La biotecnología no es, en sí misma, una ciencia; es un enfoque multidisciplinario que involucra varias disciplinas y ciencias (biología, bioquímica, genética, virología, agronomía, ingeniería, química, medicina y veterinaria entre otras).

Hay muchas definiciones para describir la biotecnología. En términos generales biotecnología es el uso de organismos vivos o de compuestos obtenidos de organismos vivos para obtener productos de valor para el hombre.

Como tal, la biotecnología ha sido utilizada por el hombre desde los comienzos de la historia en actividades tales como la preparación del pan y de bebidas alcohólicas o el mejoramiento de cultivos y de animales domésticos. Históricamente, biotecnología implicaba el uso de organismos para realizar una tarea o función. Si se acepta esta definición, la biotecnología ha estado presente por mucho tiempo. Procesos como la producción de cerveza, vino, queso y yoghurt implican el uso de bacterias o levaduras con el fin de convertir un producto natural como leche o jugo de uvas, en un producto de fermentación más apetecible como el yoghurt o el vino Tradicionalmente la biotecnología tiene muchas aplicaciones. Un ejemplo sencillo es el compostaje, el cual aumenta la fertilidad del suelo permitiendo que microorganismos del suelo descompongan residuos orgánicos. Otras aplicaciones incluyen la producción y uso de vacunas para prevenir enfermedades humanas y animales. En la industria alimenticia, la producción de vino y de cerveza se encuentra entre los muchos usos prácticos de la biotecnología.

La biotecnología moderna está compuesta por una variedad de técnicas derivadas de la investigación en biología celular y molecular, las cuales pueden ser utilizadas en cualquier industria que utilice microorganismos o células vegetales y animales. Esta tecnología permite la transformación de la agricultura. También tiene importancia para otras industrias basadas en el carbono, como energía, productos químicos y farmacéuticos y manejo de residuos o desechos. Tiene un enorme impacto potencial, porque la investigación en ciencias biológicas está efectuando avances vertiginosos y los resultados no solamente afectan una amplitud de sectores sino que también facilitan enlace entre ellos. Por ejemplo, resultados exitosos en fermentaciones de desechos agrícolas, podrían afectar tanto la economía del sector energético como la de agroindustria y adicionalmente ejercer un efecto ambiental favorable. Una definición más exacta y específica de la biotecnología "moderna" es "la aplicación comercial de organismos vivos o sus productos, la cual involucra la manipulación deliberada de sus moléculas de DNA". Esta definición implica una serie de desarrollos en técnicas de laboratorio que, durante las últimas décadas, han sido responsables del tremendo interés científico y comercial en biotecnología, la creación de nuevas empresas y la reorientación de investigaciones y de inversiones en compañías ya establecidas y en Universidades.

La biotecnología consiste en un gradiente de tecnologías que van desde las técnicas de la biotecnología "tradicional", largamente establecidas y ampliamente conocidas y utilizadas (e.g., fermentación de alimentos, control biológico), hasta la biotecnología moderna, basada en la utilización de las nuevas técnicas del DNA recombinante (llamadas de ingeniería genética), los anticuerpos monoclonales y los nuevos métodos de cultivo de células y tejidos.

Biotecnología

El creciente interés que en los últimos años ha despertado la biotecnología, tanto en los medios académicos como en la actividad económica, se ha traducido, entre otras cosas, en una proliferación de definiciones. Esta relativa abundancia es reflejo, por un lado, del carácter multidisciplinario de la biotecnología (Microbiología, Ingeniería Química, Bioquímica y Química) y, por el otro, de la dificultad que existe para fijar estrictamente sus límites. Todas las definiciones tienen en común que hacen referencia al empleo de agentes biológicos y de microorganismos.

Una definición amplia de biotecnología sería: Un conjunto de innovaciones tecnológicas que se basa en la utilización de microorganismos y procesos microbiológicos para la obtención de bienes y servicios y para el desarrollo de actividades científicas de investigación.

