La biotecnología a menudo se considera sinónimo de la investigación biomédica, pero hay muchas otras industrias que aprovechan los métodos de biotecnología para estudiar, clonar y alterar genes. Nos hemos acostumbrado a la idea de las enzimas en nuestra vida cotidiana y muchas personas están familiarizadas con las controversias que rodean el uso de OGM en nuestros alimentos. La industria agrícola está en el centro de ese debate, pero desde los días de George Washington Carver, la biotecnología agrícola ha producido innumerables nuevos productos que tienen el potencial de mejorar nuestras vidas.
01 Vacunas
Las vacunas orales se han estado preparando durante muchos años como una posible solución para la propagación de enfermedades en países subdesarrollados, donde los costos son prohibitivos para la vacunación generalizada. Cultivos genéticamente modificados, generalmente frutas o vegetales, diseñados para transportar proteínas antigénicas de patógenos infecciosos, que desencadenarán una respuesta inmune cuando se ingieran. Un ejemplo de esto es una vacuna específica para el paciente para tratar el cáncer. Se ha realizado una vacuna contra el linfoma utilizando plantas de tabaco que transportan ARN de células B malignas clonadas. La proteína resultante se usa para vacunar al paciente y estimular su sistema inmunológico contra el cáncer. Las vacunas hechas a medida para el tratamiento del cáncer han demostrado ser prometedoras en estudios preliminares.
02 Antibióticos
Las plantas se usan para producir antibióticos para uso humano y animal. La expresión de proteínas antibióticas en la alimentación del ganado, alimentada directamente a animales, es menos costosa que la producción tradicional de antibióticos, pero esta práctica plantea muchos problemas bioéticos porque el resultado es generalizado, posiblemente el uso innecesario de antibióticos que puede promover el crecimiento de cepas bacterianas resistentes a antibióticos. Las ventajas del uso de plantas para producir antibióticos para humanos son menores debido a la mayor cantidad de producto que se puede producir de plantas frente a una unidad de fermentación , facilidad de purificación y menor riesgo de contaminación en comparación con el uso de células y cultivos de mamíferos. medios de comunicación.
03 Flores
La biotecnología agrícola es mucho más que luchar contra las enfermedades o mejorar la calidad de los alimentos . Hay algunas aplicaciones puramente estéticas y un ejemplo de esto es el uso de técnicas de identificación y transferencia de genes para mejorar el color, el olor, el tamaño y otras características de las flores. Del mismo modo, la biotecnología se ha utilizado para realizar mejoras en otras plantas ornamentales comunes, en particular, arbustos y árboles. Algunos de estos cambios son similares a los que se hacen a los cultivos, como la mejora de la resistencia al frío de una raza de plantas tropicales, por lo que se puede cultivar en jardines del norte.
04 Biocombustibles
Tom Merton
La industria agrícola desempeña un papel importante en la industria de los biocombustibles, proporcionando las materias primas para la fermentación y el refinado de bio-aceite, biodiesel y bioetanol. La ingeniería genética y las técnicas de optimización de enzimas se están utilizando para desarrollar materias primas de mejor calidad para una conversión más eficiente y mayores producciones de BTU de los productos de combustible resultantes. Los cultivos de alto rendimiento y densos en energía pueden minimizar los costos relativos asociados con la recolección y el transporte (por unidad de energía derivada), lo que resulta en productos de combustible de mayor valor.
05 Cría de animales y plantas
Mejorar los rasgos de plantas y animales mediante métodos tradicionales como la polinización cruzada, injertos y cruzamiento es una tarea que consume mucho tiempo. Los avances de Biotech permiten que los cambios específicos se realicen rápidamente, a nivel molecular a través de la sobreexpresión o eliminación de genes, o la introducción de genes extraños. Esto último es posible usando mecanismos de control de expresión génica tales como promotores de genes específicos y factores de transcripción . Métodos como la selección asistida por marcador mejoran la eficiencia de la cría de animales "dirigida" , sin la controversia normalmente asociada con los OGM. Los métodos de clonación de genes también deben abordar las diferencias de especies en el código genético, la presencia o ausencia de intrones y modificaciones postraduccionales como la metilación.
