Aplicación de la Biotecnología

La biotecnología es una rama aplicada de la ciencia y los biotecnólogos utilizan un organismo vivo y sus sistemas, o sus productos, para mejorar la calidad de vida de las personas. Es una rama muy avanzada en el mundo actual que utiliza procesos genéticos, moleculares y celulares para lograr una innovación y una mejora significativas en la ciencia cotidiana. Tiene amplias aplicaciones en la industria alimentaria y la agricultura, el desarrollo de medicamentos, tecnología médica, biopolímeros y conservación del medio ambiente. 

Aplicaciones de la Biotecnología

La biotecnología tiene aplicaciones de gran alcance en diversos campos de la ciencia, la medicina y más. Eche un vistazo a cinco aplicaciones principales de la biotecnología:

1. Aplicación de la Biotecnología en la Agricultura:

El procesamiento de alimentos es esencial para la transformación de los ingredientes de los alimentos crudos en alimentos procesados ​​que son comestibles y se mantienen frescos a lo largo del tiempo. 
A. Cultivo de plantas libres de enfermedades: 
Se pueden utilizar varias técnicas biotecnológicas para cultivar plantas libres de virus y otras enfermedades. Las técnicas tradicionales para eliminar microbios, como el uso de pesticidas químicos, han demostrado ser costosas y contaminantes para el suelo y las aguas subterráneas. Por lo tanto, la biotecnología moderna ha mejorado el rendimiento agrícola a través de los siguientes métodos:
B. Ingeniería genética:
Una planta modificada genéticamente, también conocida como organismo modificado genéticamente u OGM, es aquella que se cultiva a través de una nueva técnica de modificación genética (nGM). Los cultivos cultivados con este método utilizan tecnología de ADN recombinante (ADNr) que puede incluir técnicas como la edición del genoma, la metilación del ADN dirigida por ARN, el transjerto, la agroinfiltración, la inducción de haploides u otras. La ingeniería genética de plantas está regulada por marcos de bioseguridad específicos de un país. Los ejemplos de cultivos transgénicos incluyen maíz, patata, soja, etc.
C. Micropropagación:
Es una técnica in vitro de propagación vegetativa bajo alta intensidad de luz y nutrición y temperatura controladas. Esta técnica ayuda a cultivar plantas que están al borde de la extinción, desarrollar plantas libres de enfermedades y también para el crecimiento de plantas a gran escala. Por ejemplo, el banano se cultiva comúnmente mediante técnicas de micropropagación.
D. Técnica transgénica:
Es una técnica de edición del genoma para desarrollar plantas libres de enfermedades. Las plantas transgénicas se desarrollan editando un gen o agregando un nuevo gen al ADN cromosómico original para crear variantes libres de enfermedades. Por ejemplo, el arroz y la caña de azúcar se han cultivado mediante métodos transgénicos.
E. Variación somaclonal:
La variación fenotípica o genotípica se puede introducir en las plantas utilizando técnicas de variación somaclonal, particularmente mediante la regeneración a través del callo. Los cultivos de células in vitro se utilizan para cultivar plantas que luego se denominan ‘somaclonales’. La variación somaclonal se puede utilizar para desarrollar cultivares que sean resistentes a las plagas. Por ejemplo, el tabaco, la caña de azúcar y la papa a menudo se cultivan mediante biotecnología somaclonal.
F. Transcriptómica:
la secuenciación del transcriptoma permite a los científicos estudiar el genoma de las plantas. La transcriptómica utiliza la tecnología de secuenciación del transcriptoma para cultivar plantas resistentes a los microbios y al estrés, como el maíz, el tabaco, etc.
G. Fortificación de las plantas:
La fortificación implica incrementar el potencial nutritivo de los cultivos lo cual es muy beneficioso en el tratamiento de la desnutrición. Por ejemplo, ‘protato’ es un cultivo de papa fortificado que se modifica genéticamente para proporcionar más proteína que un cultivo de papa tradicional.
H. Enzimas y Agricultura: La
biotecnología se utiliza para mejorar los procesos enzimáticos para aumentar la productividad y disminuir los costos. Algunos ejemplos de enzimas basadas en biotecnología incluyen:

• La alfa-amilasa se usa para hornear, destilar y elaborar cerveza.
• La catalasa se utiliza en la elaboración de mayonesa.
• La lipasa se utiliza en grasas y aceites.
• Alfa glucano-transferasa utilizada en almidón
• Quimosina utilizada en el queso
• Proteasa utilizada para hornear, pescado, carne, vegetales, lácteos, almidón y elaboración de cerveza.

