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Guía teórica
2012
Este apunte fue realizado con material extraído de los libros:
-Biotecnología y alimentos
-Biotecnología y medio ambiente
-Biotecnología y salud
Editados por la sociedad Española de Biotecnología (SeBiot)
-Biotecnología. De Maria Muños de Malajovich, Universidad de Quilmes.
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¿Qué es la Biotecnología?
Para muchos de nosotros el término “biotecnología” puede parecer ajeno aún cuando el ser humano
ha utilizado esta ciencia desde hace miles de años. Esta actividad se define en términos generales
como el uso de seres vivos, sus procesos o sus partes para la obtención de bienes y/o servicios, y
ofrece soluciones reales a los grandes retos a los que nos enfrentamos en la actualidad, tanto en el
sector salud como en el agropecuario.
Existen muchas definiciones sobre lo que es la biotecnología. Una es la propuesta de la OTA (que es
la oficina de evaluación tecnológica) que dice que la biotecnología incluye a cualquier técnica que
utiliza organismos vivos (o partes de ellos) para obtener o modificar productos, mejorar plantas y
animales, o desarrollar microorganismos para usos específicos, como productos comerciales o
servicios.
Otra definición importante y que quizás muchos pensamos, fue la propuesta por la organización de la
industria biotecnológica, que propuso que la biotecnología es “bio”+“tecnología”, es decir, el uso de
procesos biológicos para resolver problemas o hacer productos útiles.
¿Cómo "funciona" la biotecnología?
En la actualidad, los científicos que investigan en biotecnología estudian y trabajan sobre el
material genético, o ADN, de los organismos. Más precisamente, trabajan con los genes de
los seres vivos. Los genes se encuentran en todas las células de todos los seres vivos, y serían
como las "recetas" que hacen que un organismo sea cómo es.
Más precisamente, los genes son fragmentos del ADN, y tienen la información que
determina las características y funciones del organismo. Por ejemplo, hay genes que
determinan el color de ojos, la forma de las alas, el color de las flores, el tamaño de los
frutos, el crecimiento del individuo, la tolerancia al frío o al calor, los mecanismos de
defensa, y mucho más.
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¿Qué puede hacer un investigador con estos genes?
Por ejemplo, pasar un gen de un individuo al otro. ¿Para qué haría esto? Si un organismo
tiene una característica que es beneficiosa y otro organismo diferente no la tiene, se puede
pasar esa característica de uno al otro y así mejorarlo. En realidad, lo que se transfiere de un
organismo al otro es el gen que tiene la información para que ese producto beneficioso se
fabrique en el organismo receptor. Al organismo "transformado" se lo llama transgénico o
recombinante (porque combina material genético de otro organismo). Por ejemplo, se
puede insertar un gen específico en una planta que la ayude a adaptarse a las condiciones
del ambiente, o hacerla más resistente a una peste, o hacer que sea más nutritiva. La planta
así transformada se dice que es transgénica o también se la llama OGM, siglas de "organismo
genéticamente modificado".
¿Qué organismos se utilizan en biotecnología?
Como la definición lo indica, se pueden utilizar cualquier
ser vivo o parte de ellos, esto incluye a los seres complejos
como animales y plantas (también sus células), así como
seres microscópicos como hongos, bacterias, algas y virus.
¿Por qué se prefieren los microorganismos para el uso en
biotecnología?
Para muchos procesos se prefieren microorganismos, esto se debe a que:
Son de muy pequeño tamaño: esto permite que se puedan producir en espacios reducidos.
Se reproducen rápidamente: podemos tener gran cantidad de microorganismos en poco
tiempo. Por ejemplo, algunas bacterias se dividen cada 20 minutos.
Colonizan muchos ambientes: esto quiere decir que pueden crecer en diversos lugares,
algunos inclusive crecen en ambientes extremos, como en el fondo del mar, en zonas
volcánicas o en zonas de muy baja temperatura.
Poseen rutas metabólicas muy variadas: esto indica que distintos microorganismos pueden
alimentarse de una gran variedad de sustancias y eliminar otras, permitiendo que al elegir el
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microorganismo y la sustancia utilizada, se puedan obtener una gran diversidad de
productos.
Su material genético puede ser estudiado y modificado fácilmente, lo que permitiría la
obtención de organismos genéticamente modificados (OGM).
El medio de cultivo está disponible en grandes cantidades y es barato.
Los microorganismos que se utilizan no son patógenos, o sea no causan enfermedad al
hombre.
¿En qué puede ayudar la biotecnología?
Aunque la mayoría de la gente no lo sabe, hay muchos productos biotecnológicos que ya
están disponibles, y muchos más que están en investigación. En general, se puede decir que
la biotecnología en la actualidad se emplea para:
1) Mejorar el crecimiento de cultivos que se usan como alimentos;
2) Contribuir al cuidado y limpieza del medio ambiente;
3) Producir alimentos más nutritivos que contribuyen con la salud;
4) Obtener nuevos medicamentos y vacunas;
5) Fabricar productos para diferentes industrias.
¿En qué áreas se aplica la biotecnología?
La biotecnología tiene aplicaciones en importantes áreas industriales como lo son la atención de la
salud, con el desarrollo de productos y ensayos para el tratamiento de enfermedades; la agricultura
con el desarrollo de cultivos y alimentos mejorados; usos no alimentarios de los cultivos, como por
ejemplo plásticos biodegradables, aceites vegetales y biocombustibles; y cuidado medioambiental a
través de la biorremediación, como el reciclaje, el tratamiento de residuos y la limpieza de sitios
contaminados por actividades industriales.
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Biotecnología de alimentos
¿Qué es la biotecnología de alimentos?
Es un conjunto de técnicas o procesos que emplean organismos vivos o sustancias que provengan de
ellos para producir o modificar un alimento, mejorar las plantas o animales de los que provienen los
alimentos, o desarrollar microorganismos que intervengan en los procesos de elaboración de los
mismos. La inmensa mayoría de los alimentos que comemos sufren diversas transformaciones
biotecnológicas para obtener el producto que llegará al mercado. Los animales y las plantas de los
que provienen estos alimentos han sido modificados por el hombre en múltiples aspectos para
adecuarlos a las necesidades de producción, para mejorar sus propiedades nutritivas, o para cambiar
sus cualidades sensoriales (olor, sabor, forma, color, textura, etc.).
¿Cuándo se originó la biotecnología de alimentos?
La biotecnología de alimentos existe desde unos
14000 años, cuando el hombre abandonó sus
hábitos nómadas, se hizo sedentario y empezó a
utilizar la agricultura y la ganadería para producir
alimentos. Los primeros agricultores en el Oriente
cultivaron trigo, cebada y posiblemente centeno.
