¿Qué es la biotecnología en química? Investigación Avanzada en Biotecnología

Posibles métodos de uso del cultivo masivo de algas.

Estructura del ARN de transferencia

Biotecnología- una disciplina que estudia las posibilidades de utilizar organismos vivos, sus sistemas o productos de su actividad vital para resolver problemas tecnológicos, así como la posibilidad de crear organismos vivos con las propiedades necesarias mediante ingeniería genética.

A menudo se hace referencia a la biotecnología como la aplicación de la ingeniería genética en el siglo XXI, pero el término también se refiere a un conjunto más amplio de procesos para modificar organismos biológicos para satisfacer las necesidades humanas, comenzando con la modificación de plantas y animales mediante selección e hibridación artificiales. Con la ayuda de métodos modernos, la producción biotecnológica tradicional tiene la oportunidad de mejorar la calidad de los productos alimenticios y aumentar la productividad de los organismos vivos.

Antes de 1971, el término "biotecnología" se utilizaba principalmente en las industrias alimentaria y agrícola. Desde la década de 1970, los científicos han utilizado el término para referirse a técnicas de laboratorio, como el uso de ADN recombinante y cultivos celulares cultivados. in vitro.

La biotecnología se basa en la genética, la biología molecular, la bioquímica, la embriología y la biología celular, así como en disciplinas aplicadas: tecnologías químicas, de la información y robótica.

Historia de la biotecnología

El término “biotecnología” fue utilizado por primera vez por el ingeniero húngaro Karl Ereky en 1917.

El uso de microorganismos o sus enzimas en la producción industrial, que aseguran el proceso tecnológico, se conoce desde la antigüedad, sin embargo, la investigación científica sistemática ha ampliado significativamente el arsenal de métodos y medios de la biotecnología.

Nanomedicina

Imagen informática de la insulina

Monitorear, corregir, diseñar y controlar sistemas biológicos humanos a nivel molecular utilizando nanodispositivos y nanoestructuras. En el mundo ya se han creado varias tecnologías para la industria de la nanomedicina. Estos incluyen la administración dirigida de medicamentos a células enfermas, laboratorios en un chip y nuevos agentes bactericidas.

Biofarmacología

Biónica

selección artificial

Biotecnología Educativa

La biotecnología naranja o biotecnología educativa se utiliza para la difusión de la biotecnología y la formación en este campo. Desarrolla materiales interdisciplinarios y estrategias educativas relacionadas con la biotecnología (por ejemplo, producción de proteínas recombinantes) accesibles a toda la comunidad, incluidas las personas con necesidades especiales como discapacidad auditiva y/o visual.

Hibridación

El proceso de formación o producción de híbridos, que se basa en la combinación de material genético de diferentes células en una sola célula. Puede realizarse dentro de una especie (hibridación intraespecífica) y entre diferentes grupos sistemáticos (hibridación a distancia, en la que se combinan diferentes genomas). La primera generación de híbridos suele caracterizarse por la heterosis, que se expresa en una mejor adaptabilidad, mayor fertilidad y viabilidad de los organismos. En caso de hibridación a distancia, los híbridos suelen ser estériles.

Ingeniería genética

Sustratos para la obtención de proteína unicelular para diferentes clases de microorganismos.

Los cerdos verdes brillantes son cerdos transgénicos criados por un grupo de investigadores de la Universidad Nacional de Taiwán mediante la introducción en el ADN del embrión de un gen de proteína verde fluorescente tomado de una medusa fluorescente. aequorea victoria. Luego, el embrión se implantó en el útero de una cerda. Los lechones brillan de color verde en la oscuridad y tienen un tinte verdoso en la piel y los ojos durante el día. El objetivo principal de la cría de estos cerdos, según los investigadores, es la capacidad de controlar visualmente el desarrollo del tejido durante el trasplante de células madre.

Aspecto moral

Muchos líderes religiosos modernos y algunos científicos advierten a la comunidad científica contra el entusiasmo excesivo por biotecnologías (en particular, tecnologías biomédicas) como la ingeniería genética, la clonación y diversos métodos de reproducción artificial (como la FIV).

