Aplicaciones de la Ingeniería Genética y Biotecnología

ingeniería genética puede definirse como un conjunto de técnicas,  que permiten manipular artificialmente o cambiar la información genética de los seres vivos. Utiliza distintas técnicas para manipular el ADN, modificar el de un determinado organismo introducir genes de unos organismos en otros, por lo que modifica las especies y crea otras nuevas.
IG roja: s procesos médicos. Algunos ejemplos son el diseño de organismos para producir antibióticos, el desarrollo de vacunas y nuevos fármacos
IG blanca: biotecnología industrial, es aquella aplicada a procesos industriales. Diseño de microorganismos para producir un producto químico o el uso de enzimas como
catalizadores industriales. Industria textil, en la creación de nuevos materiales, como plásticos biodegradables y en
la producción de biocombustibles. Su principal objetivo es la creación de productos fácilmente degradables,
que consuman menos energía y generen menos deshechos durante su producción. 
IG verde: aplicada a procesos agrícolas. Un ejemplo de ello es el diseño de plantas transgénicas capaces de crecer en condiciones ambientales desfavorables o plantas resistentes a plagas y
enfermedades.  ingeniería genética en plantas para expresar plaguicidas, con lo que se elimina la necesidad de la aplicación externa de
los mismos, como es el caso del maíz Bt. 
· IG azul: también llamada biotecnología marina, es un término utilizado para describir las aplicaciones de
la biotecnología en ambientes marinos y acuáticos. Aplicaciones son prometedoras para la acuicultura, cuidados sanitarios, cosmética y productos alimentarios.
RESTRICTASA (“tijeras moleculares”): endonucleasas trocean el ADN cortando por secuencias específicas (palindrómicas), dejando extremos monocatenarios cohesivos. Cada restrictasa
reconoce y corta por una secuencia específica distinta, creando extremos pegajosos diferentes.

VECTOR: moléculas que se utilizan para realizar el transporte del ADN que permita hacer llegar los fragmentos seleccionados a clonar, al huésped que corresponda, en dónde luego se replicará.  pequeños y cuentan con un origen de replicación que permite iniciar el proceso.
Los más comunes en procariotas son los plásmidos bacterianos, bacteriófagos, cósmidos. En eucariotas se suelen utilizar virus o incluso fragmentos de ADN creados artificialmente, como los cromosomas artificiales de levadura.

OGM


Un organismo genéticamente modificado es un organismo cuyo material genético ha sido alterado usando técnicas de ingeniería genética.


ADN RECOMBINANTE: es una molécula que proviene de la uníón artificial de dos fragmentos de ADN. La tecnología de ADN recombinante es el conjunto de técnicas que permiten aislar un gen de un organismo para su posterior manipulación e inserción en otro diferente. Podemos hacer que un organismo o un virus produzca una proteína que le sea totalmenteextraña.

El ADN con el gen de interés se retira de la célula, y las enzimas de restricción cortarán dicho gen deseado. Al mismo tiempo el ADN vector se toma de la bacteria y se corta con las mismas enzimas de restricción. Se inserta el gen dentro del ADN vector (un plásmido), considerándose una uníón espontánea por extremos cohesivos, que posteriormente será una uníón catalizada por las ligasas. Finalmente, la bacteria se reproduce dando lugar a un gran número de bacterias con la nueva carácterística que producirán la proteína de interés. Un ejemplo real es el caso de la obtención de la insulina humana: el gen de la insulinahumana se inserta en un plásmido de expresión de la bacteria Escherichia Colli, la cual pasará a llamarse E. Colli recombinante. Posteriormente, se multiplicará dicha bacteria, se producirá gran cantidad de insulina, y mediante su extracción y purificación se obtendrá la insulina humana con la que se tratará a los diabéticos. Una variante de esta técnica se realiza utilizando como vector un virus en lugar de un plásmido. El ADN a introducir se inserta en el ADN vírico alterado, con capacidad infectiva pero no reproductiva, dando lugar a un cósmido con extremos “cos” para su uníón al ADN de la célula receptora. Posteriormente se producirá el empaquetamiento en el bacteriófago y su infección. La limitación de los plásmidos como vector es que el receptor ha de ser una bacteria compatible con el plásmido. La ventaja de los virus como vector es que las células receptoras pueden ser procarióticas o eucarióticas, depende del tipo de virus empleado.
PCR: técnica complementaria que consiste en la reacción en cadena de la polimerasa, ya que al multiplicar exponencialmente cualquier ADN se obtienen infinidad de copias con las que intentar repetidamente y con mayores garantías cualquier fase de la obtención de ADN recombinante.