Las cabras y ovejas les proporcionaban leche,
queso, mantequilla y carne. Los sumerios, hace
unos 7000 años, ya utilizaban una biotecnología
algo más desarrollada y producían alimentos
fermentados como vino, cerveza, pan, yogur o queso. Rápidamente surgió la necesidad de conservar
los alimentos para poder consumirlos en los momentos de escasez, desarrollándose tecnologías de
conservación como el uso de la sal, el frío, el secado, el ahumado o la fermentación. La obtención de
alimentos a partir de plantas, animales o microorganismos se ha llevado a cabo de manera
espontánea mediante procesos que podrían denominarse de biotecnología tradicional. La
consecuencia de todo esto es que no existe en la práctica ningún alimento que pueda denominarse
natural en un sentido estricto, ya que, con excepción de unos pocos animales que se cazan en
libertad, o algunas plantas o frutos que se recolectan espontáneamente, casi todos los animales y
plantas destinados a alimentación, así como los microorganismos que intervienen en los procesos de
fabricación, han sufrido un proceso de selección artificial y mejora por parte del hombre. Mediante
métodos tradicionales, se han transferido una amplia colección de características genéticas entre los
organismos, durante muchas generaciones, originando una gran variedad de plantas y animales, en
los que se ha mejorado la producción, la apariencia o sus propiedades alimenticias. De igual manera,
en los alimentos fermentados se han seleccionado empíricamente los microorganismos que mejor
realizan dicha fermentación.
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¿Qué son los nuevos alimentos?
Entran en esta categoría todos los que consistan, contengan o se hayan obtenido a partir de
organismos modificados genéticamente (OGM); los que siendo habituales en otras culturas se
incorporan en calidad de alimentos exóticos a nuestra dieta; o los que usen procesos de producción
no utilizados normalmente. Aunque se hace énfasis, al hablar de nuevos alimentos, a los que
contienen organismos modificados genéticamente, no hay que olvidar que un alimento puede ser
nuevo en virtud de la manera en que se ha procesado (por ejemplo, la esterilización por pulsos
eléctricos) a pesar de fabricarse a partir de productos tradicionales. Los cambios en el estilo de vida
debidos a factores sociales y culturales, unidos a los avances en investigación a nivel nutricional, así
como de los procesos tecnológicos, han llevado a desarrollos de nuevos productos con valor añadido,
cada vez más demandados por el consumidor. Estos productos surgen, no sólo con el objetivo de
aportar propiedades nutricionales específicas, sino también con el fin de mejorar el estado de salud y
bienestar sin perder las cualidades sensoriales.
¿Qué son los alimentos funcionales?
Un alimento puede ser considerado funcional si se ha
demostrado de forma satisfactoria que posee un efecto
beneficioso sobre una o varias funciones específicas en el
organismo, más allá de los efectos nutricionales habituales,
siendo esto relevante para la mejora de la salud y el bienestar o
la reducción del riesgo a contraer una enfermedad. Es
importante tener en cuenta que debe seguir siendo un
alimento además de ejercer su efecto beneficioso con las
cantidades que normalmente son consumidas en la dieta. A
veces a estos alimentos funcionales se les denomina también
nutracéuticos por entender que cumplen una doble función
nutritiva y farmacéutica.
¿Qué son los alimentos probióticos?
Son alimentos que contienen microorganismos vivos que, al ser
ingeridos en cantidades suficientes, ejercen algún efecto beneficioso
sobre la salud más allá de sus propiedades nutricionales. Los grupos
bacterianos más utilizados como probióticos son los lactobacilos y las
bifidobacterias, que se administran en alimentos fermentados como el
yogur y otros productos lácteos fermentados, vegetales fermentados, o
incluso en derivados cárnicos. Algunos de los efectos beneficiosos sobre
la salud que se les atribuyen son: mejorar la respuesta inmunitaria,
aumentar el equilibrio de la microbiota intestinal (evitar diarreas y
estreñimiento), reducir las enzimas fecales implicadas en los procesos de
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iniciación del cáncer, ayudar en la terapia con antibióticos, reducir el colesterol, aumentar la
resistencia a la gastroenteritis, proteger contra microorganismos patógenos que pueden contaminar
algunos alimentos, y reducir los síntomas de la mala absorción de la lactosa.
¿Qué son los alimentos prebióticos?
Son alimentos prebióticos los que contienen ingredientes no digeribles de la dieta, que benefician al
consumidor por estimular el crecimiento o la actividad microbiana intestinal. En esta categoría se
encuentran, por ejemplo, la fibra, los fructooligosacáridos, la inulina, y la lactulosa. Estas moléculas
pueden formar parte de la propia composición de los alimentos o añadirse a los mismos. Los
prebióticos mejor caracterizados son los hidratos de carbono similares a la inulina y se usan en la
industria alimentaria como sustitutos de azúcares y grasas, aportan textura, estabilizan la formación
de espuma, mejoran las cualidades sensoriales (organolépticas) de los productos lácteos
fermentados, mermeladas, galletas, pan y leche para lactantes. La estructura molecular de la inulina
resiste a la digestión en la parte superior del intestino, lo que evita su absorción y le permite
continuar su recorrido intestinal hasta que llega al colon, donde se convierte en alimento para las
bacterias allí presentes. Es interesante saber que se está planteando la utilización de ciertos
probióticos y prebióticos en las fórmulas infantiles en un intento de modificar la colonización
bacteriana del intestino del recién nacido y así contribuir a prevenir las enfermedades infecciosas
intestinales. Se denominan alimentos simbióticos a los que combinan alimentos probióticos y
prebióticos.
¿En qué se diferencian los distintos tipos de yogures y leches
fermentadas?
Las leches fermentadas se producen por la acción de microorganismos específicos que generan una
mayor acidez (reducción del pH), por la formación de ácido láctico, y la coagulación de las proteínas
de la leche. Estos microorganismos específicos deben estar vivos, ser activos y abundantes en el
producto final, en el momento de la venta para su consumo. Existen dos grandes grupos de leches
fermentadas: ácidas y ácido-alcohólicas. Entre las primeras se encuentra el yogur, elaborado
exclusivamente mediante la acción de las bacterias Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus y
Streptococcus thermophilus. En el mercado podemos encontrar distintos tipos de yogur, según el
contenido graso, la consistencia, el aroma y el sabor que presentan, la adición de frutas, de cereales,
o la adición de azúcar u otros edulcorantes. Actualmente se obtienen otras leches fermentadas con
otras especies bacterianas, destacando bifidobacterias y lactobacilos acidófilos, que actúan como
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probióticos y pueden tener repercusiones digestivas e inmunitarias positivas. Las leches fermentadas
ácido-alcohólicas, de menor consumo, se elaboran a partir de microorganismos que conducen a la
formación, además de ácido láctico, de alcohol etílico y de dióxido de carbono (CO2). El
representante más conocido de este tipo de leches fermentadas es el Kefir (Cáucaso), aunque hay
otros como el Kumis (Rusia), o el Fuli (Finlandia).
¿Hongos en el pan?
Desde el año 2300 a.c., cuando los egipcios descubrieron de forma casual el proceso de la
fermentación, existe evidencia de que utilizó levaduras en la fabricación del pan. La especie de
levadura más utilizada para la fermentación del pan normal es Saccharomyces cerevisiae, aunque se
utilizan también otros microorganismos para influir sobre el aroma y sabor.
El proceso que ocurre es una fermentación alcohólica. Utilizando los componentes de la harina, la
levadura fermenta expulsando al medio dióxido de carbono y alcohol. El alcohol obtenido se evapora
en el momento del horneado del pan, y el dióxido de carbono desprendido de dicha fermentación,
en vez de convertirse en burbujas como en el champán o en la cerveza, es el responsable de los
agujeritos y aspecto esponjoso de la miga del pan.
¿Comemos genes cuando ingerimos alimentos?
