Esta importante rama de la biotecnología está relacionada con el campo de la medicina. Ha logrado aprovechar las propiedades de los microorganismos para comprender mejor la propagación de enfermedades, así como encontrar métodos alternativos de curación y prevención. Algunos ejemplos de cómo se ha aplicado la biotecnología a la medicina son:

*Desarrollo de fármacos: hoy en día existen muchos medicamentos biotecnológicos utilizados para tratar enfermedades crónicas como artritis reumatoide, diabetes e hipoglucemia.

* Antibióticos: la penicilina fue el primer antibiótico en descubrirse y se obtiene a partir de un tipo de hongo del género Penicillium.

* Obtención de insulina: esta biotecnología ha salvado millones de pacientes con diabetes. Se obtiene de una bacteria llamada Escherischia cofi, la cual está presente en el intestino humano cuyo material genético ha sido modificado 

* Uso de células madre: gracias a la biotecnología, las células madre se pueden utilizar para regenerar tejidos y órganos que hayan sufrido algún tipo de daño.

2. Biotecnología blanca

Esta rama de la biotecnología tiene como finalidad aprovechar las propiedades de los seres vivos, como algunas enzimas, para obtener productos que consuman menos energía en su proceso productivo y que contaminen menos. Algunos productos de este tipo son:

* Creación de plásticos biodegradables: por ejemplo, envases y cubiertos de celulosa de maíz.

* Nuevas alternativas de cuero y piel: existen algunos materiales obtenidos de fuentes vegetales, como ciertos tipos de hongos y frutas como la piña, que buscan sustituir al cuero animal.

* Biocombustibles: aunque el desarrollo de biocombustibles es todavía incipiente, se buscan nuevas opciones para contrarrestar el uso de hidrocarburos.

 3. Biotecnología amarilla

Incluso antes que la medicina, la industria alimentaria ha sido el sector que más se ha beneficiado del desarrollo de la biotecnología. Su objetivo es la producción de nuevos tipos de alimentos y desarrollar procesos productivos más eficientes. Seguramente estás familiarizado con muchas de sus aportaciones:

* Fermentación alcohólica: la obtención de vino, cerveza, pulque y otros productos alcohólicos ocurre gracias al proceso de fermentación llevado a cabo por las levaduras, un tipo de hongo unicelular que se alimenta de azúcar, produciendo alcohol y dióxido de carbono. Esta biotecnología fue descubierta hace milenios, desde las primeras civilizaciones.

* Fermentación láctica: los quesos, yogures y alimentos como el chucrut, se obtienen gracias a la fermentación llevada a cabo principalmente por los lactobacilos, un tipo de bacteria. A partir de la leche, se obtienen nuevos alimentos con propiedades diferentes.

4. Biotecnología verde

También tiene que ver con la producción de alimentos, pero específicamente con el desarrollo de la agricultura. Busca que la producción agrícola sea más eficiente para obtener alimentos de calidad y suficientes para cubrir las necesidades de la población.La biotecnología aplicada a la agricultura ocurrió desde que el ser humano se dio cuenta de que podía cultivar ciertas especies vegetales, por ejemplo obteniendo decenas de variedades de maíz, cuyos parientes más antiguos no se parecían nada a los ejemplares que se obtienen actualmente, gracias a la domesticación de esta planta.La biotecnología actual busca obtener organismos resistentes a insectos, virus, ciertos contaminantes del suelo, como los metales pesados. También se busca que los alimentos puedan aumentar sus propiedades nutricionales. Su principal ambición es la producción de organismos genéticamente modificados.

• Juan Esteban Calvache

• Catalina González

• Elisabeth Rosero

• Mariana Giraldo

• Blanca ➡ Industrial

• Gris ➡ Ambiental

• Violeta ➡ Bioseguridad

• Azul ➡ Marina

• Verde ➡ Agrícola

• Amarilla ➡ Alimentos

• Dorada ➡ Bioinformática

• Roja ➡ Médica

• Café ➡ Suelo

Técnicas tradicionales: estas se han utilizado durante siglos y se basan en la observación y el uso de procesos biológicos naturales.

• Fermentación: Utiliza microorganismos como bacterias o levaduras para descomponer azúcares y producir productos como alcohol, pan y queso.

• Mejora selectiva: Implica la cría de organismos con características deseables, como plantas más resistentes a enfermedades o animales que producen más leche.

• Hibridación: Combina el ADN de dos organismos diferentes para crear un nuevo organismo con características deseables de ambos padres.