Se ha observado que la biotecnología no representa nada nuevo, ya que tanto la utilización de microorganismos en los procesos de fermentación tradicionales, así como las técnicas empíricas de selección genética y de hibridación, se han usado a lo largo de toda la historia de la humanidad. Esto ha llevado a distinguir entre la biotecnología tradicional y la nueva biotecnología. Equivocadamente se tiende a asociar los procesos de fermentación con la primera y la ingeniería genética con la segunda.

La ingeniería genética no es sino el más reciente y espectacular desarrollo de la biotecnología, que no sustituye ninguna técnica preexistente, sino que más bien enriquece y amplia las posibilidades de aplicación y los usos de las biotecnologías tradicionales.
Antecedentes.

La historia de la biotecnología puede dividirse en cuatro períodos.

El primero corresponde a la era anterior a Pasteur y sus comienzos se confunden con los de la humanidad. En esta época, la biotecnología se refiere a las prácticas empíricas de selección de plantas y animales y sus cruzas, y a la fermentación como un proceso para preservar y enriquecer el contenido proteínico de los alimentos. Este período se extiende hasta la segunda mitad del siglo XIX y se caracteriza como la aplicación artesanal de una experiencia resultante de la práctica diaria. Era tecnología sin ciencia subyacente en su acepción moderna.

La segunda era biotecnológica comienza con la identificación, por Pasteur, de los microorganismos como causa de la fermentación y el siguiente descubrimiento por parte de Buchner de la capacidad de las enzimas, extraídas de las levaduras, de convertir azúcares en alcohol. Estos desarrollos dieron un gran impulso a la aplicación de las técnicas de fermentación en la industria alimenticia y al desarrollo industrial de productos como las levaduras, los ácidos cítricos y lácticos y, finalmente, al desarrollo de una industria química para la producción de acetona, "butanol" y glicerol, mediante el uso de bacterias.

La tercera época en la historia de la biotecnología se caracteriza por desarrollos en cierto sentido opuestos, ya que por un lado la expansión vertiginosa de la industria petroquímica tiende a desplazar los procesos biotecnológicos de la fermentación, pero por otro, el descubrimiento de la penicilina por Fleming en 1928, sentaría las bases para la producción en gran escala de antibióticos, a partir de la década de los años cuarenta. Un segundo desarrollo importante de esa época es el comienzo, en la década de los años treinta, de la aplicación de variedades híbridas en la zona maicera de los Estados Unidos ("corn belt"), con espectaculares incrementos en la producción por hectárea, iniciándose así el camino hacia la "revolución verde" que alcanzaría su apogeo 30 años más tarde.

La cuarta era de la biotecnología es la actual. Se inicia con el descubrimiento de la doble estructura axial del ácido "deoxi-ribonucleico" (ADN) por Crick y Watson en 1953, seguido por los procesos que permiten la inmovilización de las enzimas, los primeros experimentos de ingeniería genética realizados por Cohen y Boyer en 1973 y aplicación en 1975 de la técnica del "hibridoma" para la producción de anticuerpos "monoclonales", gracias a los trabajos de Milstein y Kohler.

Estos han sido los acontecimientos fundamentales que han dado origen al auge de la biotecnología a partir de los años ochenta. Su aplicación rápida en áreas tan diversas como la agricultura, la industria alimenticia, la farmacéutica, los procesos de diagnóstico y tratamiento médico, la industria química, la minería y la informática, justifica las expectativas generadas en torno de estas tecnologías. Un aspecto fundamental de la nueva biotecnología es que es intensiva en el uso del conocimiento científico. En el período anterior a Pasteur, la biotecnología se limitaba a la aplicación de una experiencia práctica que se transmitía de generación en generación. Con Pasteur, el conocimiento científico de las características de los microorganismos comienza a orientar su utilización práctica, pero las aplicaciones industriales se mantienen fundamentalmente como artesanales, con la excepción de unas pocas áreas en la industria química y farmacéutica (como la de los antibióticos), en las cuales se inicia la actividad de I y D en el seno de la corporación transnacional.