La mayoría de los alimentos que ingerimos proceden de los seres vivos (animal, vegetal o
microorganismo), y dado que todos los seres vivos contienen genes se puede afirmar que comemos
una gran cantidad de genes. El ADN (los genes) es un componente importante de nuestra nutrición.
No obstante, no siempre ingerimos genes con todos los alimentos. Por ejemplo, la leche es un fluido
animal que no contiene células cuando procede de un animal sano y por eso si no se contamina con
microorganismos la leche estará libre de genes. Por otro lado, cuando los alimentos son sometidos a
tratamientos tecnológicos muy intensos que incluyan procesos de extracción, horneado, destilación,
tratamientos enzimáticos, etc., los genes se pueden eliminar o pueden sufrir una degradación muy
elevada, por lo que quedan ausentes de ellos. Este es el caso, entre otros, de los aceites vegetales
muy refinados o de las bebidas alcohólicas sometidas a destilación.
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¿Comemos alguna vez organismos vivos?
En numerosas ocasiones comemos organismos vivos. No sólo comemos microorganismos que
puedan estar incluidos en grandes cantidades en alimentos fermentados (yogur), sino también otros
seres vivos macroscópicos como los vegetales (frutas, verduras, etc.) que una vez recolectados siguen
siendo materia viva sujeta a cambios, aunque de una forma distinta que cuando se encontraban en el
árbol o en el campo, a no ser que se inactiven por procesos de conservación o estabilización. Ni qué
decir de las ostras y otros animales que según las diferentes culturas y tradiciones se ingieren vivos.
¿Es malo comer microorganismos?
Depende de su naturaleza y de su cantidad. Es bien sabido que algunos alimentos pueden contener
microorganismos patógenos que ingeridos en suficiente cantidad desencadenan una enfermedad,
como sucede con los alimentos contaminados con la bacteria Salmonella. Sin embargo, un número
importante de alimentos denominados fermentados como por ejemplo el yogurth, el queso, o el
chorizo, contienen microorganismos (bacterias, levaduras, hongos) cuya ingesta no sólo no comporta
daño para la salud del consumidor sino que confieren propiedades nutricionales y sensoriales. Más
aún, como ya se ha comentado existen microorganismos denominados probióticos, como ciertos
lactobacilos y bifidobacterias, que introducidos en la dieta e ingeridos en cantidad suficiente ejercen
un efecto positivo en la salud, más allá de los efectos nutricionales tradicionales. De todas formas es
difícil pensar que alguien que tuviese una dieta compuesta mayoritariamente por microorganismos
sobreviviese mucho tiempo, ya que su composición es incompleta para los requerimientos
nutricionales humanos
¿Qué diferencias existen entre la producción de alimentos por
biotecnología tradicional o por biotecnología moderna?
Los alimentos producidos por estas dos tecnologías tan sólo se diferencian en la técnica genética
utilizada para mejorar los organismos utilizados en la elaboración del alimento. Tradicionalmente,
para la mejora genética de las especies se usó la variación genética natural o la generada mediante
mutagénesis, y aplicando dos técnicas genéticas: el cruzamiento y la selección de individuos con los
caracteres de interés en las siguientes generaciones. Recientemente, a estas dos técnicas se les ha
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añadido la mejora mediante Ingeniería Genética, que permite trabajar con genes aislados de una
forma más controlada, lo que supone grandes ventajas frente a la situación tradicional en la que se
manejaban los genomas completos (miles de genes) de manera poco controlada. Ahora se puede
controlar y conocer mejor la modificación genética introducida y se pueden obtener resultados más
rápidamente. Pero aun más, con la Ingeniería Genética se pueden realizar mejoras que antes no eran
factibles, ya que ahora es posible saltar la barrera de la especie, y así, por ejemplo, los genes útiles de
una fresa se pueden trasladar a una papa, lo que antes era imposible ya que obviamente no se podía
cruzar una fresa con una papa.
¿Qué son los alimentos transgénicos?
Los alimentos transgénicos son aquellos que han sido elaborados a partir de un organismo
genéticamente modificado (OGM) (animales, vegetales, o microorganismos) o los que contienen
algún ingrediente que proviene de alguno de estos OGMs, incluyendo los aditivos. Se consideran
OGMs a los organismos modificados mediante técnicas de Ingeniería Genética (también llamadas
técnicas de ADN recombinante). Es decir, los OGMs son organismos a los que mediante Ingeniería
Genética se les ha incorporado en su genoma nuevos genes procedentes de otros organismos o se
han modificado los genes propios. En general, un OGM posee una combinación nueva de material
genético que le confiere nuevas propiedades (resistencia a plagas, resistencia a herbicidas,
producción de sustancias de interés nutricional, organoléptico o farmacológico). Esto implica que se
ha modificado el material genético del animal o planta del cual proviene el alimento o alguno de los
ingredientes que contiene, o bien que se ha modificado el material genético de alguno de los
microorganismos implicados en el proceso de elaboración del alimento. Si se acepta esta definición,
se puede afirmar que los alimentos transgénicos se encuentran en las estanterías de los
supermercados desde hace bastante tiempo, ya que es práctica habitual desde hace más de 10 años
el empleo de aditivos producidos industrialmente por microorganismos transgénicos en la
fabricación de múltiples alimentos.
¿Puede la biotecnología ayudar a prevenir las intoxicaciones
alimentarias?
La biotecnología puede ayudar a prevenir las intoxicaciones alimentarias de distintas maneras. Una
de ellas es desarrollando sistemas de diagnóstico que sean rápidos, sensibles y que permitan
detectar los organismos patógenos o los compuestos tóxicos antes de ingerirlos. Por otro lado, se
están desarrollando microorganismos protectores que eviten la presencia de organismos patógenos.
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Por ejemplo, para obtener derivados lácteos y productos cárnicos curados o encurtidos, se están
diseñando bacterias ácido-lácticas que producen además del ácido láctico otras sustancias activas
(bacteriocinas) contra bacterias patógenas como Listeria, Campylobacter o Salmonella, pero que
son inocuas para el hombre o los animales. De esta forma la bacteria ácido-láctica al mismo tiempo
que fermenta y produce el alimento mata al microorganismo patógeno.
¿Pueden los nuevos alimentos mejorar la salud de las personas
que padecen intolerancia a determinados alimentos?
En principio, es posible desarrollar nuevos alimentos que eliminen los problemas de intolerancia
causados por algunos alimentos tradicionales. Esto se puede realizar bloqueando los compuestos que
causan la intolerancia, eliminándolos o sustituyéndolos por otros. Por ejemplo, mediante el uso de
las enzimas denominadas lactasas se puede hidrolizar la lactosa de la leche, de modo que la leche así
tratada pueda ser consumida por las personas intolerantes a la lactosa. Estudios recientes indican
que la utilización de determinadas bacterias probióticas en la elaboración de nuevos alimentos
puede modular la respuesta inmune en personas alérgicas a alimentos. También las técnicas de
Ingeniería Genética permiten reducir los niveles de una sustancia alérgica (alergeno) en alimentos
modificados genéticamente. Por ejemplo, en el caso del arroz se ha conseguido reducir la producción
de una proteína causante de la alergia. Del mismo modo, la sustitución de un gen por otro similar
puede ser utilizada para reemplazar totalmente una proteína alergénica por otra inocua.