Técnicas modernas: Se basan en una comprensión más profunda de la biología molecular y el ADN. Permitiendo a los científicos manipular el ADN de los organismos de formas que no eran posibles con las técnicas tradicionales.

• Ingeniería genética: Implica la transferencia de ADN de un organismo a otro, lo que permite crear organismos con características nuevas o mejoradas.

• Reacción en cadena de la polimerasa (PCR): Se utiliza para amplificar pequeñas cantidades de ADN, lo que permite su análisis o uso en otras técnicas de biotecnología.

• Clonación: Implica la creación de un organismo idéntico a otro, ya sea a partir de una célula o de un embrión temprano.

Herramientas básicas:

• Pipetas: Se utilizan para medir y transferir pequeñas cantidades de líquidos.

• Gradilla: Sostiene tubos de ensayo y otros recipientes pequeños.

• Mecheros Bunsen: Proporcionan una llama para esterilizar equipos y calentar soluciones.

• Microscopios: Permiten observar células y otros microorganismos.

• Centrifugadoras: Separan mezclas de diferentes densidades.

• Incubadoras: Proporcionan un ambiente controlado para el crecimiento de células y microorganismos.

• Refrigeradores y congeladores: Se utilizan para almacenar muestras y reactivos.

Comúnmente notamos que tiene aporte en las vacunas (COVID-19, hepatitis B, entre otras), en lo que corresponde a la genética, a las infecciones, y muchos como:

• producción de medicamentos: producción a gran escala de proteínas y anticuerpos.

• Diagnóstico: ha mejorado la precisión de los diagnósticos.

• Control de enfermedades infecciosas: La biotecnología se utiliza para desarrollar métodos de diagnóstico.

También desarrollos como:

• La insulina.

• La creación de antibióticos.

• Fertilización In Vitro, obteniendo un embrión humano sin la necesidad de un acto coital.

• En 1928 el científico escocés Alexander Fleming descubrió el uso antibiótico de la penicilina.

• La hormona del crecimiento.

EJEMPLOS:

1. Ingeniería genética de plantas: trabaja la modificación genética de plantas para mejorar su valor nutricional, su resistencia a enfermedades y su adaptación a diferentes condiciones climáticas.

1. Biofertilizantes y biopesticidas: Se utilizan microorganismos y enzimas para mejorar la fertilidad del suelo y controlar las plagas de manera más sostenible.

2. Cultivos transgénicos: se han creado cultivos con funciones genéticas modificadas para mantener un rendimiento mayor, resistir plagas o tolerar condiciones de sequía.

EJEMPLOS:

1. Biodegradación: uso de enzimas o microorganismos para descomponer materiales plásticos, compuestos químicos tóxicos y otros desechos sucios.

1. Monitoreo ambiental: desarrollo de biosensores y biotecnología para monitorear con mayor precisión la calidad del aire, el agua y el suelo.

2. Bioenergía: Producción de biocombustibles a partir de biomasa, como el etanol obtenido de cultivos como la caña de azúcar o el maíz.

La biotecnología ha tenido un gran impacto en la sociedad desde sus inicios.

Louis Pasteur sentó las bases de la microbiología y la biotecnología en el siglo XIX. En el siglo XX, el descubrimiento de los ácidos nucleicos y la ingeniería genética aceleraron su desarrollo.

En la década de 1970, se creó la primera bacteria modificada genéticamente, marcando el inicio de la biotecnología moderna. Desde entonces, ha revolucionado campos como la medicina, la agricultura y la producción de energía. Hoy en día, sigue avanzando rápidamente con aplicaciones en medicamentos, bioingeniería y modificación genética de cultivos.

5. Biotecnología azul

Se centra en la investigación y uso de los microorganismos marinos. Algunas de las aplicaciones más comunes de esta rama de la biotecnología son:

* Desarrollo de suplementos alimenticios: algunos tipos de proteína y multivitamínicos pueden obtenerse a partir de especies marinas.

* Desarrollo de cosméticos: se han creado algunas cremas que pueden regenerar las células de la piel para mejorar su aspecto.

* Obtención de nuevos colorantes naturales.

* Uso de aditivos para la industria alimentaria.