En todos estos casos, la innovación biotecnológica surgió en el sector productivo; en cambio, los desarrollos de la nueva biotecnología se originan en los centros de investigación, generalmente localizados en el seno de las universidades.

Las nuevas biotecnologías pueden agruparse en cuatro categorías básicas:

• Técnicas para el cultivo de células y tejidos.
• Procesos biotecnológicos, fundamentalmente de fermentación, y que incluyen la técnica de inmovilización de enzimas.
• Técnicas que aplican la microbiología a la selección y cultivo de células y microorganismos.
• Técnicas para la manipulación, modificación y transferencia de materiales genéticos (ingeniería genética).

Aunque los cuatro grupos se complementan entre sí, existe una diferencia fundamental entre los tres primeros y el cuarto. Los primeros se basan en el conocimiento de las características y comportamiento y los microorganismos y en el uso deliberado de estas características (de cada organismo en particular), para el logro de objetivos específicos en el logro de nuevos productos o procesos. La enorme potencialidad del último grupo se deriva de la capacidad de manipular las características estructurales y funcionales de los organismos y de aplicación práctica de esta capacidad para superar ciertos límites naturales en el desarrollo de nuevos productos o procesos.



Desde un punto algo diferente, es posible agrupar las tecnologías que forman parte de la biotecnología en los seis grupos siguientes:

• Cultivos de tejidos y células para: la rápida micropropagación "in vitro" de plantas, la obtención de cultivos sanos, el mejoramiento genético por cruza amplia, la preservación e intercambio de "germoplasma", la "biosíntesis" de "metabolitos" secundarios de interés económico y la investigación básica.

• El uso de enzimas o fermentación microbiana, para la conservación de materia primas definidas como sustratos en determinados productos, la recuperación de estos productos, su separación de los caldos de fermentación y su purificación final.

• Tecnología del "hibridoma", que se refiere a la producción, a partir de "clones", de anticuerpos de acción muy específica que reciben el nombre de anticuerpos "monoclonales".
• Ingeniería de proteínas, que implica la modificación de la estructura de las proteínas para mejorar su funcionamiento o para la producción de proteínas totalmente nuevas. • Ingeniería genética o tecnología del "ADN", que consiste en la introducción de un "ADN" híbrido, que contiene los genes de interés para determinados propósitos, para capacitar a ciertos organismos en la elaboración de productos específicos, ya sean estos enzimas, hormonas o cualquier otro tipo de proteína u organismo.

• Bioinformática, que se refiere a la técnica basada en la utilización de proteínas en aparatos electrónicos, particularmente sensores biológicos y "bioships"; es decir, "microchips" biológicos, capaces de lógica y memoria.
A diferencia de la primera clasificación, que señala las técnicas propiamente tales, la segunda se refiere también a las actividades económicas en las que se hace uso de dichas tecnologías. La nueva biotecnología crea nuevos procesos y nuevos productos en diversas áreas de la economía.

Como estos procesos se basan en los mismos principios, ya sea que se apliquen en un sector económico o en otro, ello introduce cierto grado de flexibilidad, ya que permite la movilidad entre diferentes sectores. Por ejemplo, los procesos de fermentación pueden aplicarse para la producción, en gran escala, de alcohol o de antibióticos como la penicilina, o en escalas menores para la producción de aminoácidos o en la industria farmacéutica. Esto facilita la movilidad de factores productivos y tiene impacto sobre la calificación de la mano de obra, la cual, aun cuando deberá adaptarse a este nuevo perfil tecnológico (tanto en términos cuantitativos como cualitativos) posiblemente logre al mismo tiempo una mayor facilidad de empleo. A nivel mundial el interés por la biotecnología es indudable, como se ve a través del frecuente abordaje de tales temas en los periódicos, libros y medios de comunicación.