¿Pueden los nuevos alimentos contribuir a mejorar la salud en
los países menos desarrollados?
La implantación de los nuevos alimentos en los países menos desarrollados puede contribuir a
remediar, en parte, las carencias nutricionales de sus habitantes y a mejorar su salud. Esta
contribución es más efectiva si la producción en más barata. Una nutrición insuficiente, debido a que
se ingieren alimentos no muy variados y en pocas cantidades, puede corregirse mediante el
desarrollo de cultivos más productivos (resistentes a plagas, sequía, salinidad) o de nuevas plantas
que incorporen nutrientes deficitarios en la dieta de la población (vitaminas). Así, la manipulación
genética de semillas de arroz ha permitido la síntesis en este cereal de importantes cantidades de
provitamina A. Este arroz denominado "arroz dorado" presenta extraordinario interés para diversas
zonas de Asia, donde el arroz es la base de la alimentación y existe una carencia habitual de vitamina
A en la dieta, lo que causa una elevada incidencia de la ceguera en estas poblaciones. Otro ejemplo
lo constituyen las papas transgénicas con ingredientes que tienen propiedades que vacunan contra el
cólera (vacunas comestibles). Hay otros nuevos alimentos como son los denominados funcionales
porque todavía son de elevado costo y su aplicación está dirigida a la prevención o la contribución a
la curación de enfermedades metabólicas muy concretas y que no son de aplicación general. Se
desarrollaron alimentos en los que se han aplicado métodos de conservación que consiguen un
menor deterioro de su calidad nutricional pero cuyo coste de obtención es elevado. Un ejemplo de
productos de buena calidad nutritiva y bajo costo son los reemplazantes de la carne obtenidos a
partir de proteínas vegetales, más baratas que las cárnicas.
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SALUD
¿Qué es un gen?
En términos de su estructura, un gen es un fragmento de una larga molécula de ADN (ácido
desoxirribonucleico) que almacena información para fabricar una determinada proteína. Esta
proteína es la que a su vez determina el carácter correspondiente del organismo, como por ejemplo
el color de la piel, la presencia de semilla o la resistencia a una enfermedad. Los genes se organizan
en largas moléculas de ADN que se denominan cromosomas y se encuentran en todas las células de
un organismo vivo, desde las bacterias hasta el hombre. El conjunto de todos los cromosomas de una
célula se denomina genoma. Este genoma contiene toda la información requerida para la
construcción y supervivencia de un organismo. Si se comparase con una enciclopedia, cada gen sería
equivalente a un capítulo de esta enciclopedia y cada cromosoma sería un volumen de la misma,
formado por la sucesión de capítulos. Por tanto, esta enciclopedia contiene la esencia de cada
individuo. Siguiendo con este ejemplo, se estima que la enciclopedia de una planta puede contener
alrededor de 25000 capítulos (genes) mientras que la enciclopedia humana contendría alrededor de
50000. El origen común de todos los seres vivos se refleja en el hecho de que todas las enciclopedias
de todas las especies están escritas con los mismos símbolos y en el mismo lenguaje, que se ha
denominado código genético.
¿Qué es la ingeniería genética?
Es un conjunto de técnicas que permiten alterar las características de un organismo mediante la
modificación dirigida y controlada de su enciclopedia genética (genoma), añadiendo, eliminando o
modificando alguno de sus capítulos (genes). Así, la ingeniería genética permite eliminar una
característica indeseable de un organismo (por ejemplo, la producción de una toxina) borrando el
capítulo (gen) correspondiente de la enciclopedia de ese organismo. Igualmente permite introducir
una nueva característica en una especie (por ejemplo, la resistencia a un insecto) copiando el
capítulo (gen) correspondiente de otra especie resistente a ese insecto e introduciéndolo en la
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enciclopedia de la especie susceptible. Gracias a la universalidad del código genético, la ingeniería
genética puede utilizar la información existente en todos los seres vivos. El intercambio de
información genética entre distintos seres vivos no es una invención humana y ocurre con cierta
frecuencia entre microorganismos (por ejemplo bacterias) en la naturaleza. De hecho, la ingeniería
genética explota en parte algunos de los mismos mecanismos que operan normalmente en la
naturaleza.
¿Qué es un organismo modificado genéticamente?
Un organismo está modificado genéticamente cuando su genoma ha sido alterado mediante técnicas
de Ingeniería Genética y puede transmitir esta modificación a la progenie. Cuando la modificación se
ha producido mediante la incorporación a su genoma de un fragmento de DNA que procede de otra
especie se dice que el organismo modificado genéticamente es un organismo transgénico. La
denominación de organismo transgénico se utiliza principalmente cuando se menciona a plantas y
animales, en tanto que para los microorganismos se emplea frecuentemente el término de
recombinante.
¿Qué ventajas tienen las medicinas de origen biotecnológico?
La biotecnología permite obtener a gran escala y de forma segura productos naturales que de otra
manera no podrían extraerse en suficiente cantidad. Los medicamentos que se extraían
tradicionalmente de la sangre de donantes con un alto riesgo de contaminación con los virus de la
sangre, se pueden obtener hoy en día a partir de cultivos de células modificadas genéticamente sin
ningún riesgo. Lo mismo sucede con las hormonas que antes se obtenían de órganos humanos o
animales y que ahora se producen en fermentadores muy seguros. A veces las ventajas son
simplemente económicas ya que mediante los procesos biotecnológicos pueden abaratarse los
costes de producción. También son interesantes las ventajas medioambientales, ya que en la
producción de fármacos, las enzimas pueden sustituir a muchos procesos de síntesis química que son
muy contaminantes.
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¿Qué fármacos de origen biotecnológico están en el mercado?
Sin contar los fármacos que se obtienen por semisíntesis (obtención mitad biológica mitad química),
que son difíciles de cuantificar, el número de productos biotecnológicos en el mercado sanitario se
acerca al centenar. Entre otros, se encuentran disponibles varias hormonas (insulina y hormona del
crecimiento), citoquinas usadas como antivirales y anticancerosos, factores estimuladores de la
producción de sangre para pacientes anémicos y para los tratados con quimioterapia agresiva,
anticoagulantes y trombolíticos para problemas vasculares, procoagulantes para los pacientes
hemofílicos, anticuerpos monoclonales para evitar el rechazo de transplantes, nuevos antivirales y
vacunas.
¿Que son los antibióticos?
Los antibióticos son sustancias que se usan para matar o inhibir el crecimiento de las bacterias. El
antibiótico pionero fue la penicilina, que revolucionó el tratamiento de las infecciones, como la
neumonía y la tuberculosis, y su producción, a partir de hongos, constituyó la primera aplicación de
la biotecnología a la industria farmacéutica. Su descubrimiento se debe a Alexander Fleming, que en
1928 encontró que el hongo Penicillum notatum producía "algo" capaz de matar a las bacterias que
estaba estudiando. Actualmente, la mayoría de los antibióticos, denominados "naturales", se
obtienen a partir de los microorganismos que los producen. Así, mientras algunas especies de
Penicillum producen penicilina, otras fabrican antibióticos tan importantes como las cefalosporinas.
Otros antibióticos naturales muy conocidos, como la tetraciclina, la estreptomicina y la eritromicina,
son elaborados por bacterias del género Streptomyces.
