Introducción A La Biotecnología: Clase 2 Escuela Ciencias Biológicas, Una Dr. Keilor Rojas Jiménez [email protected]

Introducción a la biotecnología Clase 2 Escuela Ciencias Biológicas, UNA Dr. Keilor Rojas Jiménez [email protected]

Biotecnología  Cualquier técnica que

use organismos vivos o sustancias de esos organismos para hacer o modificar un producto, mejorar plantas o animales o desarrollar microorganismos para usos específicos.

Biotecnología  Area amplia que incluye

muchos enfoques y métodos de la ciencia y la tecnología.  Ayuda a solventar necesidades de comida, vestido, techo, salud y seguridad.

Un Poco de historia:Robert Hooke  1665  Inventor de un microscopio de luz simple  Primero en observar células en el corcho

Antony van Leeuwenhoek  1675  Descubre una bacteria

usando un microscopio simple

Gregor Mendel  1863  Monge Austriaco

que condujo experimentos de genética de plantas usando guisantes  Considerado padre de la genética

Louis Pasteur  1870  Descubrió el rol de las

bacterias en la descomposición y estableció las bases científicas de la fermentación.

James Watson & Francis Crick  1953  Descubren doble

helice de la estructura del ADN usando fotografías de rayos X photographs

Paul Berg  1972  Científico de la Universidad

de Stanford que desarrolló la tecnología del ADN recombinante, método para insertar material genético de un organismo a otro.

1750 A.C.  Los origenes de la biotecnología se remontan

a los primeros acentamientos humanos donde emergen técnicas para producción de alimentos como: Quesos  Yogurt  Pan de levadura  Vinos y cerveza 

1919  Se registra la palabra biotecnología por

primera vez, empleada por un agricultor Hungaro

1940’s-1950’s  Investigaciones

sobre estructura y función del ADN.

1980’s-1990’s  Una variedad de GMO’s y

técnicas biotecnológicas se introducen en los campos de la agricultura y la medicina.  El cultivo de tejidos se vuelve herramienta común para producir plantas de manera rápida y barata.  Maíz y soya Bt con resistencia a insectos otorgada por gen de Baccillus thuringensis

1997  Dolly es el primer animal clonado a partir de

células diploides.

Biotecnología clásica  Trabaja con organismos completos o

sus células.  Estudia y usa variación genética natural  Los organismos no son genéticamente cambiados.  Se mejora organismos y las condiciones en que crecen: mayor productividad

Biotecnología moderna  Incluye modificación del genotipo

del organismo  Usa ingeniería genética, mapeo molecular, etc  Compleja y multidisciplinaria

Ingeniería genética  Modifica la información

genética de la célula  Una característica específica de un organismos puede ser identificada, aislada e insertada en una céluloa de otro organismo.

Aplicaciones  Medicina  Agricultura  Ambiente  Industria  Silvicultura  Veterinaria

Medicina  Producción de

fármacos y vacunas en microorganismos, animales o plantas  Terapia génica (para prevenir o controlar enfermedades)  Células madre

Veterinaria  Mejora de razas por

métodos de fertilización in vitro o inseminación artificial  Producción de insumos que promueven salud en humanos (hemoglobina, insulina)

Forense  Análisis de paternidad y ancestría

Ambiente  Procesos que promueven mejoras

en la calidad del ambiente  Microorganismos tales como bacterias y hongos degradan contaminantes (p.e. aceites y metales pesados) en formas menos peligrosas.

Agricultura  Plantas más productivas

(cultivos y arboles)  Ingeniería características deseadas (resistencias a enfermedades, sequias, incorporación de nutrimentos)  Inoculación con fijadores de N2

Industria de alimentos  Uso de tecnologías para la

producción y procesamiento de alimentos.  Algunos principios son milenarios (p.e. pan de levadura)

Impactos: Alimentos para el planeta POBLACIÓN Y TIERRA DISPONIBLE A NIVEL GLOBAL

10

0.5

8

0.4

6

0.3

4

0.2

2

0.1 S1

0

1950

1990

Población

2025

S1

0

1950 1970 1990 2050

Tierra arable por habitante

Impactos  Millones de personas

80

consumen organismos genéticamente mejorados todos los días.  Tasa de aumento anual de 15% de terrenos con OGMs

70

Total

60

Pa’ses Industriales Pa’ses en Desarrollo

50 40 30 20 10 0 1996

1997

1998

1999

2000

2001

2002

2003

Impactos: El inicio de una nueva era energética

NUCLEAR

A futuro: Biología sintética  Creación de vida en el laboratorio

con fines específicos  Basado en creación de estructuras similares a las encontradas en organismos vivos.  Limitante a superar para tener célula sintética: membrana celular