Algunos descubrimientos útiles serán una consecuencia directa del uso de las técnicas de ingeniería genética que logren transferir determinados genes (a veces incluso genes humanos) a un determinado microorganismo apropiado, para hacer el producto que es precisamente requerido en el mercado. Determinadas proteínas humanas y algunos enzimas requeridos en Medicina se conseguirán de esta forma, en el futuro. Otros muchos beneficios, serán el resultado de la fabricación mediante técnicas de fermentación, de anticuerpos específicos para fines analíticos y terapéuticos. Estos anticuerpos monoclonales se producirán mediante el crecimiento de células en grandes tanques de cultivo, utilizando el conocimiento biotecnológico adquirido por el cultivo de microorganismos en grandes fermentadores, como por ejemplo la producción de antibióticos como la penicilina.

Se están desarrollando en la actualidad importantes descubrimiento y aplicaciones comerciales en cada uno de los campos de la Biotecnología, incluyendo las que tienen lugar en las industrias de fermentación, la biotecnología de los enzimas y células inmovilizadas, el tratamiento de residuos y la utilización de subproductos. Aquellos procesos que resulten productivos serán útiles a la sociedad, atractivos para la industria por motivos comerciales y en algunos casos recibirán el apoyo de los respectivos gobiernos.

Una gran potencialidad de la biotecnología se da en el campo de la investigación y el desarrollo científico, ya que proporciona herramientas que permiten una mejor comprensión de los procesos fisiológicos, por ejemplo, del sistema inmuno-defensivo, o que reducen, en forma considerable, los plazos de la I y D, facilitando así los procesos de innovación tecnológica. A su vez, con el advenimiento de nuevas técnicas en el campo biológico, la actividad de la I y D en este campo tiende a hacerse cada vez más científica y menos empírica, acentuándose así las características de intensidad científica propias de la biotecnología. Resulta claro que siendo la biotecnología un sistema de diversas innovaciones científico-tecnológicas interrelacionadas, no todas ellas evolucionan al mismo ritmo.

Las condiciones de mercado, las expectativas de beneficios, aspectos organizativos y de gestión, entre otros, favorecen la rápida puesta en marcha y difusión de algunas de estas tecnologías, relegando a otras. La literatura sobre la innovación tecnológica acostumbra distinguir entre aquellas innovaciones que surgen como respuesta a una situación de mercado, y a expectativas de beneficios económicos, de aquéllas que se originan en el área de I y D como resultado de un proceso continuo y acumulativo de desarrollo científico-tecnológico. En el primer caso se habla de "demand or market-pull" y en el segundo, de "technological-push".




Ha sido frecuente, en los últimos tiempos, señalar el láser y la biotecnología como ejemplos del segundo tipo de innovación. Es decir, descubrimientos científicos a los que se arriba sin una aplicación específica predeterminada en mente, pero que luego encuentran una gama considerable de aplicaciones prácticas. Sin embargo, pareciera más correcto considerar ambos factores, el inherente proceso científico-tecnológico y aquél que corresponde a incentivos económicos, como complementarios. Así, en el caso de la biotecnología, aun cuando ésta nace en el ámbito de la I y D, de las muchas aplicaciones posibles, las que se desarrollan primero son aquellas que ofrecen expectativas de importantes beneficios económicos en un plazo más o menos breve.

En la agricultura, la biotecnología se orienta a la superación de los factores limitantes de la producción agrícola a través de la obtención de variedades de plantas tolerantes a condiciones ambientales negativas (sequías, suelos ácidos), resistentes a enfermedades y pestes, que permitan aumentar el proceso fotosintético, la fijación de nitrógeno o la captación de elementos nutritivos. También se apunta al logro de plantas más productivas y/o más nutritivas, mediante la mejora de su contenido proteínico o aminoácido.

Un desarrollo paralelo es la producción de pesticidas (insecticidas, herbicidas y fungicidas) microbianos. Las técnicas que ya se emplean, o que están desarrollándose, van desde los cultivos de tejidos, la fusión protoplasmática, el cultivo in vitro de "meristemas", la producción de nódulos de "rhizobium" y "micorizas", hasta la ingeniería genética para la obtención de plantas de mayor capacidad fotosintética, que puedan fijar directamente nitrógeno, resistentes a plagas y pestes, etc. El cultivo de tejidos consiste en la regeneración de plantas completas a partir de una masa amorfa, de células, que se denomina "callo". En su forma más general, se aplica a todo tipo de cultivo "in vitro", desde simples unidades indiferenciadas hasta complejos multicelulares y órganos. El proceso consiste en la incubación, en condiciones controladas y asépticas, de una célula o parte de un tejido vegetal (hoja, tallo, raíz, embrión, semilla, "meristema", polen, etc.) en un medio que contiene elementos nutritivos, vitaminas y factores de crecimiento.