El hombre frente a las últimas tecnologías biomédicas, artículo del investigador principal V. N. Filyanova:

El problema de la biotecnología es sólo una parte del problema de la tecnología científica, que tiene sus raíces en la orientación del hombre europeo hacia la transformación del mundo, la conquista de la naturaleza, que comenzó en la era moderna. Las biotecnologías, que se han desarrollado rápidamente en las últimas décadas, a primera vista acercan a la persona a la realización de un viejo sueño de superar enfermedades, eliminar problemas físicos y lograr la inmortalidad terrenal a través de la experiencia humana. Pero, por otro lado, dan lugar a problemas completamente nuevos e inesperados, que no se limitan a las consecuencias del uso prolongado de productos genéticamente modificados, al deterioro del acervo genético humano debido al nacimiento de una masa de personas nacidas sólo gracias a la intervención de los médicos y las últimas tecnologías. En el futuro surge el problema de la transformación de las estructuras sociales, resucita el espectro del “fascismo médico” y la eugenesia, condenados en los juicios de Nuremberg.

Biotecnología, sus objetos y principales direcciones.Biotecnología - es la producción de productos humanos y compuestos biológicamente activos utilizando organismos vivos, células cultivadas y procesos biológicos.

Desde tiempos inmemoriales, la biotecnología se ha utilizado principalmente en las industrias alimentaria y ligera, concretamente en la elaboración del vino, la panificación, la fermentación de productos lácteos, el procesamiento de lino, cuero, etc., es decir. en procesos basados ​​en el uso de microorganismos. En las últimas décadas, las posibilidades de la biotecnología se han ampliado enormemente.

Objetos de biotecnología Estos incluyen virus, bacterias, protistas, levaduras, así como plantas, animales o células aisladas y estructuras subcelulares (orgánulos).

Principales áreas de la biotecnología. son: 1) producción con ayuda de microorganismos y células eucariotas cultivadas de compuestos biológicamente activos (enzimas, vitaminas, hormonas), medicamentos (antibióticos, vacunas, sueros, anticuerpos altamente específicos, etc.), así como compuestos valiosos (aditivos para piensos , por ejemplo aminoácidos esenciales, proteínas alimentarias; 2) el uso de métodos biológicos para combatir la contaminación ambiental (tratamiento biológico de aguas residuales, contaminación del suelo) y proteger las plantas de plagas y enfermedades; 3) creación de nuevas cepas útiles de microorganismos, variedades vegetales, razas animales, etc.

Objetivos, métodos y logros de la biotecnología. La principal tarea de los criadores de nuestro tiempo es resolver el problema de crear nuevas formas de plantas, animales y microorganismos que estén bien adaptados a los métodos de producción industriales, puedan soportar condiciones desfavorables, utilizar eficazmente la energía solar y, lo más importante, permitir obtención de productos biológicamente puros sin excesiva contaminación ambiental. Un enfoque fundamentalmente nuevo para resolver este problema fundamental es el uso de la ingeniería genética y celular en el mejoramiento.

Ingeniería genética es una rama de la genética molecular asociada con la creación dirigida de nuevas moléculas de ADN capaces de replicarse en una célula huésped y controlar la síntesis de los metabolitos necesarios. La ingeniería genética se ocupa de decodificar la estructura de los genes, su síntesis y clonación, y de la inserción de genes aislados de células de organismos vivos o genes recién sintetizados en células vegetales y animales para cambiar específicamente sus propiedades hereditarias.

Para llevar a cabo la transferencia de genes (o transgénesis) de una especie de organismo a otra, a menudo de origen muy distante, es necesario realizar varias operaciones complejas:

    aislar genes (fragmentos individuales de ADN) de células bacterianas, vegetales o animales.