MAPEAR:asignación de un espacio físico a los diversos genes que forman parte de un genoma, implica la determinación de las posiciones relativas de los gene y la distancia que existe
entre ellos.
Proyecto genoma humano: proyecto de investigación científica, objetivo determinar la secuencia de pares de bases nitrogenadas del ADN e identificar y cartografiar los genes del genoma humano desde un punto de vista físico y funcional. Conocer la secuencia de nucleótidos de nuestro ADN y qué genes codifican las proteínas.
ventajas de la biotecnología se tienen:
-Rendimiento superior. Mediante los OGM el rendimiento de los cultivos aumenta, dando más alimento por menos recursos, disminuyendo las cosechas perdidas por enfermedad o plagas así como por factores ambientales.
-Reducción de pesticidas. Cada vez que un OGM es modificado para resistir una determinada plaga se está contribuyendo a reducir el uso de los plaguicidas asociados a la misma que suelen ser causantes de grandes daños ambientales y a la salud.
-Mejora en la nutrición. Se puede llegar a introducir vitaminas y proteínas adicionales en alimentos así
como reducir los alérgenos y toxinas naturales.
-Mejora en el desarrollo de nuevos materiales.
– Síntesis de sustancias de biomoléculas muy interesantes desde el punto de vista sanitario como las vacunas.
 desventajas de la biotecnología se tienen:
-Esterilidad de las semillas por interés económico de las compañías
-Perjuicios ecológicos
-Falta de valoración de riesgos en el consumo
-Problemas éticos: clonación individuos, incluso humanos
-Potenciales creaciones de entes de destrucción masiva
-Agravios ricos/pobres en los beneficios
-Falta de regulaciones internacionales

CLONAR: multiplicar un fragmento genético por técnicas de ingeniería genética con objetivos positivos.Consiste en la producción de copias idénticas de un gen o un fragmento de ADN, célula u organismo dando lugar a clones.
ALIMENTOS TRANSGÉNICOS: son alimentos sometidos a ingeniería genética, es decir, aquel alimento
obtenido de un organismo genéticamente modificado. Hoy en día son 4 los principales cultivos GM, maíz,
algodón, soya y canola, ya sea para resistencia a insectos o tolerancia a herbicidas o en algunos casos
poseen ambas carácterísticas. No se ha demostrado ningún daño a la salud por el consumo de este tipo de alimentos. 