Las aplicaciones de esta técnica se dan en tres áreas fundamentales: a) rápida micropropagación "in vitro" de plantas, b) desarrollo "in vitro" de variedades mejoradas y c)producción de "metabolitos" secundarios de interés económico para el cultivo de células de plantas. En el primer grupo se incluye el cultivo "in vitro" de "meristemas", que permiten la micropropagación de material de siembra uniforme y sano, y el cultivo de anteras, de gran utilidad al permitir la reducción del tiempo necesario en la selección de genes, y por lo tanto de gran ayuda en las técnicas tradicionales de hibridación. También incluye el cultivo y la fusión de "protoplastos", el cultivo de embriones, la mutación somática, etc.

Las ventajas principales del cultivo "in vitro" de plantas son: a) rápida reproducción y multiplicación de cultivos; b) obtención de cultivos sanos, libres de virus y agentes patógenos; c) posibilidad de obtener material de siembra a lo largo de todo el año (no estar sujetos al ciclo estacional); d) posibilidad de reproducir especies de difícil reproducción o de reproducción y crecimientos lentos; e) facilita la investigación y proporciona nuevas herramientas de gran utilidad en otras técnicas como la del "rADN", y f) mejora las condiciones de almacenamiento, transporte y comercialización de germoplasma, facilitando su transferencia internacional.

Algunas de las técnicas aplicadas son ya prácticamente de dominio público y tienen además costos relativamente bajos. Como ejemplo puede mencionarse los cultivos de tejidos, ampliamente utilizados para la producción de plantas ornamentales y con enorme potencial en plantas tropicales como la yuca, la palma de aceite, la patata dulce, el banano, la papaya, etc. En forma similar, la producción de "inóculos" de "rhizobium" es una actividad ampliamente utilizada en el cultivo de la soya en los Estados Unidos, Australia y Brasil, y que prácticamente ha eliminado la utilización de fertilizantes químicos en este cultivo. Un aspecto que es importante de destacar en el desarrollo de la biotecnología agrícola, es que tanto los procesos como los productos que se utilizan como insumos, están fuertemente condicionados por las características ecológicas, climáticas y geográficas, así como por la diversidad biológica y genética de cada área o región. Por lo tanto, el desarrollo biotecnológico aplicado a la agricultura tiene que ser llevado a cabo in situ. Por ejemplo, es sabido que cada especie de leguminosa existe una bacteria de "rhizobium" específica. Más aún, estas bacterias tienden a ser, además, específicas respecto de condiciones ecológicas y climáticas particulares, de tal manera que para cada leguminosa se necesita no sólo el "inóculo" de una bacteria determinada, sino que también esa bacteria se adapte a las condiciones ambientales en las cuales la leguminosa se cultiva. Así los "inóculos" de "rhizobium" que se utiliza para los cultivos de soya en los Estados Unidos no son efectivos en los cultivos de soya en Brasil, ya que las características de los suelos, la temperatura y la humedad difieren. La producción de "inóculos" debe realizarse en el lugar y para el producto para el cual se van a utilizar.

La magnitud del mercado potencial agrícola para la biotecnología es, en gran medida, materia de especulación debido precisamente a la falta de un conocimiento detallado de muchas de estas condiciones locales. En este campo, la biotecnología está orientada a la utilización en gran escala de "biomasa" para la producción de materias primas orgánicas, que actualmente se obtienen mediante procesos químicos convencionales. Las ventajas son que la "biomasa" es un recurso altamente subutilizado y relativamente barato., ya que en gran parte esta constituído por residuos y desechos de plantaciones forestales y de cultivos en gran escala. Es además un recurso renovable. Las principales fuentes potencialmente disponibles para la producción tanto de etanol como de otros productos químicos a granel son (aparte de las melazas de la caña) cultivos como la yuca, el sorgo, las papas y el maíz; los sueros de la industria de la leche; los residuos de las plantaciones de café y, en general, todo tipo de residuo celuloso.