    En algunos casos, esta operación se sustituye por la síntesis artificial de los genes necesarios;

    conexión (cosido) de fragmentos de ADN individuales de cualquier origen en una sola molécula como parte de un plásmido;

    introducción de ADN plasmídico híbrido que contiene el gen deseado en células huésped;

copia (clonación) de este gen en un nuevo huésped para asegurar su funcionamiento (fig. 8.11). El gen clonado se microinyecta en un óvulo de mamífero o en un protoplasto vegetal (una célula aislada sin pared celular) y se convierte en un animal o una planta completos. Las plantas y animales cuyos genomas han sido alterados mediante operaciones de ingeniería genética se denominan

plantas transgénicas y animales transgénicos.

Hoy en día, los métodos de ingeniería genética han permitido sintetizar en cantidades industriales hormonas como la insulina, el interferón y la somatotropina (hormona del crecimiento), que son necesarias para el tratamiento de enfermedades genéticas humanas: diabetes, algunos tipos de tumores malignos y enanismo, respectivamente.

Ingeniería celular - un método que permite construir un nuevo tipo de célula. El método consiste en cultivar células y tejidos aislados en un medio nutritivo artificial en condiciones controladas, lo que fue posible gracias a la capacidad de las células vegetales de formar una planta completa a partir de una sola célula como resultado de la regeneración. Se han desarrollado condiciones de regeneración para muchas plantas cultivadas, como patatas, trigo, cebada, maíz, tomate, etc. El trabajo con estos objetos permite utilizar métodos no tradicionales de ingeniería celular en el mejoramiento, como la hibridación somática, la haploidía, selección celular, superación de la incruzabilidad en cultivo, etc.

Hibridación somática Es la fusión de dos células diferentes en cultivo de tejidos. Pueden fusionarse diferentes tipos de células del mismo organismo y células de diferentes especies, a veces muy distantes, por ejemplo, ratones y ratas, gatos y perros, humanos y ratones.

El cultivo de células vegetales se hizo posible cuando aprendieron a utilizar enzimas para deshacerse de la pared celular gruesa y obtener un protoplasto aislado. Los protoplastos se pueden cultivar del mismo modo que las células animales, se pueden fusionar con protoplastos de otras especies vegetales y se pueden obtener nuevas plantas híbridas en las condiciones adecuadas.

Un área importante de la ingeniería celular está asociada con las primeras etapas de la embriogénesis. Por ejemplo, la fertilización in vitro de óvulos ya puede superar algunas formas comunes de infertilidad en humanos. En los animales de granja, con la ayuda de inyecciones de hormonas, es posible obtener docenas de óvulos de una vaca que batió récords, fertilizarlos in vitro con el esperma de un toro de pura raza y luego implantarlos en el útero de otras vacas y en De este modo se obtiene de un ejemplar valioso 10 veces más descendencia de la que se obtendría de otro modo, tal vez de forma habitual.

Es ventajoso utilizar un cultivo de células vegetales para la rápida propagación de plantas de crecimiento lento: ginseng, palma aceitera, frambuesas, melocotones, etc. Por lo tanto, con una reproducción normal, un arbusto de frambuesa no puede producir más de 50 brotes por año, mientras que con Con la ayuda de un cultivo celular es posible obtener más de 50 mil plantas. Este tipo de mejoramiento a veces produce plantas que son más productivas que la variedad original.

La biotecnología, la ingeniería genética y celular tienen perspectivas prometedoras. La introducción de los genes necesarios en las células de plantas, animales y humanos permitirá deshacerse gradualmente de muchas enfermedades humanas hereditarias, obligar a las células a sintetizar los medicamentos necesarios y los compuestos biológicamente activos, y luego directamente proteínas y aminoácidos esenciales. utilizado en la alimentación. Utilizando métodos ya dominados por la naturaleza, los biotecnólogos esperan obtener hidrógeno mediante la fotosíntesis, el combustible del futuro más respetuoso con el medio ambiente, la electricidad, y convertir el nitrógeno atmosférico en amoníaco en condiciones normales.

La biotecnología es la producción de productos y materiales necesarios para los seres humanos utilizando organismos vivos, células cultivadas y procesos biológicos. Las principales áreas de la biotecnología son: la producción de compuestos biológicamente activos (vitaminas, hormonas, enzimas), medicamentos y otros compuestos valiosos, el desarrollo y uso de métodos biológicos para combatir la contaminación ambiental, la creación de nuevas cepas útiles de microorganismos, variedades de plantas. , razas de animales, etc. Los métodos de ingeniería genética y celular contribuyen a resolver estos complejos problemas.

