miniatura|Cristais de insulina. A biotecnoloxía é a tecnoloxía baseada na bioloxía, especialmente usada en agricultura, farmacia, ciencia dos alimentos, ciencias forestais e medicina. Desenvólvese nun enfoque multidisciplinario que involucra varias disciplinas e ciencias como bioloxía, bioquímica, xenética, viroloxía, agronomía, enxeñería, física, química, medicina e veterinaria entre outras. Ten gran repercusión na farmacia, a medicina, a microbioloxía, a ciencia dos alimentos, a minería e a agricultura entre outros campos.
Probablemente o primeiro que usou este termo foi o enxeñeiro húngaro Karl Ereki, en 1919, quen a introduciu no seu libro Biotechnologie der Fleisch-, Fett- und Milcherzeugung im landwirtschaftlichen Grossbetriebe (Biotecnoloxía na produción cárnica e láctea dunha grande explotación agropecuaria).Fári, M. G. y Kralovánszky, U. P. (2006) The founding father of biotechnology: Károly (Karl) Ereky Orsós Ottó Laboratory, University of Debrecen, Centre of Agricultural Sciences, Department of Vegetable. Publicado en International Journal of Horticultural Science. Con acceso o 21/12/2014Cronoloxía da biotecnoloxía vexetal en usinfo.state.gov. Con acceso el 2008-01-15
Segundo o Convenio sobre Diversidade Biolóxica de 1992, a biotecnoloxía podería definirse como "toda aplicación tecnolóxica que utilice sistemas biolóxicos e organismos vivos ou os seus derivados para a creación ou modificación de produtos ou procesos para usos específicos".Artígo 2 de Convenio sobre diversidad biológica . Secretaría del Convenio sobre la Diversidad Biológica. Río de Janeiro, 1992. La biotecnología en la alimentación y la agricultura FAO
O Protocolo de Cartaxena sobre Seguridade da Biotecnoloxía do Convenio sobre a Diversidade Biolóxica Protocolo de Cartagena sobre Seguridad de la Biotecnología del Convenio sobre la Diversidad Biológica Secretaría do Convenio sobre a Diversidade Biolóxica. Montreal, 2000 define a biotecnoloxía moderna como a aplicación de:
Técnicas in vitro de ácido nucleico, incluídos o ácido desoxirribonucleico (ADN) recombinante e a inxección directa de ácido nucleico en células ou orgánulos. A fusión de células máis aló da familia taxonómica que superan as barreiras fisiolóxicas naturais da reprodución ou da recombinación e que non son técnicas utilizadas na reprodución e selección tradicional.
Técnicas de enxeñaría xenética ou de ADN recombinante Estas técnicas permiten manipular e modificar o xenoma dos organismos. Dicimos que un ADN é recombinante cando contén fragmentos de ADN de diferente procedencia. Existen unha serie de ferramentas que permiten modificar o ADN, como son as encimas de restrición e as ligasas. O ADN pode ser cortado en fragmentos mediante as encimas de restrición. Estas encimas recoñecen secuencias específicas e cortan en lugares concretos. Ademais os fragmentos resultantes son cohesivos. As encimas, que son ADN ligasas, xuntan os fragmentos de ADN. Os vectores xénicos traen o ADN recombinante desde unha célula dada a unha receptora. Hai de dous tipos: -Plasmidios: son moléculas circulares que se autorreplican, introdúcense dentro das bacterias por un proceso denominado transformación. -Virus bacteriófagos: Infectan as células e introducen o ADN recombinante.
Unha sección da biotecnoloxía é o uso directo de organismos para a produción de produtos orgánicos (algúns exemplos son a cervexa, os produtos lácteos). Actualmente as bacterias son empregadas na industria mineira na biolixivación. A biotecnoloxía tamén é empregada para a reciclaxe, tratamento de residuos, limpar as zonas contaminadas por actividades industriais (bioremediación), e para producir armamento biolóxico.