06 cultivos resistentes a plagas
Durante años, el microbio Bacillus thuringiensis , que produce una proteína tóxica para los insectos, en particular, el perforador europeo del maíz, se usó para desempolvar cultivos. Para eliminar la necesidad de quitar el polvo, los científicos primero desarrollaron maíz transgénico que expresa la proteína Bt, seguido por la papa Bt y el algodón. La proteína Bt no es tóxica para los humanos, y los cultivos transgénicos hacen que sea más fácil para los agricultores evitar infestaciones costosas. En 1999, surgió la controversia sobre el maíz Bt debido a un estudio que sugirió que el polen migró a algodoncillo, donde mató a las larvas de monarca que lo comieron. Estudios posteriores demostraron que el riesgo para las larvas era muy pequeño y, en los últimos años, la controversia sobre el maíz Bt ha cambiado el enfoque al tema de la resistencia emergente a los insectos.
07 Cultivos resistentes a plaguicidas
Para no confundirse con la resistencia a las plagas , estas plantas toleran que los agricultores eliminen selectivamente las malas hierbas de los alrededores sin dañar sus cultivos. El ejemplo más famoso de esto es la tecnología Roundup-Ready, desarrollada por Monsanto. Presentado por primera vez en 1998 como soja transgénica, las plantas Roundup-Ready no se ven afectadas por el herbicida glifosato, que puede aplicarse en grandes cantidades para eliminar cualquier otra planta en el campo. Los beneficios de esto son el ahorro de tiempo y los costos asociados con la labranza convencional para reducir las malezas, o múltiples aplicaciones de diferentes tipos de herbicidas para eliminar selectivamente especies específicas de malezas. Los posibles inconvenientes incluyen todos los argumentos controvertidos contra los OGM.
08 Suplementos de nutrientes
En un esfuerzo por mejorar la salud humana, particularmente en los países subdesarrollados, los científicos están creando alimentos genéticamente alterados que contienen nutrientes conocidos para ayudar a combatir las enfermedades o la desnutrición. Un ejemplo de esto es el arroz dorado , que contiene betacaroteno, el precursor de la producción de vitamina A en nuestros cuerpos. Las personas que comen arroz producen más vitamina A, un nutriente esencial que carece de la dieta de los pobres en los países asiáticos. Tres genes, dos de narcisos y uno de una bacteria, capaces de catalizar cuatro reacciones bioquímicas, fueron clonados en arroz para hacerlo "dorado". El nombre proviene del color del grano transgénico debido a la sobreexpresión de betacaroteno, que da a las zanahorias su color naranja.
09 resistencia al estrés abiótico
Menos del 20% de la tierra es tierra cultivable, pero algunos cultivos han sido alterados genéticamente para hacerlos más tolerantes a condiciones como la salinidad, el frío y la sequía. El descubrimiento de genes en las plantas responsables de la absorción de sodio ha llevado al desarrollo de plantas knock-out capaces de crecer en ambientes con alto contenido de sal. La regulación hacia arriba o hacia abajo de la transcripción generalmente es el método utilizado para alterar la tolerancia a la sequía en las plantas. Las plantas de maíz y colza, capaces de prosperar en condiciones de sequía, están en su cuarto año de ensayos de campo en California y Colorado, y se prevé que llegarán al mercado en 4-5 años.
10 Fibras de resistencia industrial
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La seda de araña es la fibra más fuerte conocida por el hombre, más fuerte que Kevlar (utilizada para fabricar chalecos antibalas), con una resistencia a la tracción más alta que el acero. En agosto de 2000, la empresa canadiense Nexia anunció el desarrollo de cabras transgénicas que producían proteínas de seda de araña en su leche. Si bien esto resolvió el problema de la producción masiva de proteínas, el programa se archivó cuando los científicos no pudieron encontrar la manera de hilarlas como lo hacen las arañas. Para 2005, las cabras estaban en venta para cualquiera que las tomara. Si bien parece que la idea de la araña de seda se ha puesto en el estante por el momento, es una tecnología que seguramente aparecerá de nuevo en el futuro, una vez más se recopila información sobre cómo se tejen las sedas.