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Así que, si te interesa saber más sobre el papel de la biotecnología, ¡sigue leyendo!
Papel de la biotecnología en la industria alimentaria
La biotecnología consiste en laexplotación de los procesos biológicos de los organismos vivos para fines industriales y otros fines de uso humano. Tiene muchas formas, algunas de las cuales existen desde hace miles de años, como la cría selectiva en la agricultura. Las técnicas modernas de biotecnología implican la modificación genética y aprovechan la capacidad de crear grandes cantidades de alimentos utilizando microorganismos para ayudar a alimentar a una población humana cada vez mayor, de forma más eficiente.
Algunos ejemplos de biotecnología utilizada para la producción de alimentos son
Levadura para el pan: la levadura es un tipo de hongo que se utiliza para dar al pan su característica subida con bolsas de aire.
Ciertas bacterias para el yogur: se añaden bacterias a la leche, que producen una enzima que ayuda a que fermente y se convierta en yogur.
Enzimas para la producción de alimentos: la lactasa (enzima que descompone el azúcar lactosa en glucosa y galactosa) puede añadirse a la leche para producir leche sin lactosa para quienes padecen intolerancia a la lactosa; la pectinasa (enzima que descompone la pectina de las paredes celulares) se utiliza para hacer zumo de frutas.
¡Aprende más sobre la industria alimentaria leyendo nuestro artículo sobre Producción de alimentos!
Crear alimentos a partir de un hongo - Micoproteína
El hongo Fusarium se cultiva en grandes fermentadores industriales donde se pueden controlar las condiciones óptimas, como el pH y la temperatura. Se le proporciona oxígeno y glucosa como alimento para que el hongo pueda respirar aeróbicamente. Estas condiciones ideales permiten que el Fusarium se reproduzca varias veces.
Fig. 1 - Ejemplo de fermentador industrial utilizado para cultivar microorganismos con el fin de producir nuevos alimentos, como la micoproteína
La biomasa se recoge y se limpia para producir la micoproteína. La micoproteína es una fuente rica en proteínas apta para vegetarianos. Un ejemplo bien conocido son los productos Quorn™.
Como el hongo se reproduce con gran rapidez y sólo necesita una fuente de alimento barata, es una fuente de proteínas muy sostenible en comparación con la carne de ganado.
Papel de la biotecnología en la acuicultura
Laacuicultura, también conocida como agricultura acuática, incluye procesos como la piscicultura, utilizados para conseguir una pesca sostenible. Con la creciente demanda de peces de piscifactoría, la biotecnología puede ayudar a satisfacerla.
La biotecnología desempeña un papel enorme en la acuicultura, concretamente asegurando los peces:
Alcanzan una tasa de crecimiento sustancial mediante técnicas como la cría selectiva
Aumentan el valor nutritivo de los piensos acuáticos mediante la producción de fuentes alternativas de proteínas de origen vegetal
Semejora la salud utilizando la ingeniería genética para seleccionar genes resistentes a las enfermedades y mediante la administración de vacunas
También ofrece beneficios medioambientales, no sólo ayudará a conservar las poblaciones salvajes, sino que puede contribuir a restaurar y proteger el medio ambiente.
La conservación del medio ambiente es un subproducto del uso de fuentes de proteínas vegetales, que contienen mucho menos fósforo que las proteínas de pescado. Lee más sobre acuicultura en nuestro artículo sobre Pesca y agricultura sostenibles.
Ejemplos de biotecnología en la agricultura
La seguridad alimentaria y el intento de resolver los problemas asociados a la producción de alimentos han estado en el punto de mira de muchos científicos que trabajan en la industria agrícola, desarrollando tanto nuevas formas de cultivar alimentos como nuevos tipos de alimentos mediante técnicas procedentes de la biotecnología. Esto se lleva a cabo de 2 formas principales: la modificación genética (o ingeniería) y la cría selectiva.
Cultivos modificados genéticamente
Los cultivos alimentarios pueden modificarse genéticamente. Esto ocurre cuando un gen identificado en una especie diferente se elimina mediante enzimas y se coloca en el ADN de otro organismo. Cuando esto ocurre, el organismo resultante se conoce como transgénico.
Organismo transgénico - Organismo que contiene material genético de otro organismo no relacionado y que ha sido introducido por medios artificiales.
Los cultivos que han sufrido modificaciones genéticas incluyen dichas alteraciones para hacerlos
Más valiosos desde el punto de vista nutricional, como el arroz dorado, que contiene un gen de otra planta y una bacteria para que los granos de arroz produzcan betacaroteno, una sustancia química que se convierte en vitamina A en el cuerpo humano. Esta variedad de arroz puede ayudar a quienes padecen carencias relacionadas con enfermedades.
Resistentea los insectos, como en el trigo y el maíz: contienen un gen de una bacteria conocida como Bacillus thuringiensis que produce de forma natural una toxina que mata plagas como las orugas.
Resistente a algunos herbicidas (una sustancia química que destruye las plantas) - algunas plantas contienen este gen de forma natural. Pero a las que no, se les puede insertar este gen para que, cuando los agricultores rocíen sus campos enteros con herbicida, sólo mueran las malas hierbas y no las plantas de cultivo.