Hai tamén aplicacións da biotecnoloxía que non empregan organismos vivos. Os microchips de ADN usados nas análises xenéticas son un exemplo. Hai moitísimas producións que se fan con só a reacción das enzimas dos microorganismos.
A biotecnoloxía moderna está frecuentemente asociada co uso dos microorganismos xeneticamente modificados como a E. coli ou o lévedo Saccharomyces cerevisiae para a produción de substancias como a insulina ou os antibióticos. Tamén se pode referir aos animais transxénicos ou plantas transxénicas, como o millo. Células animais modificadas como as do ovario do Cricetulus griseuss (CHO), entre moitísimas outras, son altamente empregadas para os ensaios das industrias farmacéuticas. Actualmente abre expectativas o uso das plantas como bioreactores baratos.
A biotecnoloxía tamén está comunmente asociada coa procura de novas terapias e dispositivos de diagnóstico.
Usos miniatura|250px|Esta rosa empezou como un grupo de células que crecían nun cultivo de tecido. A biotecnoloxía ten aplicacións en catro áreas industriais principais: saúde, produción de plantas e agricultura, usos non alimentarios de plantas e outros produtos (por exemplo: plástico biodegradable, aceite vexetal, biocombustible etc.), e aplicalos no campo. miniatura|Un Sistema de Documentación Gel. Por exemplo, unha aplicación da biotecnoloxía é a utilización directa de organismos para a manufactura de produtos orgánicos, como a cervexa ou o leite. Outro exemplo é a utilización de bacterias na minaría como no caso da biolixiviación. A biotecnoloxía tamén ten aplicacións na reciclaxe, o tratamento dos residuos, a limpeza da contaminación orixinada polas actividades industriais (bioremediación), e tamén pode producir armas biolóxicas.
Campos da biotecnoloxía Hai un bo número de termos de argot para os subcampos da biotecnoloxía. Ademais, hai varios termos puntuais atribuídos ao seu estudo (biotecnoloxía animal, biotecnoloxía vexetal, biotecnoloxía microbiolóxica...).
Biotecnoloxía vermella: Biotecnoloxía aplicada aos procesos médicos. Algúns exemplos son os deseños de microorganismos dedicados a producir antibióticos e o deseño de curas xenéticas para enfermidades a través da terapia xénica ou celular. Biotecnoloxía branca: Tamén coñecida como biotecnoloxía gris ou biotecnoloxía industrial é a biotecnoloxía aplicada aos procesos industriais. Un exemplo é o deseño dun organismo para producir un composto químico. Outro exemplo é a utilización de enzimas como catalizador industrial tanto para producir produtos químicos prezados ou para destruír produtos perigosos ou contaminantes. A biotecnoloxía branca tende a consumir menos en recursos que os procesos tradicionais cando é empregada para producir bens industriais. Biotecnoloxía verde: É a biotecnoloxía aplicada aos procesos agrícolas. Un exemplo sería a selección e domesticación de plantas a través da micropropagación. Outro exemplo é o deseño dun organismo transxénico para crecer baixo condicións ambientais específicas ou en presenza (ou ausencia) de certas substancias químicas. É tarefa desta biotecnoloxía facer máis compatible a explotación agrícola e protexer e conservar o ambiente. Actualmente, hai moito debate ao redor de plantas transxénicas concretas relacionadas con este campo. Bioinformática: É un campo interdisciplinario que intenta resolver problemas biolóxicos mediante técnicas computacionais facendo posible unha rápida organización e análise dos datos biolóxicos. Este campo tamén pode recibir o nome de bioloxía computacional, e que pode ser definida como a conceptualización da bioloxía en termos de moléculas e a aplicación de técnicas informáticas para entender e organizar a grande escala a información asociada con estas moléculas.Gerstein, M. "Bioinformatics Introduction ." Universidade Yale. Consultado o 14 de decembro de 2008. A bioinformática ten un papel chave en varias áreas da análise de xenomas como a xenómica funcional, a xenómica estrutural ou a proteómica. Bioenxeñaría: A enxeñaría