Si el siglo pasado se reservó el nombre de cósmico, entonces los tiempos actuales se caracterizan por el rápido desarrollo de nuevas tecnologías, la introducción en la vida cotidiana de inventos que no hace mucho tiempo se consideraban invenciones de escritores de ciencia ficción. Se acerca la era de las nuevas tecnologías. Los jóvenes que están a punto de tomar una decisión profesional seria prestan cada vez más atención a las profesiones prometedoras del futuro. A esta categoría pertenece la especialidad “biotecnología”. ¿Qué estudia exactamente esta ciencia y qué debe hacer un especialista que ha elegido una ocupación tan tentadora?

Antecedentes históricos

El nombre de esta ciencia consiste en la adición de tres palabras griegas: “bio” - vida, “tekne” - arte, “logos” - ciencia. La especialidad "biotecnología" es al mismo tiempo una nueva dirección prometedora y, al mismo tiempo, puede considerarse la rama más antigua de la producción industrial.

En libros de referencia y diccionarios, la biotecnología se define como una ciencia que estudia la posibilidad de utilizar procesos y objetos químicos y biológicos naturales en la producción industrial y la actividad humana cotidiana. Los procesos de fermentación utilizados por los antiguos enólogos, panaderos, cocineros y curanderos no son más que la aplicación de la biotecnología en la práctica. La primera base científica para estos procesos la dio Louis Pasteur en el siglo XIX. El término “biotecnología” fue utilizado por primera vez en 1917 por el ingeniero húngaro Karl Erecki.

Las especialidades “biotecnología” y “bioingeniería” han acelerado su desarrollo después de una serie de descubrimientos en microbiología y farmacología. La puesta en servicio de equipos sellados y biorreactores impulsó la creación de medicamentos antimicrobianos y antivirales.

Comunicación de las Ciencias

La tecnología química moderna y la biotecnología (especialidad) combinan ciencias biológicas, químicas y técnicas. La base para nuevas investigaciones en esta área es la microbiología, la genética, la química, la bioquímica, la biología molecular y celular y la embriología. Las áreas de ingeniería juegan un papel importante: robótica, tecnología de la información.

Especialidad - biotecnología: ¿dónde trabajar?

Bajo los nombres generales de la especialidad "biotecnología" se encuentran más de veinte especializaciones y áreas. A los graduados universitarios con esa profesión se les puede llamar con seguridad generalistas. Durante sus estudios, adquieren conocimientos en el campo de la medicina, la química, la biología general, la ecología y la tecnología de los alimentos. Los biotecnólogos son bienvenidos en las industrias farmacéutica y de perfumería, en las empresas que producen productos alimenticios y suplementos dietéticos. La modernidad espera nuevos desarrollos de los científicos en el campo de la ingeniería genética, la biónica y la hibridación. El lugar de trabajo de un ingeniero-biólogo puede estar asociado con empresas de protección del medio ambiente, con trabajos en el campo de la astronáutica y la robótica. Ingenieros, bioquímicos, biofísicos, ecologistas, farmacéuticos, médicos: todas estas profesiones están unidas por la especialidad "biotecnología". Cada graduado universitario decide a quién trabajar de acuerdo con sus capacidades y según su corazón. Las responsabilidades laborales de un tecnólogo biólogo dependen de las características de la industria en la que trabaja.

Biotecnología industrial

Esta industria practica el uso de partículas de microorganismos, plantas y animales para producir productos valiosos necesarios para la vida humana. Este grupo incluye especialidades en biotecnología alimentaria, farmacéutica y perfumería. La biotecnología industrial trabaja para crear nuevas enzimas, antibióticos, fertilizantes, vacunas, etc. La principal actividad de un biotecnólogo en este tipo de empresas es el desarrollo de productos biológicos y el cumplimiento de sus tecnologías de producción.