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Medio ambiente
¿Qué es un ecosistema?
Un ecosistema está constituido por un medio físico (hábitat
o ambiente), los seres vivos que viven en él y por el
conjunto de las interacciones que se producen entre los
organismos que lo habitan y el medio ambiente que les
rodea, lo que implica distintos flujos de materia y energía,
dando lugar a una unidad en equilibrio dinámico. Se trata
por ello de un sistema funcional, en principio
autosustentable. Aunque los ecosistemas están espacial y
temporalmente delimitados, el tránsito de uno a otro no es
brusco, sino que su yuxtaposición forma los llamados
ecotonos. Son componentes fundamentales del ecosistema
los organismos autótrofos (productores), heterótrofos
(consumidores) y los descomponedores.
¿Qué es el efecto invernadero?
La tierra recibe energía radiante del Sol. Parte de esta radiación es absorbida y parte es reflejada al
espacio. Se entiende por “efecto invernadero” el efecto provocado por ciertos gases presentes en la
atmósfera de la Tierra que hacen que parte de la radiación solar que sería reflejada al espacio sea
absorbida por dichos gases, a una cierta longitud de onda. El efecto invernadero es beneficioso, ya
que se estima que sin él la temperatura de la Tierra sería unos 33°C inferior a la actual, y por lo tanto
no habría vida sobre la Tierra. El problema puede venir de “un exceso” de efecto invernadero. De
hecho, actualmente se acepta que se está produciendo este exceso, que se atribuye
fundamentalmente al CO2 generado por la combustión de la madera, el petróleo y el carbón, y que
estaría llevando a un aumento de la temperatura global del planeta. Hay otros gases que también
generan efecto invernadero, como el vapor de agua, el metano, los óxidos de nitrógeno, los
fluoroclorocarbonados, etc. Teniendo en cuenta que el CO2 supone el 60% de los gases con efecto
invernadero, se admite que el aumento de las emisiones se debe en un 80% a la actividad humana
(origen antropogénico), mientras que el otro 20% se asigna a la deforestación y a fenómenos
naturales (emisiones volcánicas, incendios). Del CO2 emitido, alrededor del 60% es absorbido por el
agua de los océanos, o es utilizado y fijado por las plantas para crecer gracias a la fotosíntesis. El 40%
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restante es el responsable del aumento de concentración de CO2 en la atmósfera, con el consiguiente
efecto invernadero asociado. El nivel de CO2 en la atmósfera ha variado mucho en diferentes épocas,
aumentando considerablemente en la actualidad. El ambiente, parece capaz de metabolizar gran
parte del exceso de CO2 generado. Al efecto invernadero se le hace responsable del aumento de
temperatura del planeta.
¿Existe vida en los ambientes extremos?
Por extraño que parezca, también existe vida en los ambientes extremos. Por ambiente extremo se
entiende aquél en el que uno o varios de los parámetros de mayor relevancia para el desarrollo de la
vida, como la temperatura, la acidez, la salinidad, la presión, o el nivel de radiación, se consideran
hostiles para la vida desde el punto de vista del hombre. Los organismos que viven en estos
ambientes se denominan extremófilos y están tan perfectamente adaptados al medio que todos sus
componentes funcionan de manera óptima en esas condiciones extremas. Su maquinaria metabólica
puede funcionar en condiciones que serían totalmente adversas para otros seres vivos. Entre los
organismos extremófilos destacan los termófilos, que habitan a temperaturas de hasta 115ºC; los
halófilos, que se desarrollan en ambientes con salinidades equivalentes a un 35% de sal común
disuelta; los piezófilos, que crecen a presiones de hasta 1100 atmósferas; los psicrófilos, que se
reproducen a temperaturas inferiores a 5ºC; los acidófilos, que viven en medios de pH inferior a 5, y
los alcalófilos, que pueden desarrollarse en un hábitat con un pH superior a 9.
¿Cómo puede la Biotecnología aprovechar la diversidad de los
ambientes extremos?
Las principales aplicaciones biotecnológicas de los organismos extremófilos se centran en la
utilización de algunas de sus proteínas con actividad catalítica (enzimas) como aditivos de productos
comerciales (detergentes, alimentación animal y humana), en procesos industriales de bioconversión
(generación de alcohol a partir de maíz o de la paja de cereales como el trigo), o en sistemas
analíticos (biosensores y técnicas de detección de ADN). Actualmente se buscan organismos que
produzcan enzimas que degraden las grasas a baja temperatura para su utilización en detergentes de
lavado en frío (por ejemplo, en organismos de la Antártida), o que las degraden a alta temperatura
para detergentes de lavado en caliente (por ejemplo, en organismos de fuentes termales). Entre las
aplicaciones más llamativas y rentables están las que se derivan del uso de las enzimas conocidas
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como ADN polimerasas termoestables obtenidas de organismos termófilos. Estas enzimas se usan en
la técnica denominada de PCR que se emplea en análisis genéticos para la identificación forense,
análisis clínicos o análisis de alimentos.
¿Qué son las tecnologías limpias o verdes?
Se dice que una tecnología es limpia (verde o ecológica) cuando su
aplicación genera poca o ninguna contaminación ambiental. La
reducción de la contaminación se puede conseguir de distintas
maneras. A veces basta con optimizar la tecnología de producción
para generar menos residuos, tratar de incluir productos menos
tóxicos y más biodegradables en el proceso, o quizás mejorar el
reciclado de los productos de desecho. Sin embargo, otras veces la
opción de reducir la contaminación pasa por cambiar
completamente la tecnología. En muchas ocasiones los procesos
químicos, que por lo general son muy contaminantes, pueden
sustituirse por procesos de biotransfomación gracias a la Biotecnología. La Biotecnología también
puede contribuir al reciclado y eliminación de los productos de desecho. En términos generales, el
uso de la Biotecnología en alguna de las etapas de la cadena de producción contribuye a que el
proceso sea más respetuoso con el medio ambiente.
¿Qué se entiende por biodegradación?
La biodegradación es un término genérico que se ha acuñado para referirse a la actividad metabólica
que llevan a cabo todos los seres vivos (microorganismos, plantas y animales) para asimilar o
modificar todo tipo de sustancias presentes en el medio ambiente. Aunque generalmente se aplica a
compuestos de naturaleza orgánica, también puede referirse a sustancias inorgánicas. Los procesos
biodegradativos más frecuentes se llevan a cabo en presencia de oxígeno (biodegradación aeróbica),
pero algunos microorganismos también son capaces de degradar compuestos en ausencia de
oxígeno (biodegradación anaeróbica). Se denomina mineralización a la biodegradación de una
sustancia orgánica para dar compuestos de naturaleza inorgánica (agua, óxidos, sales, etc.). A veces
los compuestos no se mineralizan, sino que se transforman en otros diferentes (biotransformación)
que pueden ser incorporados por el propio organismo que los transforma o secretados al medio
ambiente. En otras ocasiones los compuestos contaminantes no se degradan, pero se acumulan en
una forma inerte en el interior del organismo (bioacumulación), disminuyendo su toxicidad. Es el
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caso de muchos metales pesados que los microorganismos pueden inmovilizar mediante
precipitación o formación de complejos insolubles.
¿Se biodegradan bien todos los compuestos orgánicos naturales?