Son resistentes a la sequía, por lo que crecen mejor en condiciones más secas y cálidas para aumentar el rendimiento de los cultivos.
Fig. 2 - Los cultivos de maíz se modifican genéticamente para hacerlos resistentes a los insectos, pixabay.com
Las técnicas de ingeniería genética desempeñan un papel enorme en las aplicaciones biotecnológicas que conforman nuestras vidas cada día. ¡Lee más sobre ellas consultando el artículo sobre Ingeniería Genética!
Mejora selectiva
Este tipo de cría en relación con la agricultura se viene realizando desde hace miles de años. La cría selectiva consiste en cruzar un organismo con rasgos deseables con otro de la misma especie, que generalmente también contiene rasgos deseables. Se utiliza también en los cultivos alimentarios, la cría de ganado y la piscicultura.
En comparación con la modificación genética, la cría selectiva no conlleva algunas de las preocupaciones éticas que plantea esta última técnica biotecnológica. Para algunos, la modificación genética se aleja demasiado de los procesos naturales.
Cría selectiva | Modificación genética | |
Definición | La selección artificial de parejas reproductoras con características deseadas para producir descendencia con esas características | La manipulación artificial del genoma de un organismo para conseguir las características deseadas |
Número de generaciones necesarias para lograr el cambio | Muchas generaciones | Una |
Organismo implicado | Los individuos tienen que ser de la misma especie | Se introduce ADN extraño de una especie no emparentada |
Intervención humana | Los humanos intervienen en el apareamiento seleccionando parejas reproductoras, los genes se combinan por sí solos | Los humanos intervienen introduciendo genes en el organismo huésped para crear nuevas combinaciones genéticas. |
¡La cría selectiva existe desde hace mucho tiempo! Consulta el artículo"Cr ía selectiva" para saber por qué.
Papel de la biotecnología en la asistencia sanitaria
Como hemos explorado, la modificación genética puede utilizarse para producir alimentos, cultivos transgénicos y utilizarse en diversas formas de agricultura. Este tipo de biotecnología puedeaprovecharse en microorganismos como las bacterias para crear productos sanitarios y medicamentos necesarios.
ElADN recombinante hace posible que las bacterias produzcan insulina humana. Esto ocurre cuando un organismo (una bacteria en este caso) contiene ADN de otro organismo (gen de la insulina humana). Las bacterias producen la insulina humana, que luego se recoge y purifica para utilizarla con fines médicos en el tratamiento de los diabéticos.
El gen para la producción de insulina se localiza en el cromosoma humano y se aísla utilizando enzimas de restricción para crear una sección de bases no apareadas, conocidas como "extremos pegajosos". Un proceso similar se lleva a cabo en el plásmido bacteriano, donde las mismas enzimas de restricción crean los extremos pegajosos correspondientes.
Los plásmidos son cadenas circulares de ADN que se encuentran en el citoplasma de una célula bacteriana.
Utilizando ADN ligasa, el plásmido y el gen aislado de la insulina se unen para formar una única molécula de ADN. A continuación, este plásmido recombinante se inserta de nuevo en la célula bacteriana. La bacteria modificada genéticamente u organismo transgénico se coloca en un fermentador donde se acelera su reproducción en un entorno más controlado, lo que permite que haya más bacterias que expresen el gen de la insulina humana y, por tanto, produzcan la proteína insulina.
Papel de la biotecnología en la gestión de residuos
La biotecnología puede aprovecharse para ayudar a mejorar factores medioambientales como la gestión de residuos. A lo largo de este artículo, hemos abordado algunas de estas tecnologías. La ingeniería genética desempeña un papel importante en la eficacia de producir menos residuos.
Los cultivos modificados genéticamente pueden contribuir a reducir el despilfarro innecesario de alimentos, ayudando a los agricultores a minimizar la pérdida de cosechas y conservando al mismo tiempo los recursos. Permite a los agricultores obtener mayores rendimientos utilizando menos tierra, lo que ayuda a conservar la biodiversidad. Además, algunos cultivos modificados genéticamente han ayudado a reducir las emisiones de dióxido de carbono producidas por la agricultura, ya que se necesita menos maquinaria pesada.
Algunos cultivos que han sido modificados para reducir la necesidad de fertilizantes, y las piscifactorías que utilizan fuentes vegetales de alimentos (normalmente procedentes de cultivos modificados genéticamente) tienen menos escorrentías de residuos que tienden a provocar la eutrofización (un proceso que reduce la biodiversidad debido al aumento del crecimiento de plantas acuáticas y algas).
Papel de la biotecnología - Aspectos clave
- La biotecnología es la explotación de los procesos biológicos de los organismos vivos para fines industriales y otros fines de uso humano.
- La biotecnología alimentaria moderna aprovecha la capacidad de crear grandes cantidades de alimentos utilizando microorganismos.
- El hongo Fusarium se cultiva con glucosa y oxígeno para producir micoproteína, donde se recolecta y procesa. La micoproteína es un alimento vegetariano rico en proteínas.
- Las bacterias modificadas genéticamente pueden utilizarse en la industria sanitaria para producir medicamentos como la insulina.
- Todas las formas de agricultura (ganadería, cultivos vegetales y acuicultura) utilizan técnicas biotecnológicas como la cría selectiva para producir alimentos de mayor rendimiento y contenido nutricional.
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