Biotecnología molecular

La especialidad “biotecnología molecular” requiere que un profesional tenga un conocimiento profundo tanto de biología e ingeniería generales como de tecnologías informáticas modernas. Los especialistas con esta especificidad se convierten en investigadores en el campo de la nanotecnología, la ingeniería celular y el diagnóstico médico. También los esperan empresas agrícolas, farmacéuticas, biotecnológicas, laboratorios de control y análisis y centros de certificación.

Biotecnólogos: ecologistas y trabajadores de la energía.

La población mundial está cada vez más preocupada por el hecho de que las reservas naturales de energía, petróleo y gas, tienen sus límites y la escala de su producción disminuirá con el tiempo. Las personas cuya especialidad es la biotecnología ayudarán a la humanidad a resolver el problema del suministro de energía. ¿Quién trabajar en esta industria? Tecnólogo en el procesamiento de desechos de diversos orígenes, biomasa especialmente cultivada en portadores de energía y sustancias que pueden reemplazar las sustancias sintéticas del petróleo y el gas. Los biotecnólogos crean nuevos métodos de purificación de agua, diseñan plantas de tratamiento y biorreactores y trabajan en el campo de la ingeniería genética.

Perspectivas de la especialidad.

¿Quién es un biotecnólogo? La profesión de biotecnólogo es la profesión del futuro. El destino de toda la humanidad está detrás de él. Este no es sólo un bonito eslogan: es el objetivo de la bioingeniería. La tarea de los biólogos-tecnólogos es crear lo que ahora parece un cuento de hadas y un sueño fantástico. Algunos científicos incluso llaman a la era moderna la era de la biología. Así, durante los últimos cien años, los biólogos han pasado de ser meros investigadores a creadores. El descubrimiento de los secretos moleculares de los organismos y la naturaleza de la herencia hizo posible utilizar estos procesos con fines económicos prácticos. Esto impulsó el desarrollo de una nueva dirección: la ingeniería biológica.

¿Qué pueden sorprender los genetistas en un futuro próximo?

La bioingeniería ya tiene un impacto significativo en la protección del medio ambiente, la medicina, la agricultura, la industria alimentaria y los biotecnólogos planean incluir nuevos métodos y técnicas en un futuro próximo. Aquellos que planean conectar su destino con la especialidad "biotecnología", dónde trabajar, en qué dirección, pueden averiguarlo en la información que se presenta a continuación:

  • En primer lugar, pueden ocurrir cambios revolucionarios en la producción agrícola. Es posible crear artificialmente nuevas plantas con mayor contenido de proteínas, lo que, a su vez, reducirá el consumo de carne.
  • Las plantas que secretarán venenos para insectos y nitratos reducirán la contaminación del suelo causada por fertilizantes y productos químicos.
  • La ingeniería genética permite controlar la herencia y combatir las enfermedades hereditarias.
  • Los biólogos del diseño planean crear artificialmente organismos con cualidades predeterminadas.

Áreas de bioingeniería que cambiarán drásticamente el mundo

Son los siguientes:

  • Energía y combustible procedente de plantas, hongos, bacterias, así como el aprovechamiento de la energía del mar para estos fines.
  • Cultivos de cereales genéticamente modificados.
  • Círculo de producción sin residuos: reciclaje de todo tipo de residuos.
  • Uso de biomateriales para la medicina regenerativa.
  • Nuevos tipos de medicamentos biológicos y vacunas.
  • Restaurar el potencial de las tierras fértiles y del agua dulce.
  • Investigación del genoma humano y enfermedades hereditarias.

Costos de la profesión.

Hablando de las ventajas y perspectivas de la biotecnología, no se puede dejar de mencionar algunas de las desventajas de la ciencia. Estamos hablando de los aspectos morales asociados a los descubrimientos de la ingeniería genética. Muchos científicos y figuras religiosas de fama mundial advierten que es necesario utilizar las capacidades de la nanotecnología con prudencia y bajo un control especial. Los productos alimenticios modificados genéticamente pueden provocar cambios irreparables en el acervo genético de la humanidad. La clonación humana y el surgimiento de personas nacidas "in vitro" generan nuevos problemas y, posiblemente, desastres humanos.