La mayoría de los compuestos orgánicos naturales (aquellos que no derivan de la actividad industrial
del hombre) pueden ser mineralizados rápidamente por diversos seres vivos. Estos compuestos
llevan presentes en la naturaleza cientos de millones de años, lapso de tiempo suficientemente largo
como para que muchos organismos hayan podido desarrollar la capacidad de utilizarlos como fuente
de carbono y energía. Sin embargo, existen varios compuestos naturales que poseen una estructura
química muy estable y que, por tanto, son muy difíciles de biodegradar. Su degradación completa
suele requerir largos periodos de tiempo. Un ejemplo de este tipo de compuestos difíciles de
biodegradar es la lignina, un polímero muy abundante en la naturaleza que confiere la rigidez a las
plantas.
¿Qué son los compuestos xenobióticos y cómo se degradan?
La palabra xenobiótico deriva del griego (xeno-extraño, y biótico-vida), y se aplica a los compuestos
cuya estructura química es poco frecuente o inexistente en la naturaleza. Por lo tanto, se denominan
xenobióticos a los compuestos sintetizados por el hombre en el laboratorio, en contraposición al
termino biogénico que se utiliza para designar a los compuestos que son de origen natural. Debido a
su estructura inusual, algunos xenobióticos persisten mucho tiempo en la biosfera sin alterarse y por
eso se dice que son “recalcitrantes" a la biodegradación. Varios xenobióticos, como ciertos
insecticidas, herbicidas y detergentes, se utilizan en grandes cantidades y tienen una larga
persistencia en el medio ambiente. Los procesos más importantes por los que se degradan los
compuestos xenobióticos son la fotodegradación por radiaciones solares, los procesos de oxidación y
reducción químicos, y la biodegradación por los seres vivos. La mayoría de los compuestos
xenobióticos han aparecido en el medio ambiente durante los últimos 100 años. A pesar de ello, los
seres vivos, especialmente los microorganismos, son capaces de adaptarse rápidamente a su
presencia, lo que facilita que muchos de estos compuestos puedan ser biodegradados.
¿Qué son los procesos de biotransformación?
Se entiende por biotransformación todo proceso biológico mediante el cual una sustancia se
transforma en otra diferente. Se puede decir que la vida surge como resultado de la conjunción de
múltiples procesos de biotransformación. En un sentido restringido se aplica el término de
biotransformación a los procesos diseñados para la producción de compuestos mediante el empleo
de un organismo completo o de un sistema enzimático. Muchos productos químicos y farmacéuticos
son difíciles de obtener por síntesis química pero sin embargo resultan sencillos de producir para los
seres vivos o sus enzimas. Por ejemplo, algunas vitaminas, antibióticos, aminoácidos, y hormonas
esteroides se obtienen por procesos de biotransformación. A veces la síntesis química se combina
con la síntesis biológica originando lo que se denomina procesos de semisíntesis. Los procesos de
biotransformación tienen la ventaja de ser menos contaminantes que los procesos químicos ya que
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utilizan materiales biodegradables y por lo general se llevan a cabo en medios acuosos y a baja
temperatura. Existen muchas formas diferentes de llevar a cabo los procesos de biotransformación,
diseñándose bioreactores específicos para cada caso. Por ejemplo, muchos de estos procesos se
suelen llevar a cabo con enzimas solubles o inmovilizadas en un soporte, lo que permite realizar
procesos en continuo, pero en ocasiones también se utilizan células enteras procariotas o eucariotas,
ya sea en crecimiento o en reposo, en suspensión o inmovilizadas. Los procesos de
biotransformación pueden ser muy útiles para reciclar sustancias de desecho de las industrias y
originar productos de mayor valor añadido.
¿Es biodegradable el petróleo?
El petróleo es una mezcla muy compleja de distintos compuestos químicos. Gran parte de ellos
pueden ser metabolizados y convertidos en CO2 y H2O por diversos organismos marinos o terrestres,
fundamentalmente bacterias y hongos, que son bastante frecuentes y ubicuos. Sin embargo, existen
varios factores que dificultan el proceso de biodegradación. El principal es que el petróleo contiene
mucho carbono y bastante azufre en formas asimilables por los microorganismos, pero tiene muy
poco nitrógeno y fósforo. Como todos los seres vivos, los microorganismos necesitan un aporte
equilibrado de diferentes nutrientes. Por lo tanto, los hirocarburos del petróleo no podrán ser
metabolizados eficientemente por los microorganismos a menos que se suministren fuentes de
nitrógeno y fósforo adecuadas. Un segundo factor que limita la degradación del petróleo es la
insolubilidad en agua de la mayoría de sus componentes, lo que limita su biodisponibilidad, es decir,
la facilidad con la que serán captados por los microorganismos. Muchos microorganismos han
desarrollado diversas estrategias para poder captar los hidrocarburos insolubles más eficientemente.
Las más comunes son la excreción al medio de moléculas que facilitan la solubilidad o la dispersión
de estos compuestos en el agua (biosurfactantes), o el desarrollo de superficies celulares hidrófobas
que permiten al microorganismo adherirse a la interfase entre el agua y el petróleo, captando así los
hidrocarburos directamente sin necesidad de que se disuelvan previamente en el agua. Un tercer
factor que limita la biodegradación del petróleo es la relativa toxicidad de muchos de sus
componentes. Moléculas como el benceno, el xileno, y todos sus análogos son bastante tóxicos y
normalmente sólo se degradan bien si están en concentraciones moderadas. Asimismo, muchos
compuestos poliaromáticos tienen actividad mutagénica. Finalmente, la disponibilidad de oxígeno es
también muy importante. La biodegradación de petróleo en suelos contaminados es relativamente
eficiente en la zona más superficial, en la que hay oxígeno, pero es muy lenta en capas más internas
(a más de 10 cm de profundidad), donde el oxígeno escasea. Aunque existen microorganismos
capaces de degradar hidrocarburos en ausencia de oxígeno (anaeróbicamente), crecen más
lentamente que los microorganismos aeróbicos, y el proceso biodegradativo es menos eficiente. Por
lo tanto, la inyección de aire (oxígeno) en el subsuelo de zonas contaminadas por hidrocarburos
(petróleo o gasolinas, por ejemplo), o la aireación del terreno por otros métodos mecánicos, acelera
sustancialmente la biodegradación.
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¿Qué es la biorremediación?
La biorremediación es un procedimiento para la recuperación de una zona terrestre o acuática
contaminada que utiliza a los seres vivos para eliminar (degradar) las sustancias contaminantes. En
muchos casos, la biorremediación se utiliza como acción complementaria después de haber
eliminado una buena parte de la contaminación por otros métodos físico-químicos o mecánicos. Los
procedimientos utilizados para la biorremediación son muy variables y dependen del compuesto(s) a
eliminar y de su ubicación física (suelo, agua). La biorremediación se puede realizar in situ o ex situ.
En el tratamiento in situ se puede estimular la actividad degradativa de los organismos presentes en
el lugar contaminado suministrando nutrientes (bioestimulación), o se pueden añadir organismos
con propiedades especificas para degradar el contaminante (bioincremento). En el tratamiento ex
situ, el contaminante es transportado a una planta de procesamiento donde se trata en reactores
con microorganismos degradadores especializados. Cuando el contaminante no se puede
biodegradar, como sucede con los metales pesados, la estrategia utilizada es la bioacumulación, es
decir, la acumulación del contaminante en el interior del ser vivo y la posterior retirada del
organismo que ha acumulado el contaminante. Los microorganismos suelen ser los seres vivos más
utilizados en biorremediación, aunque cada vez esta más extendido el uso de las plantas en estas
tareas (fitorremediación), especialmente en los casos que requieren la bioacumulación.