biolóxica ou bioenxeñaría é unha rama da enxeñaría que se centra na biotecnoloxía e nas ciencias biolóxicas. Inclúe diferentes disciplinas, como a enxeñaría bioquímica, a enxeñaría biomédica, a enxeñaría de procesos biolóxicos, a enxeñaría de biosistemas etc. Trátase dun enfoque integrado dos fundamentos das ciencias biolóxicas e os principios tradicionais da enxeñaría. Os bioenxeñeiros a miúdo traballan escalando procesos biolóxicos de laboratorio a tamaños de produción industrial. Doutra banda, a miúdo atenden problemas de xestión, económicos e xurídicos. Hai un crecente número de empresas de biotecnoloxía e moitas universidades de todo o mundo proporcionan programas en bioenxeñaría e biotecnoloxía de forma independente. Bioremediación e biodegradación: A bioremediación é o proceso polo cal son utilizados microorganismos para limpar un lugar contaminado. Os procesos biolóxicos teñen un papel importante na eliminación de contaminantes e a biotecnoloxía aproveita a versatilidade de catabolismo dos microorganismos para degradar e converter estes compostos. No ámbito da microbioloxía ambiental, os estudos baseados no xenoma abren novos campos de procura in silico ampliando o panorama das redes metabólicas e a súa regulación, así como pistas sobre as vías moleculares dos procesos de degradación e as estratexias de adaptación ás cambiantes condicións ambientais. Os enfoques da xenómica funcional e metaxenómicas aumentan a comprensión das diferentes vías de regulación e das redes de fluxo do carbono en ambientes non habituais e por compostos particulares, que sen dúbida aceleran o desenvolvemento de tecnoloxías de bioremediación e os procesos de biotransformación. As contornas mariñas son especialmente vulnerables, posto que os derramamentos de petróleo en rexións costeiras e en mar aberto son difíciles de conter e os seus danos difíciles de mitigar. Ademais da contaminación a través das actividades humanas, millóns de toneladas de petróleo entran nos ecosistemas mariños a través de filtracións naturais. Todo e a súa toxicidade, unha considerable fracción do petróleo que entra nos sistemas mariños elimínase pola actividade de degradación de hidrocarburos levada a cabo por comunidades microbianas, en particular, polas chamadas bacterias hidrocarbonoclásticas (HCB). Ademais varios microorganismos como Pseudomonas, Flavobacterium, Arthrobacter e Azotobacter poden ser utilizados para degradar petróleo. O derramamento do barco petroleiro Exxon Valdez en Alasca en 1989 foi o primeiro caso en que se utilizou bioremediación a grande escala de maneira exitosa, estimulando a poboación bacteriana proporcionando nitróxeno e fósforo que eran os limitantes do medio. O termo biotecnoloxía azul foi tamén empregado para describir as aplicacións mariñas e acuáticas da biotecnoloxía, pero o seu uso é relativamente estraño. Ao investimento e o gasto económico en todos estes tipos de aplicacións da biotecnoloxía foille aplicado o termo de bioeconomía.
Vantaxes e riscos Vantaxes Entre as principais vantaxes da biotecnoloxía están:
Rendemento superior. Mediante os OGM o rendemento dos cultivos aumenta, producindo máis alimento con menos recursos, diminuíndo as colleitas perdidas por enfermidade ou pragas así como por factores ambientais. Redución de pesticidas. Cada vez que un OGM é modificado para resistir unha determinada praga está a contribuír a reducir o uso dos praguicidas asociados á mesma que adoitan ser causantes de grandes danos ambientais e á saúde. Mellora na nutrición. Pódese chegar a introducir vitaminasYe et. al. 2000. La ingeniería genética para dar al endosperma de arroz de un camino de síntetis de la provitamina A beta-caroteno. Science 287 (5451): 303-305 PMID 10634784 e proteínas adicionais en alimentos así como reducir os alérxenos e toxinas naturais. Tamén se pode tentar cultivar en condicións extremas o que auxiliaría nos países que teñen menos disposición de alimentos. Mellora no desenvolvemento de novos materiais.
Impacto nos ecosistemas