¿Quién puede convertirse en biotecnólogo?

En primer lugar, se trata de una persona que ama la naturaleza, la biología y está interesada en los secretos de la genética. Además, un biotecnólogo necesita capacidad de pensamiento creativo, lógica, observación, paciencia y curiosidad. Serán útiles cualidades como la determinación, la capacidad de analizar y sistematizar, la precisión y una amplia erudición.

Dado que la bioingeniería implica una estrecha conexión con otras ciencias, el futuro tecnólogo necesita conocimientos igualmente buenos de química, matemáticas y física.

¿Dónde enseñan profesiones?

Se ha determinado la orientación profesional, el solicitante ha elegido la profesión de biotecnólogo: ¿dónde estudiar? Las características de la especialidad requieren facultades adecuadas, según el sector elegido de la economía nacional. Existen departamentos de biotecnología en casi todas las universidades estatales de nuestro país y del extranjero. Los biotecnólogos se forman en universidades técnicas, agrícolas, alimentarias y tecnológicas en diversas áreas y especializaciones.

Las facultades de especialidades de biotecnología ofrecen lo siguiente:

  • Biotecnología industrial.
  • Ecobiotecnología y bioenergía.
  • Biotecnología e ingeniería.
  • Bioinformática.
  • Biotecnología molecular.
  • Equipos para la producción biotecnológica.
  • Biotecnología farmacéutica.
  • Tecnologías químicas de aditivos alimentarios y cosméticos.
  • Tecnología e ingeniería química.
Índice del tema "Biotecnología. Ingeniería genética. Terapia génica":
1. Biotecnología. Biotecnología científica. Etapas del desarrollo de la biotecnología.
2. Áreas de aplicación de la biotecnología. Áreas de uso de la biotecnología. Optimización de procesos microbiológicos en biotecnología.
3. Uso industrial de microorganismos. Elaboración de productos de síntesis microbiana. Producción de antibióticos. Producción de vacunas.
4. Ingeniería genética. Bioseguridad. Relevancia de la ingeniería genética. Bases teóricas de la ingeniería genética.
5. Organización del material genético en una célula. Genotipo. ¿Qué es la ingeniería genética? Etapas de obtención de productos genéticos.
6. Aplicación de métodos de ingeniería genética. Indicaciones (justificación) para el uso de la ingeniería genética. Razones para utilizar la ingeniería genética.
7. Bioseguridad en ingeniería genética. Documentos que regulan la bioseguridad.
8. Grupos peligrosos de microorganismos. Evaluación de riesgos del uso de microorganismos genéticamente modificados.
9. Diagnóstico genético. Terapia genética. ¿Qué es el diagnóstico genético y la terapia génica? Tipos de terapia génica.
10. Vectores. Vectores basados ​​en virus de ARN. Vectores basados ​​en virus genómicos de ADN. Vectores no virales.
11. Perspectivas de la terapia génica. El futuro de la terapia génica. Objetivos de la terapia génica.

Áreas de aplicación de la biotecnología. Áreas de uso de la biotecnología. Optimización de procesos microbiológicos en biotecnología.

Nuevos métodos para obtener productos de importancia industrial: en primer lugar métodos biotecnológicos y, en particular, la microbiología industrial. La microbiología industrial se basa en el uso de microorganismos en la industria para obtener productos y medicamentos de valor comercial. Los productos más importantes de la síntesis microbiana son sustancias especiales utilizadas con fines farmacéuticos y alimentarios (antibióticos, enzimas, inhibidores de enzimas, vitaminas, aromas, aditivos para la industria alimentaria, etc.); La flexibilidad metabólica y la gran capacidad de adaptación de los microbios, la facilidad de cultivo, el conocimiento de la genética y los métodos desarrollados para la creación selectiva de cepas con las propiedades deseadas son ventajas que hacen de la biotecnología microbiana una de las áreas prometedoras de la industria. La viabilidad de la producción industrial está determinada por factores como el alto rendimiento del producto (formación de grandes cantidades a partir del material de partida), el bajo costo de producción y la disponibilidad de materias primas.