¿Cómo puede ayudar la Biotecnología en la limpieza de los
derrames de petróleo?
El petróleo es uno de los contaminantes orgánicos más importantes, particularmente en el mar, al
que se vierten varios millones de toneladas al año por diversas prácticas y accidentes. Hay varios
factores que limitan la biodegradación del petróleo, entre los que destacan su composición química
(tiene mucho carbono y bastante azufre, pero muy poco nitrógeno y fósforo en formas asimilables
por los microorganismos), su gran insolubilidad en agua y la necesidad de que haya oxígeno
disponible para que el proceso degradativo ocurra con rapidez. Dado que casi todos los ecosistemas
contienen microorganismos capaces de degradar hidrocarburos, generalmente basta con facilitar y
estimular el crecimiento de aquellos que estén presentes en la zona contaminada (bioestimulación).
Para ello es muy importante suministrar nutrientes que aporten nitrógeno y de fósforo,
preferentemente en forma de mezclas oleofílicas (hidrofóbicas) que se dispersen bien en el petróleo.
También es importante facilitar la presencia de suficiente oxígeno para facilitar la degradación
aeróbica, más eficiente y rápida que la anaeróbica. Hay que tener en cuenta que estos métodos,
aunque eficaces, tienen sus limitaciones. Una de ellas es la velocidad de degradación, que depende
en gran medida de la temperatura y condiciones físico-químicas del lugar. Otro problema es que el
petróleo contiene compuestos muy resistentes a la biodegradación. Finalmente, la degradación no
será igual de eficiente en todos los lugares. En una playa, por ejemplo, la mayor parte de los
hidrocarburos que se encuentren al aire libre terminarán siendo metabolizados por diferentes
microorganismos, pero el petróleo que se filtre a capas más profundas de la arena o que pase a los
sedimentos marinos, persistirá durante mucho más tiempo
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¿Qué son los biocombustibles y que ventajas tienen?
El término biocombustible se refiere a cualquier combustible de origen biológico, como por ejemplo
la madera. Sin embargo, suele utilizarse una acepción más restringida, de forma que se reserva para
denominar a los biocarburantes (bioetanol y biodiesel) y al biogás. Aunque la mayor parte del etanol
que se genera actualmente procede del petróleo, cada día se produce más etanol de origen
biológico, que se denomina bioetanol. El etanol de origen biológico tiene una importancia creciente
como sustituto de las gasolinas convencionales o para la obtención de alguno de sus componentes
esenciales, como el ETBE (etil ter-butil éter).
El bioetanol se produce por fermentación anaeróbica de la materia vegetal. Este proceso consta de
dos etapas fundamentales: la hidrólisis para liberar los azucares de la materia vegetal (sacarificar) y la
fermentación de los azucares obtenidos. El biodiesel también es un producto de origen vegetal, que
se obtiene a partir de aceites vegetales (girasol, colza, maíz), frescos y usados, mediante un proceso
de transesterificación. En este proceso, la glicerina unida a los ácidos grasos en el aceite se sustituye
por metanol, dando lugar a un producto de características muy similares al gasóleo convencional, y a
glicerina como subproducto. La sustitución de carburantes convencionales por biocarburantes
supone una disminución de las emisiones gaseosas contaminantes (óxidos de azufre, partículas de
sulfatos) en el sector del transporte. Además, por ser biodegradables, disminuye el nivel del impacto
ambiental de vertidos accidentales. Los cultivos de los vegetales que se usan como materia prima
(cultivos energéticos) evitan la erosión y degradación de tierras de cultivo abandonadas para fines
alimentarios. El mayor beneficio de estos productos es que su contribución al aumento de gases con
efecto invernadero en la atmósfera es prácticamente nula, ya que el CO2 generado durante su
combustión ha sido fijado previamente por la planta en su crecimiento. El biogás está compuesto por
mezclas de metano y CO2. Se obtiene por la acción de microorganismos anaerobios sobre residuos
biodegradables.
biogás?
¿Cómo se utilizan los residuos industriales para la producción de
En la producción de biogás se utilizan residuos ganaderos, lodos de depuradora, efluentes de la
industria agroalimentaria y papelera y, en algunas ocasiones, la fracción orgánica de los residuos
sólidos urbanos. La generación de biogás tiene especial sentido económico en las explotaciones
ganaderas intensivas, ya que generan un gran volumen de efluentes líquidos o semilíquidos por la
gran cantidad de agua que utilizan para alimentación y limpieza. Los lodos de depuradora también
son una materia prima interesante para la producción de biogás. Además, de esta manera se
estabilizan, se disminuye su volumen, y su manejo resulta más fácil. Los efluentes de instalaciones
industriales procedentes de sectores como el cervecero, azucarero, conservero, alcoholero,
derivados lácteos, oleico y papelero tienen una elevada carga orgánica y la generación de gas
mediante su tratamiento anaerobio es sencilla. La fracción orgánica de los residuos sólidos urbanos
se aprovecha actualmente de manera indirecta en los vertederos controlados. La correcta gestión de
un vertedero de residuos exige extraer el biogás generado a través de un sistema de captación. Con
la implantación de la separación en origen de la fracción orgánica de los residuos urbanos se dispone
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de grandes volúmenes de residuos orgánicos susceptibles de ser tratados en fermentadores
anaerobios.
¿Se puede obtener energía de los residuos urbanos?
La biotecnología puede utilizarse para obtener energía de los residuos urbanos. Uno de los
componentes mayoritarios de los residuos sólidos urbanos es la fracción de materia orgánica. Esta
fracción orgánica es fácilmente biodegradable. Mediante un proceso de digestión anaerobia las
bacterias pueden degradar la materia orgánica para transformarla en biogás (mezcla de metano y
CO2). El biogás es una fuente renovable de energía que puede convertirse en energía calorífica y
energía eléctrica utilizando la tecnología adecuada. El poder calorífico del biogás es semejante al de
otros combustibles convencionales, como por ejemplo, el gas ciudad. La metanización de la FMO
(fracción de materia orgánica) recogida selectivamente ya se está llevando a cabo en algunas grandes
ciudades.
¿Qué es el compostaje?
El compostaje es un proceso de descomposición microbiana de materia orgánica bajo condiciones
controladas mediante el cual se genera el compost. Suele utilizarse sobre materiales vegetales con
un contenido moderado en lignina (típicamente paja de cereales u otros subproductos agrícolas), y
también para tratar lodos de depuradoras. Gran parte del compost se utiliza como enmienda
orgánica del suelo en diferentes cultivos, y también para la producción de hongos comestibles
(principalmente champiñones), aportándoles biomasa microbiana fácilmente asimilable. Cuanto
mayor es la cantidad de lignina del material vegetal utilizado más difícil es su compostaje, ya que la
lignina (un polímero que sólo es degradado por ciertos hongos) impide su transformación por los
microorganismos. Dadas las limitaciones existentes para el uso de fertilizantes químicos, el compost
representa una importante vía alternativa para la fertilización del suelo utilizando abonos orgánicos.