La biotecnología es toda aplicación tecnológica que utilice sistemas biológicos, organismos vivos o sus derivados para  La creación o modificación de organismos vivos. La síntesis de productos industriales, alimenticios, biosanitarios, agroganaderos. Su empleo en procesos de investigación científica teórica.
FERMENTACIÓN: es toda ruta catabólica que tenga lugar en las células de los seres vivos en la que el sustrato orgánico inicial es degradado parcialmente se producen productos de desecho orgánicos y muchos de ellos tienen un elevado interés industrial: como etanol, ácido láctico, ácido acético. Las fermentaciones son anaeróbicas, salvo excepciones concretas fermentación acética. El sustrato de las fermentaciones es glucídico aunque también protéicos  La mayoría de los seres fermentativos son bacterias y hongos microscópicos, la mayor parte estrictos, pero también los hay facultativos.  seres fermentativos macroscópicos células musculares facultativamente y por tiempo limitado.  la clasificación más habitual es por el tipo de desecho las 2 más significativas desde el punto de vista industrial la fermentación láctica y la alcohólica.A) La fermentación láctica: se forma ácido láctico a partir del ácido pirúvico procedente de
la glucólisis. Así se regenera el NAD+.  En la glucólisis, la glucosa se oxida a dos moléculas de ácido pirúvico, generándose NADH. Después, el ácid pirúvico acepta los electrones del NADH, reducíéndose a ácido láctico, y el rendimiento energético es de 2 moléculas de ATP, obtenidas por fosforilación a nivel de sustrato. Entre las bacterias que
realizan fermentación láctica, lactobacilos y los Streptococcus que se localizan en la leche y en el intestino. El queso, yogur, kéfir, son algunos de los productos que se obtienen por este tipo de fermentación, la cual también se puede usar para la conservación de ciertos productos vegetales o cárnicos como algunos embutidos.
Las células degradan anaeróbicamente a la glucosa, obteniendo dos moléculas de ácido láctico y sólo 2 ATP. 
– YOGUR: el yogur se hace fermentando la leche con bacterias lácticas, principalmente Lactobacillus bulgaricus, L.Bifidus (probióticos) y Estreptococus thermophilus. El lactato baja el pH, lo que desnaturaliza las proteínas lácteas que precipitar, cambian la textura del producto a la vez que se conserva más tiempo debido a la acidez y sin lactosa.
– QUESO: los quesos pueden llevar o no la fermentación láctica, si la llevan significa que no tienen lactosa y
si no la llevan significa que contienen lactosa. 
-Hay quesos madurados por bacterias: S. Thermophilus y L. Bulgaricus (provolone) o S. Cremoris (Cheddar).
-Para la producción de quesos madurados por hongos se utilizan: Penicillium glaucum, (gorgonzola), o Penicillium roqueforti, (roquefort).
Otros productos lácteos fermentados son: la mantequilla, el kéfir, la cuajada, el requesón o la ricotta.

b)
Fermentación alcohólica: proceso catabólico de fermentación, en ausencia de oxígeno, originadopor la actividad de algunos microorganismos que procesan la glucosa para obtener como productos finales: un alcohol en forma de etanol, dióxido de carbono y moléculas de ATP. El etanol resultante se emplea en la elaboración de algunas bebidas alcohólicas,  vino, la cerveza. Algunas levaduras como Saccharomyces cerevisiae transformar el ácido pirúvico en etanol y dióxido de carbono.  El sustrato que se oxida es la glucosa que ha entrado en la glucólisis, donde se ha formado piruvato, NADH y ATP. El piruvato, después de una  descarboxilación y una reducción se transforma en etanol. Consiste en la degradación anaerobia de glucosa a etanol, originándose CO2 como subproducto. El rendimiento energético es de 2 ATP. La realizan las levaduras principalmente, destacando la Saccharomyces cerevisiae, vino, cerveza, y pan. Utilizan la glucosa procedente de la hidrólisis del almidón en el pan y de la cebada en el caso de la cerveza.  Las levaduras son organismos aerobios facultativos en los que se produce el efecto
Pasteur. Si existe O 2  se inhibe la fermentación y degradan el pirúvico totalmente hasta CO 2  y agua.-Fermentado: producto alcohólico de baja graduación (-15/16 grados). Si sufren un proceso extra se convierte en destilado.
-Destilado: producto alcohólico de alta graduación. Todo destilado proviene de un fermentado.
Organismos fermentadores alcohólicos (anaeróbicos): diversos microorganismos, tanto bacterianos
como eucarióticos, realizan la fermentación alcohólica, más utilizados son hongos ascomicetos unicelulares, las levaduras, concretamente del genero Saccharomyces.