Aplicaciones de la biotecnología se presentan en la tabla. 7-1. Actualmente, se han desarrollado métodos para producir más de 1000 tipos de productos utilizando métodos biotecnológicos. En Estados Unidos, el valor total de estos productos en el año 2000 se estima en decenas de miles de millones de dólares. Es casi imposible enumerar todas las industrias en las que se puede utilizar la biotecnología.

Tabla 7-1. Áreas de uso de la biotecnología.
Ámbito de aplicación Ejemplos
Medicina, salud, farmacología. Antibióticos, enzimas, aminoácidos, sucedáneos de la sangre, alcaloides, nucleótidos, inmunorreguladores, fármacos anticancerígenos y antivirales, nuevas vacunas, fármacos hormonales (insulina, hormona del crecimiento, etc.), AT monofónica para diagnóstico y tratamiento, muestras de ADN para diagnóstico y terapia génica. , productos dietéticos nutrición
Obtención de productos químicos Etileno, propileno, butileno, hidrocarburos oxidados, ácidos orgánicos, terpenos, fenoles, acrilatos, polímeros, enzimas, productos finos de síntesis orgánica, polisacáridos.
Ganado Mejora de las raciones alimentarias (producción de proteínas, aminoácidos, vitaminas, antibióticos alimentarios, enzimas, cultivos iniciadores para ensilaje), medicamentos veterinarios (antibióticos, vacunas, etc.), hormonas de crecimiento, creación de razas altamente productivas, trasplante de células fertilizadas, embriones, manipulaciones con genes extraños
Producción de cultivos Pesticidas biorracionales, fertilizantes bacterianos, giberelinas, producción de material de siembra libre de virus, creación de híbridos altamente productivos, introducción de genes de resistencia a enfermedades, sequía, heladas, salinidad del suelo.
Pesca Proteínas alimentarias, enzimas, antibióticos, creación de razas genéticamente modificadas con mayor crecimiento y resistencia a las enfermedades.
Industria alimentaria Proteínas, aminoácidos, sustitutos del azúcar (aspartamo, jarabe de glucosa y fruta), polisacáridos, ácidos orgánicos, nucleótidos, lípidos, procesamiento de alimentos.
Energía y minería Alcoholes, biogás, ácidos grasos, hidrocarburos alifáticos, hidrógeno, uranio, intensificación del petróleo, gas, producción de carbón, fotosíntesis artificial, biometalurgia, minería de azufre.
Industria pesada Mejorar las características técnicas del caucho, hormigón, cemento, morteros de yeso, combustibles para motores; aditivos anticorrosivos, lubricantes para laminados de metales ferrosos y no ferrosos, proteínas y lípidos técnicos
Industria ligera Mejorar la tecnología de procesamiento del cuero, producción de materias primas textiles, lana, papel, perfumes y cosméticos, producción de biopolímeros, cuero y lana artificiales, etc.
Bioelectrónica Biosensores, biochips
Cosas de cosmonautas Creación de sistemas cerrados de soporte vital en el espacio.
Ecología Eliminación de residuos agrícolas, industriales y domésticos, biodegradación de sustancias tóxicas y difíciles de degradar (pesticidas, herbicidas, petróleo), creación de ciclos tecnológicos cerrados, producción de pesticidas inofensivos, polímeros fácilmente degradables.
investigación científica Ingeniería genética e investigación en biología molecular (enzimas de restricción de ADN, ADN y ARN polimerasas, ADN y ARN ligasas, ácidos nucleicos, nucleótidos, etc.), investigación médica (herramientas de diagnóstico, reactivos, etc.), química (reactivos, sensores)

Optimización de procesos microbiológicos en biotecnología.. Enfoques fundamentales para optimizar los procesos biotecnológicos microbianos: cultivo controlado (cambiar la composición del medio nutritivo, aditivos específicos, regular la velocidad de mezcla, aireación, modificar el régimen de temperatura, etc.); manipulaciones genéticas, que se dividen en métodos tradicionales (selección de cepas) y métodos de ingeniería genética (tecnología de ADN recombinante).