Al mismo tiempo, la eliminación de residuos agrícolas de las cosechas (principalmente paja de
cereales) mediante el compostaje supone una ventaja adicional, ya que la legislación actual prohíbe
su incineración en el campo.
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¿Se puede
biorremediación?
utilizar
el
compostaje
como
técnica
de
El compostaje puede utilizarse como técnica de biorremediación para el tratamiento de suelos o
sedimentos contaminados. Para ello basta con mezclar estos sedimentos con enmiendas orgánicas
fácilmente degradables, como paja, estiércol o pienso, y mantener la mezcla en montones o pilas
bajo condiciones controladas de humedad y aireación. Aunque el compostaje tiene una larga
tradición en el tratamiento de residuos agrícolas y domésticos, sólo recientemente se ha empezado a
utilizar para el tratamiento de sustancias tóxicas. Durante la degradación aeróbica de esos materiales
orgánicos, que va acompañada de la producción de calor (alcanzándose temperaturas de 45°C), se
desarrollan comunidades microbianas capaces de degradar diversas sustancias tóxicas presentes en
el suelo.
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Glosario
Aditivo: sustancia que se agrega a otras para darles cualidades de que carecen o para mejorar las
que poseen.
ADN: ácido desoxirribonucléico, es el nombre de la molécula química de la que están compuestos
los genes.
Aeróbio: relativo a los procesos o células que se desarrollan en presencia de oxígeno.
Anaerobio: relativo a los procesos o células que se desarrollan en ausencia de oxígeno.
Antibióticos: se dice de la sustancia química producida por un ser vivo o fabricada por síntesis, capaz
de paralizar el desarrollo de ciertos microorganismos patógenos, por su acción bacteriostática, o de
causar la muerte de ellos, por su acción bactericida.
Autótrofo: organismo que puede elaborar la materia orgánica a partir de la materia inorgánica y no
depende de otros organismos para desarrollarse.
Bioacumulación: proceso de acumulación de una sustancia dentro de un ser vivo.
Biodegradable: sustancias que pueden ser degradadas por acción biológica.
Biorremediación:
cualquier
proceso
que
utilice microorganismos,
hongos, plantas o
las enzimas derivadas de ellos para retornar un medio ambiente alterado por contaminantes a su
condición natural.
Ecotono: interfase entre dos ecosistemas.
Empírico: perteneciente o relativo a la experiencia.
Enzimas: proteínas que llevan a cabo un proceso de transformación química de una sustancia en
otra mediante una reacción catalítica.
Fermentación: proceso químico de transformación de unas sustancias en otras que realizan los
microorganismos cuando crecen.
Fermentación láctica: fermentación que produce ácido láctico.
Fotodegradación: degradación de sustancias por acción de la luz.
Fructooligosacáridos: carbohidratos constituídos por unidades repetidas de fructosa, más una de
glucosa.
Gastroenteritis: inflamación de la membrana interna del intestino, causada por bacterias, parásitos,
virus o ciertos tipos de antiinflamatorios no esteroideos.
Gen: unidad biológica de la herencia que es responsable de la aparición de un determinado carácter,
sea físico, bioquímico o de comportamiento y que transmite la información hereditaria de
generación en generación.
Genoma: conjunto de genes de un organismo.
Heterótrofo: organismos que no pueden fabricar sus alimentos y dependen de los autótrofos o de
otros heterótrofos.
Hidrocarburos:
son compuestos
orgánicos formados
únicamente
por
átomos
de
carbono e hidrógeno.
Hidrólisis: descomposición de sustancias orgánicas e inorgánicas complejas en otras más
sencillas por acción de agua.
Inerte: falto de vida o movilidad, inútil.
Inocua: que no hace daño.
Inulina: polisacárido formado por unidades de fructosa.
Insulina: es una hormona, producida y secretada por el páncreas. Interviene en el
aprovechamiento de los nutrientes, sobre todo con el de los carbohidratos. Su déficit provoca
la diabetes y su exceso provoca hiperinsulinismo con hipoglucemia.
Lactosa: disacárido formado por la unión de una molécula de glucosa y otra de galactosa.
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Lactulosa: es un azúcar sintético usado en el tratamiento del estreñimiento y complicaciones en las
enfermedades del hígado. Consiste de los monosacáridos fructosa y galactosa y es de color amarillo.
Lignina: sustancia que aparece en los tejidos leñosos de los vegetales y que mantiene unidas las
fibras de celulosa que los componen.
Microbiota: conjunto de microorganismos que habitan en un determinado ambiente.
Mutagénesis: proceso mediante el que origina mutaciones en los genomas de los organismos.
Nómada: comunidades o pueblos de personas que se trasladan de un lugar a otro, en lugar de
establecerse permanentemente en un solo lugar.
Organolépticas: se dice de las propiedades que se pueden apreciar con los sentidos.
OGM: Organismo Genéticamente Modificado mediante técnicas de Ingeniería Genética.
Patógeno: microorganismo que produce una enfermedad.
PCR: abreviatura de la reacción de la polimerasa en cadena que se utiliza para hacer múltiples copias
de un fragmento de ADN.
Péptido: son un tipo de moléculas formadas por la unión de varios aminoácidos mediante enlaces
peptídicos.
Progenie: descendencia o conjunto de hijos de un organismo vivo.
Proteínas son macromoléculas compuestas por carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno. La
mayoría también contienen azufre y fósforo. Las mismas están formadas por la unión de varios
aminoácidos, unidos mediante enlaces peptídicos.
Radiactivo: cuerpo que emite radiación como consecuencia de la desintegración de sus núcleos
atómicos.
Recalcitrante: sustancias que se resisten a la degradación o tienen una degradación muy lenta.
Recombinante: dícese del genoma cuando a sufrido una modificación en uno o varios de sus genes.
Respuesta inmune: reacción de defensa frente a una sustancia u organismo extraño por la que se
generan anticuerpos y células específicas del sistema inmunitario.
Rizosfera: zona de interacción entre las raíces de las plantas y los microorganismos del suelo.
Ruta metabólica: sucesión de reacciones químicas que parten de un sustrato inicial a uno o
varios productos finales, a través de una serie de metabolitos intermediarios.
Sedentario: Comunidad que vive asentada en algún lugar. Opuesto de nómada.
Sensorial: organoléptico.
Simbiótico: organismo que vive en iestrecha relación con otros.
Sumerios: personas que vivían en el antiguo oriente medio.
Termoestable: que es estable a la temperatura.
Termófilo: organismo que uede vivir a altas emperaturas.
Toxina: veneno que suele tener una procedencia biológica.
Transgénico: son seres vivos (plantas, animales o microorganismos) que han sido modificados en
laboratorio mediante la introducción de genes de otras especies de seres vivos, para proporcionarles
características que nunca obtendrían de forma natural.
Ubicuo: que está o puede estar presente en varios lugares al mismo tiempo.
Xenobiótico: se aplica a los compuestos cuya estructura química en la naturaleza es poco frecuente
o inexistente debido a que son compuestos sintetizados por el hombre en el laboratorio.
Yuxtaposición: colocación de una cosa junto a otra sin interponer ningún nexo o elemento de
relación.
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