Biotecnología

1. Algunos datos históricos
2. Concepto actual de Biotecnología
3. Ventajas e inconvenientes de la Biotecnología
4. El funcionamiento molecular de los seres vivos
5. Compendio de aplicaciones biotecnológicas
6. Cuestiones socioculturales y éticas planteadas por la Biotecnología
7. Glosario
8. Referencias

I. Introducción

Con este nombre entendemos la aplicación de los procesos propios de los seres vivos al sistema productivo, considerado éste en su sentido más amplio (producción industrial, salud, medio ambiente, etc.). Y la primera pregunta que nos planteamos es la siguiente: ¿Por qué los seres vivos? Trataremos de contestarla con algunos ejemplos.

(a) El músculo como máquina mecánica

El anuncio que aparece en la figura 1 fue comunicado a un congreso de ingenieros eléctricos en Estados Unidos. En él se habla de un motor lineal, de muy bajo costo, con unas características altamente deseables en todos los sentidos (tanto puramente mecánicas como de control) y que no es otro que el músculo. Lo cierto es que no hay una máquina artificial que presente las mismas prestaciones. Para ello no tenemos más que imaginar el corazón, como bomba muscular aspìrante-impelente, que funciona ininterrumpidamente durante todo el tiempo de la vida humana. O bien, el sistema neuromuscular que nos hace seguir con la vista la trayectoria de cualquier objeto móvil (el seguimiento de trayectorias de móviles es un problema de cálculo y hardware importantísimo en la tecnología militar, para el seguimiento de misiles)

(b) El proceso Haber

La industria química alemana, desarrollada sobre todo a finales del siglo XIX, ha carecido siempre de materias primas, como por ejemplo las necesarias para la fabricación de amoníaco, NH3, que a su vez es punto de partida de otros procesos muy importantes en la industria química. El químico alemán Fritz Haber ideó un proceso mediante el cual se hace reaccionar nitrógeno con hidrógeno en fase gaseosa, en presencia de catalizadores, a elevadas presiones y temperaturas (y por tanto, gran consumo de energía), que revolucionó en su día la industria química.

Pues bien: existen unas bacterias, las bacterias fijadoras de nitrógeno, que resuelven este mismo problema a la presión atmosférica y a la temperatura ambiente, gracias a la presencia en los seres vivos de enzimas, que son catalizadores extraordinariamente eficientes. Si conseguimos utilizar estas enzimas de la fijación de nitrógeno en un sentido biotecnológico, podremos tener un considerable ahorro energético.

(c) La producción de hormona de crecimiento y de insulina.

La hormona de crecimiento (STH) es una hormona necesaria para el crecimiento normal de la especie humana. Su falta determina la aparición de enanismos. En las personas en las que falta, se puede llegar a tener una talla normal si el individuo es tratado con STH desde los primeros años de su vida. La STH es una proteína. Las proteínas son macromoléculas cuya síntesis en el laboratorio, aunque posible, es enteramente prohibitiva en términos económicos. Sin embargo, las proteínas son sintetizadas por todos los seres vivos con toda facilidad.

Hasta hace pocos años, la STH se obtenía a partir de reses de matadero o bien, en algunos casos, de cadáveres humanos (con grandes inconvenientes; por ejemplo, la transmisión inintencionada de enfermedad de Kreutfeld-Jacob). La hormona se encuentra en una pequeña glándula situada en la base del cerebro (la hipófisis) y se necesitan muchas hipófisis para obtener una cantidad apreciable de STH.

La biotecnología nos ha permitido que en la actualidad, la STH se produzca por el siguiente procedimiento:

1. Se aísla el gen de la STH humana a partir de cualquier célula, no necesariamente la hipófisis.

2. Este gen se amplifica (es decir, se producen millones y millones de copias del mismo por diversos procedimientos)

3. Estas copias del gen se introducen en una bacteria de crecimiento muy rápido (la masa bacteriana de un cultivo puede llegar a duplicarse cada 15-20 minutos)

4. Las bacterias así modificadas genéticamente producen STH en grandes cantidades y a muy bajo costo (la producción de STH ni beneficia ni perjudica a la bacteria)

5. La STH se purifica a partir del cultivo bacteriano y está lista para su uso.

De manera esencialmente idéntica hoy día se producen muchas hormonas de carácter proteico indispensables en la Medicina; por ejemplo, insulina y calcitonina.