Actualmente La biomasa microbiana se obtiene microbiológicamente., productos primarios y secundarios del metabolismo. Los productos primarios (productos de la primera fase) son metabolitos cuya síntesis es necesaria para la supervivencia de un microorganismo determinado. La síntesis de productos secundarios (productos de la segunda fase) no es vital para el microorganismo productor. Las condiciones óptimas para la obtención de biomasa están determinadas por altos caudales del medio a través de cultivos microbianos y condiciones químicas de cultivo estables (incluido el pH, la cantidad de oxígeno y carbono). El proceso de obtención de productos de primera fase (en particular, enzimas) se optimiza para aumentar la actividad específica de la enzima (unidades/g*h -1) y la productividad volumétrica (unidades/l*h -1).

Para obtener productos de segunda fase(por ejemplo, antibióticos), la tarea principal es maximizar su concentración, lo que conduce a una reducción del coste de su aislamiento.

La historia de la relación entre el hombre y la naturaleza es la historia eterna de los intentos del hombre de cambiar el genoma de las plantas y los animales en la dirección que necesita. Incluso cuando una persona no tenía la más mínima idea de la existencia de factores hereditarios, intuitivamente, mediante la hibridación y selección de organismos con las propiedades deseadas, cambió la herencia de los animales domésticos y las plantas cultivadas.

Todas las variedades de árboles frutales y cultivos de bayas, hortalizas y cereales tienen un genoma alterado, es decir, ya no tienen el mismo genotipo que tenían sus ancestros salvajes. Casi todas las plantas que la gente utiliza como alimento son poliploides. Durante varios siglos, la gente ha utilizado híbridos interespecíficos, como las mulas, en su agricultura.

Hasta principios del siglo XX. los criadores simplemente tuvieron que esperar el momento en que una combinación aleatoria de genes produjera organismos con propiedades beneficiosas, seleccionar dichos organismos y fijar estas combinaciones de genes en la descendencia. A mediados del siglo XX. Aparecieron métodos que permitieron obtener artificialmente una gran cantidad de mutaciones aleatorias, por ejemplo, mediante irradiación radiactiva o la acción de mutágenos químicos, para luego seleccionar entre ellos organismos con propiedades valiosas. Las tecnologías genéticas modernas han ido aún más lejos. Le permiten lograr el resultado deseado mucho más rápido y al mismo tiempo evitar la obtención de muchas formas intermedias e innecesarias, ya que la ciencia y la biotecnología modernas pueden cambiar el genoma a propósito. Esto es posible gracias a los métodos de ingeniería genética (Fig. 78), con cuya ayuda es posible tomar ciertos genes estructurales del genoma de una especie e introducirlos en el aparato genético de otra especie, provocando así la síntesis del proteína deseada en el nuevo organismo.

Biotecnología- una disciplina que estudia las posibilidades de utilizar organismos vivos para resolver problemas tecnológicos. Utiliza métodos y conocimientos de genética, biología molecular, bioquímica, embriología y biología celular, así como disciplinas aplicadas: tecnologías químicas, físicas y de la información, robótica.

El término biotecnología fue propuesto en 1917 por el ingeniero húngaro K. Ereki, cuando describió el proceso de producción de carne de cerdo utilizando remolacha azucarera como alimento para cerdos.

Biotecnología es una metodología para utilizar objetos biológicos para resolver problemas tecnológicos.Material del sitio

La biotecnología moderna permite intervenir en el aparato genético y construir nuevas combinaciones de genes. Así se obtienen los organismos genéticamente modificados y transgénicos.

Modificaciones genéticas creado con el fin de añadir propiedades beneficiosas a los organismos.

Organismos transgénicos utilizado en farmacología, agricultura e industria.

Uno de los métodos ingeniería genética es terapia genética, que permite tratar patologías del aparato genético plantando genes más sanos.



¿Te gustó el artículo? ¡Comparte con tus amigos!