6. Biotecnología

Esta rama se relaciona con las ciencias ambientales y busca aprovechar las propiedades de hongos, bacterias y algas unicelulares para proteger los ecosistemas, ya que algunos microorganismos pueden ayudar a revertir el efecto negativo de ciertos contaminantes, por ejemplo:

* Eliminando metales pesados

* Eliminando gases tóxicos

* Saneando aguas residuales

7. Biotecnología marrón

El objetivo de esta rama de la biotecnología es acondicionar suelos desérticos y semidesérticos para que se vuelvan habitables y puedan satisfacer las demandas de agua, alimento y vivienda para las poblaciones. Una forma de lograrlo es introduciendo especies con alta resistencia a la deshidratación y a la salinidad del suelo y que necesiten escasos nutrientes.

8. Biotecnología negra

Esta es la cara más negativa de la biotecnología y nos recuerda que toda ciencia puede aplicarse en beneficio o detrimento del ser humano. Se relaciona con el llamado bioterrorismo, que se refiere al uso de los conocimientos de la biología para perjudicar a otros.Una de las máximas expresiones de la biotecnología negra es la llamada guerra biológica o bacteriológica, donde se podría atacar a una nación “enemiga” liberando algún tipo de virus o bacteria para transmitir enfermedades mortales. Pero también existe una cara positiva del bioterrorismo negro: la investigación de este tipo de patógenos para desarrollar curas en caso de emergencia.

• ADN polimerasa: Esta enzima sintetiza ADN a partir de una plantilla.

• Endonucleasas de restricción: Estas enzimas cortan el ADN en sitios específicos.

• Ligasas de ADN: Estas enzimas unen fragmentos de ADN.

• Electroforesis en gel: Esta técnica se utiliza para separar moléculas de ADN por tamaño.

• Sondas de ADN: Estas moléculas de ADN marcadas se utilizan para identificar secuencias específicas de ADN.

• Microarreglos de ADN: Estos chips contienen miles de secuencias de ADN diferentes y se utilizan para analizar la expresión génica.

• Secuenciación de ADN: Esta técnica determina el orden de los nucleótidos en una molécula de ADN.

• Pruebas de toxicidad: El cultivo de células se puede utilizar para probar la toxicidad de nuevos medicamentos, productos químicos y otros agentes. Esto puede ayudar a garantizar la seguridad de estos productos antes de que se liberen al mercado.

• Producción de productos biológicos: El cultivo de células se puede utilizar para producir una variedad de productos biológicos, como anticuerpos, vacunas y enzimas. Estos productos se pueden utilizar para tratar enfermedades, prevenir infecciones y mejorar la calidad de vida.

• Terapia celular: El cultivo de células se puede utilizar para desarrollar terapias celulares, que son tratamientos que utilizan células vivas para tratar enfermedades. Las terapias celulares tienen el potencial de curar enfermedades que actualmente son incurables.

Tipos de técnicas de cultivo de células

• Cultivo primario: Esta técnica implica el cultivo de células que se han extraído de un organismo vivo. Las células primarias solo pueden crecer durante un número limitado de pasajes antes de que mueran.

• Cultivo de líneas celulares: Esta técnica implica el cultivo de células que se han modificado genéticamente para crecer indefinidamente. Las líneas celulares son más fáciles de mantener que las células primarias y se pueden utilizar para una variedad más amplia de experimentos

activos para el cultivo celular: Estos reactivos incluyen medios de cultivo, antibióticos, soluciones salinas, enzimas y otros componentes esenciales para el crecimiento y la supervivencia de las células en cultivo.

Kits de análisis celular: Permiten medir la viabilidad celular, la proliferación, la apoptosis, la actividad enzimática y otros parámetros bioquímicos importantes para el estudio del comportamiento celular.

Técnicas de análisis molecular: Como la electroforesis en gel, la inmunohistoquímica, la citometría de flujo y la PCR, permiten analizar el ADN, ARN, proteínas y otros biomoléculas presentes en las células cultivadas.

Herramientas de edición genética: CRISPR/Cas9 y otras técnicas de edición genética permiten modificar el ADN de las células cultivadas, creando modelos celulares con características específicas para estudiar enfermedades o desarrollar terapias.

Alineación de secuencias: Compara dos o más secuencias de ADN, ARN o proteínas para identificar regiones de similitud. Esto se puede utilizar para identificar genes homólogos, predecir la estructura de las proteínas y detectar mutaciones.

Análisis de filogenia: Construye árboles evolutivos que muestran la relación entre diferentes especies u organismos. Esto se puede utilizar para estudiar la evolución de las especies y comprender las relaciones entre diferentes grupos de organismos.