2. Aplicación de la Biotecnología en el Procesado de Alimentos:

 El procesamiento de productos alimenticios mediante técnicas biotecnológicas ofrece varias ventajas, tales como:

• Se aumenta la vida útil de los alimentos.
• La comida se vuelve más apetecible
• Se mantiene la calidad de los alimentos y se reducen las pérdidas.
• Los cultivos genéticamente modificados reducen la contaminación, la erosión del suelo y el uso de pesticidas.
• La contaminación ambiental puede reducirse mediante la biotecnología
• El valor nutritivo de los alimentos aumenta mediante técnicas como la ingeniería genética.
• El sabor de los alimentos se puede mejorar.
• Los componentes alimentarios no comestibles se pueden convertir en sabrosos
• Se reducen las pérdidas de alimentos, lo que conduce a una mayor seguridad alimentaria.
• Los biosensores pueden detectar signos tempranos de enfermedades en los cultivos

3. Aplicaciones Médicas de la Biotecnología:

La biotecnología médica utilizó organismos vivos para mejorar el diagnóstico y el tratamiento de diversas enfermedades. Las herramientas biotecnológicas ayudan a los profesionales médicos a ofrecer diagnósticos precisos, terapias personalizadas para enfermedades raras y combatir enfermedades de manera eficiente. Por ejemplo:

• La transfección de tejidos es una tecnología de transferencia de genes que ayuda en la reparación y recuperación de diferentes tejidos corporales.
• CRISPR es un método biotecnológico muy avanzado que ayuda en la edición y manipulación de genes. Actualmente se está utilizando para detectar genes de bacterias y virus.
• La alteración de genes fuera del cuerpo es posible mediante técnicas biotecnológicas denominadas tecnología de ADN recombinante. A menudo se usa en la producción de insulina para la diabetes.
• La industria farmacéutica se ha beneficiado del desarrollo de nuevos fármacos y análogos a través de herramientas biotecnológicas. Las aplicaciones biotecnológicas que han mejorado el mundo farmacéutico incluyen:
  o Síntesis de nuevas moléculas dirigidas a enfermedades. 
  La insulina es un fármaco clave que se utiliza en el tratamiento de la diabetes. Inicialmente, la insulina derivada de cerdos y vacas se utilizó en la síntesis de insulina para uso humano. En 1982, la FDA de los Estados Unidos aprobó el uso de ‘Humulin’ o la primera insulina derivada de humanos. Inicialmente se utilizó un método biotecnológico llamado tecnología de ADN recombinante para sintetizar insulina humana en una bacteria llamada Escherichia coli. 
  o Diseño de fármacos nuevos y estables
  La biotecnología se utiliza para crear medicamentos estables para uso terapéutico con una vida útil prolongada y una alta biodisponibilidad. Los medicamentos antimicrobianos para enfermedades como la malaria, el virus EBOLA y los medicamentos contra el cáncer continúan desarrollándose a través de nuevas técnicas de diseño de medicamentos biotecnológicos.
  o Terapia Génica o Terapia con Células Madre
  Consiste en la sustitución de un gen defectuoso por uno sano para el tratamiento de enfermedades. La terapia génica puede ser una terapia somática o de línea germinal y se usa para tratar enfermedades genéticas como el cáncer.

4. Biomateriales y Biopolímeros Basados ​​en Biotecnología:

Los Biopolímeros y Biomateriales tienen varias aplicaciones en medicina y terapéutica debido a su biocompatibilidad y seguridad. Éstos incluyen:

• Sistemas de administración de fármacos, como la administración de insulina.
• Herramientas de detección como el ensayo ELISA para la detección de anticuerpos o antígenos
• Producción de antibióticos como la penicilina.
• Vendajes y adhesivos para heridas
• Injerto de piel
• Implantes
• Cicatrización de heridas y regeneración de tejidos

5. Biotecnología y Medio Ambiente:

La Biotecnología Ambiental integra tanto los principios de la bioingeniería como los de la ciencia para beneficiar al medio ambiente y al planeta en general. Vea algunas ventajas y aplicaciones de los procesos biotecnológicos utilizados para mejorar el medio ambiente:

• El biomonitoreo es un método de vigilancia ambiental a través del cual se puede monitorear la calidad del aire, el agua y el suelo.
• La biorremediación es una técnica utilizada para disminuir la contaminación del suelo y el agua. Este método involucra agentes biológicos como plantas y hongos para reducir la cantidad de metales pesados ​​y toxinas.
• La gestión de residuos mediante el uso de bacterias y organismos vivos es otra aplicación de la biotecnología para descontaminar el medio ambiente de forma segura.
• Los bioproductos como la seda de araña, que es biodegradable y no contamina el medio ambiente, pueden utilizarse para la construcción y fines militares.
• La producción de biocombustibles como el biodiesel es menos contaminante que la quema de combustibles fósiles convencionales. El biodiesel se produce por la combinación de alcohol con aceite o grasa natural, junto con un agente catalítico.
• Los biosensores combinan un agente biológico con un transductor. Estos sensores detectan moléculas químicas como metales pesados ​​y pesticidas a través de un cambio bioquímico en la estructura del biosensor.

La biotecnología ha revolucionado la ciencia, y sus aplicaciones aumentan día a día. Ningún campo ha quedado al margen de la biotecnología debido a la seguridad y versatilidad que ha brindado a los sistemas médicos, de salud, ambientales y terapéuticos, por nombrar algunos. El gobierno indio también ha lanzado parques e incubadoras de biotecnología únicos. Estos han sido desarrollados por el Ministerio de Ciencia y Tecnología. El propósito de estos parques es convertir la investigación en servicios y productos muy necesarios a través de infraestructura y financiación. Startup India es otra iniciativa del gobierno de India para fomentar el crecimiento de emprendimientos tecnológicos como bioincubadoras, talleres nacionales y la facilitación de la innovación y nuevas empresas en biotecnología.