{2012}
ADENINA: La adenina es un importante bloque de construcción para la vida. Es una de las cuatro bases nitrogenadas encontradas en ácido desoxirribonucleico y el ácido ribonucleico. El ADN y ARN contienen el código genético de cada criatura viviente, incluyendo humanos, plantas, animales, hongos y muchos microorganismos.
GUANINA: Es una de las cuatro bases nitrogenadas principales encontradas en los ácidos nucleicos del ADN y ARN, en el ADN la guanina se empareja con la citosina. \cite{jeff2015}
CITOSINA: Es una de las cuatro bases nitrogenadas principales utilizadas en el almacenamiento y transporte de la información genética dentro de una célula en los ácidos nucleicos del ADN y ARN. \cite{venemedia2014}
TIMINA: Es una de las cuatro bases nitrogenadas de las moléculas que contienen los nucleotidos, que son portadores de las informaciones genéticas de la molécula de ADN.
¿Qué hace el ADN?
El ADN contiene las instrucciones que un organismo necesita para desarrollarse, sobrevivir y reproducirse, para realizar estas funciones, las secuencias de ADN deben ser transcritas a mensajes que puedan traducirse para la fabricación de proteínas, que son las moléculas complejas que hacen la mayor parte de trabajo en nuestro cuerpo.
El ADN es un polímero natural que desempeña un papel central en la biología. Muchas propiedades únicas del ADN han inspirado la búsqueda de aplicaciones no biológicas para ello. El reconocimiento molecular entre hebras complementarias de un ADN bicatenario se ha utilizado para construir diversos objetos geométricos a escala nanométrica, nanométrica, y para organizar el ensamblaje de partículas coloidales. coloidales. La interacción de apilamiento π entre bases en el ADN ha llevado a la exploración de sus propiedades electrónicas para su posible uso en electrónica molecular. molecular. Menos utilizadas son las propiedades potenciales de unión al sustrato inorgánico del ADN, en contraste con la eficacia recientemente demostrada de los oligopéptidos para este fin,. fin,. Los nanotubos de carbono, carbono, tienen excelentes propiedades mecánicas y eléctricas que han llevado a la propuesta de muchas aplicaciones potenciales. La separación y el ensamblaje de nanotubos son necesarios para muchas aplicaciones, aplicaciones, pero su polidispersidad y su escasa solubilidad en soluciones tanto acuosas como no acuosas hacen que este sea un gran desafío.El ADN es un polímero natural que desempeña un papel central en la biología. Muchas propiedades únicas del ADN han inspirado la búsqueda de aplicaciones no biológicas para ello. El reconocimiento molecular entre hebras complementarias de un ADN bicatenario se ha utilizado para construir diversos objetos geométricos a escala nanométrica, nanométrica, y para organizar el ensamblaje de partículas coloidales. coloidales. La interacción de apilamiento π entre bases en el ADN ha llevado a la exploración de sus propiedades electrónicas para su posible uso en electrónica molecular. molecular. Menos utilizadas son las propiedades potenciales de unión al sustrato inorgánico del ADN, en contraste con la eficacia recientemente demostrada de los oligopéptidos para este fin. fin. Los nanotubos de carbono carbono tienen excelentes propiedades mecánicas y eléctricas que han llevado a la propuesta de muchas aplicaciones potenciales. La separación y el ensamblaje de nanotubos son necesarios para muchas aplicaciones, aplicaciones, pero su polidispersidad y su escasa solubilidad en soluciones tanto acuosas como no acuosas hacen que este sea un gran desafío.\cite{jagtota2003}\cite{jagtota2003}\cite{jagtota2003}\cite{jagtota2003}
FUNCIÓN DEL ADN
El ADN tiene la función de “guardar información”. Es decir, contiene las instrucciones que determinan la forma y características de un organismo y sus funciones. Además, a través del ADN se transmiten esas características a los descendientes durante la reproducción, tanto sexual como asexual. Todas las células, procariotas y eucariotas, contienen ADN en sus células. En las células eucariotas el ADN está contenido dentro del núcleo celular, mientras que en las células procariotas, que no tienen un núcleo definido, el material genético está disperso en el citoplasma celular.
El barajado de ADN es un proceso práctico para la evolución molecular dirigida que utiliza la recombinación para acelerar drásticamente la velocidad a la que se pueden desarrollar genes. Los rasgos individuales y multigeno que requieren muchas mutaciones para fenotipos mejorados pueden evolucionar rápidamente. La tecnología de mezcla de ADN se ha mejorado significativamente en el último año, extendiendo su rango de aplicaciones a productos farmacéuticos de moléculas pequeñas, proteínas farmacéuticas, vehículos de terapia génica y transgenes, vacunas y virus evolucionados para vacunas y modelos animales de laboratorio.\cite{patten1997}
CÉLULA PROCARIOTA
Son organismos sin núcleo o estructuras definidas por membranas, la mayoría de las procariotas son unicelulares pero algunos son multicelulares \cite{2016} . La célula procariota no tiene núcleo porque tiene disparcido su ADN.
CÉLULA EUCARIOTA
Presentan un núcleo celular definido por la envoltura o membrana nuclear. Esta capa esta compuesta por una unidad doble de membrana lipídica. \cite{prez2010}
¿Qué es un GEN?
Se conoce como gen a la cadena de ácido desoxirribonucleico (ADN), una estructura que se construye como una unidad funcional a cargo del traspaso de rasgos hereditarios \cite{wasserman2017}. Un gen, según los expertos es una serie de nucléoticos que almacenan la información que se requiere para sintetizar a una macro molécula que posee un rol celular especifico. El gen como unidad que conserva datos genéticos se encarga de transmitir la herencia a los descendientes. \cite{genomics}
CONCLUSIÓN
En el trabajo expuesto pudimos darnos cuenta que gracias a la biotecnología se pueden desarrollar diferentes productos o procesos que están relacionados con la biología y tecnología para el beneficio de la sociedad, es decir, se obtiene el mejoramiento en los avances obtenidos sin dañar la naturaleza.
Actualmente la biotecnología se presenta en distintas áreas de trabajo del ser humano ya que facilita su desarrollo, por lo que tiene una gran importancia para la sociedad.
Así como también es utilizada en laboratorios lo cual permite conocer diferentes macromoleculas que conforman el cuerpo humano, estas consisten en la información genética o las características hereditarias.
Se puede decir que la biotecnología abarca desde una tradición muy conocida y establecida, y por tanto es utilizada en la fermentación de alimentos así como en la producción de medicamentos. Generando miles de aplicaciones aplicaciones en la industria, ofreciendo los medios para su producción de mejor calidad en forma mas eficiente y segura para la sociedad y el medio ambiente, una de las promesas de la biotecnología es el generar innovaciones y mejoras en los productos conduciendo procesos mas ecológicos y contribuyendo a una cultura sustentable que utiliza con respeto en los recursos del medio ambiente.
Gracias a la investigación realizada pudimos aprender diversas cosas acerca de la biotecnología y sus ramas, aunque solo nos enfocamos en el ADN al estar realizando la investigación observamos que la biotecnología también es utilizada para la creación de medicamentos.
Además de que el ADN es el encargado de transmitir las características genéticas de las personas a través de las bases nitrogenadas, que se transmiten de progenitores a desentiendes y a la vez de generación en generación, se mantiene sin cambios en la reproducción asexual y varia y en la reproducción sexual, también permite mantener la vida en el tiempo y en el espacio, además de transmitir un conjunto de características físicas de funciones internas, comportamientos y muchas otras cosas mas, que permiten nuevo organismo enfrentar en nuevo mundo des entorno y mantenerse con vida.