Búsqueda de motivos: Identifica patrones recurrentes en secuencias de ADN, ARN o proteínas. Esto se puede utilizar para identificar elementos reguladores, sitios de unión a proteínas y otras regiones funcionales en el genoma.

Análisis de expresión génica: Mide la cantidad de ARN mensajero (ARNm) que se transcribe a partir de un gen específico. Esto se puede utilizar para estudiar cómo se regulan los genes y cómo cambian los patrones de expresión génica en diferentes condiciones.

2. Técnicas de análisis estructural:

Modelado de proteínas: Predice la estructura tridimensional de una proteína a partir de su secuencia de aminoácidos. Esto se puede utilizar para comprender cómo funcionan las proteínas y cómo interactúan con otras moléculas.

Docking de proteínas: Predice cómo una proteína interactúa con otra proteína o molécula pequeña. Esto se puede utilizar para diseñar nuevos fármacos y desarrollar terapias moleculares.

Simulación dinámica molecular: Simula el movimiento de átomos y moléculas en un sistema biológico. Esto se puede utilizar para estudiar cómo las proteínas cambian de forma y cómo interactúan entre sí.

Otras técnicas de bioinformática importantes incluyen:

Minería de datos: Extrae información útil de grandes conjuntos de datos biológicos. Esto se puede utilizar para identificar nuevos patrones y tendencias en los datos.

Aprendizaje automático: Utiliza algoritmos informáticos para aprender de los datos y hacer predicciones. Esto se puede utilizar para identificar genes o proteínas que están asociados con enfermedades, o para predecir la estructura de las proteínas.

Visualización de datos: Crea gráficos y diagramas que ayudan a comunicar los resultados de los análisis bioinformáticos. Esto es importante para hacer que los datos sean accesibles a una audiencia más amplia.

Reactivos para el cultivo celular: Estos reactivos incluyen medios de cultivo, antibióticos, soluciones salinas, enzimas y otros componentes esenciales para el crecimiento y la supervivencia de las células en cultivo.

Kits de análisis celular: Permiten medir la viabilidad celular, la proliferación, la apoptosis, la actividad enzimática y otros parámetros bioquímicos importantes para el estudio del comportamiento celular.

Técnicas de análisis molecular: Como la electroforesis en gel, la inmunohistoquímica, la citometría de flujo y la PCR, permiten analizar el ADN, ARN, proteínas y otros biomoléculas presentes en las células cultivadas.

Herramientas de edición genética: CRISPR/Cas9 y otras técnicas de edición genética permiten modificar el ADN de las células cultivadas, creando modelos celulares con características específicas para estudiar enfermedades o desarrollar terapias.

Algunas de las técnicas y herramientas más comunes de la ingeniería genética incluyen:

Enzimas de restricción: estas enzimas se cortan ADN en sitios específicos. Se pueden utilizar para aislar genes específicos de un organismo o para crear moléculas de ADN recombinante.

Reacción en cadena de la polimerasa (PCR): esta técnica se utiliza para amplificar una cantidad específica de ADN. Se puede utilizar para crear grandes cantidades de ADN para su estudio o para su uso en experimentos de ingeniería genética.

Electroforesis en gel: esta técnica se utiliza para separar fragmentos de ADN según su tamaño. Puede utilizarse para analizar ADN recombinante o para detectar mutaciones genéticas.

Clonación: esta técnica se utiliza para crear copias idénticas de un organismo. Se puede utilizar para producir plantas o animales genéticamente idénticos, o para crear clones de células humanas con fines de investigación.

Aquí hay algunos ejemplos de cómo se usa la ingeniería genética en la biotecnología:

Producción de medicamentos: La ingeniería genética se puede usar para producir medicamentos que no podrían producirse de otra manera, como insulina y hormona del crecimiento humano.

Desarrollo de cultivos resistentes a enfermedades: Los cultivos genéticamente modificados (GM) se pueden desarrollar para que sean resistentes a enfermedades específicas, lo que puede ayudar a reducir las pérdidas de cosechas y el uso de pesticidas.

Elisabeth Rosero

Catalina González

Mariana Giraldo

Grado 10-4.

https://drive.google.com/file/d/1MPKJF_fBFTYTlI-G2i9T79btszjkvtZG/view?usp=drivesdk

Le hacemos entrega del video mediante un enlace, esto debido a que el archivo es “demasiado” pesado y no permite subirse de ninguna manera, incluso cortándolo por partes.