Actualmente la biotecnología está siendo aplicada en gran escala en la producción de alcohol (etanol), como combustible sustituto del petróleo, fundamentalmente en el Brasil y en menor medida en Estados Unidos y la India. En el Brasil, la producción se logra a partir de melazas de la caña de azúcar, mientras que en Estados Unidos se usa el maíz. Otro producto importante es el ácido cítrico. Los principales productores son los Estados Unidos, Italia, Bélgica y Francia. Utilizan como materia prima melazas de remolacha.

La importancia que tiene cada una de las aplicaciones mencionadas es incuestionable desde el punto de vista económico. Como ejemplos concretos cabe mencionar las aplicaciones ya realizadas para la micropropagación de cultivos sanos de yuca, el desarrollo en curso de sistemas de reproducción para la palma africana (palma de aceite), el creciente comercio internacional de plantas ornamentales, la producción de material sano de patata y el creciente intercambio de "germoplasma". Por lo que respecta a la mayor rapidez en la obtención de híbridos, se han indicado las siguientes cifras: una nueva especie de tomate que por cruza tradicional se obtiene en un plazo de 7-8 años, por variación "somaclonal" se puede obtener en 3-4 años; en el caso de la caña de azúcar, el plazo se reduce de 14 a 7 años. Las diferentes técnicas de cultivo de tejidos están en distintas fases de desarrollo; algunas como el tejido "meristemático", ya han sido ampliamente aplicadas para la obtención de cultivos sanos y libres de virus (caso yuca, por ejemplo).

Otras técnicas tienen una maduración más lenta y su aplicación es de más largo plazo. Las técnicas de cultivo de tejidos se pueden clasificar, según la fecha de su aplicación en actividades económicas, en las siguientes categorías: Aplicaciones de corto plazo (dentro de los tres años) Aplicaciones de mediano plazo (dentro de los próximos ocho años) Aplicaciones de largo plazo (no antes de los próximos ocho años) Propagación vegetativa Variación "somaclonal" Hibridización somática Eliminación de enfermedades Variación "gametoclonal" Líneas celulares mutantes Intercambio de germoplasma Cultivos de embriones Transferencia de cromosomas Transferencia de genes pro cruza amplia Fertilización "in vitro" Ingeniería genética molecular Cultivo de anteras y "haploidea" Otra aplicación económica importante, aun cuando es de más largo plazo, es la obtención de "metabolitos" secundarios por cultivo celular. Hay cuatro grupos importantes de "metabolitos" secundarios: a) aceites esenciales, que se emplean como sazonadores, perfumes y solventes; b) glucósidos: "saponinas", aceite de mostaza para colorantes; c) alcaloides tales como morfina, cocaína, atropina, etc. de gran utilidad en la producción de fármacos, de los que se conocen más de 4000 compuestos, la mayoría de origen vegetal; d) enzimas: "hidrolasas", "proteasas", "amilasas", "ribonucleasas".
La obtención por procesos tradicionales de estos productos es ineficiente, estando sujeta a las variaciones estacionales y/o climáticas, dificultades de conservación y transporte, falta de homogeneidad del producto obtenido, etc. Frente a estos inconvenientes, el cultivo celular ofrece la posibilidad de un suministro regular de un producto homogéneo y sobre todo la perspectiva de lograr buenos rendimientos, dado que las plantas pueden ser "manipuladas" y su crecimiento es controlado. El cultivo celular permite la "rutinización" típica de las actividades industriales y por lo tanto la optimización de las operaciones. Finalmente, se vislumbra también la posibilidad de obtener nuevos compuestos por medio del cultivo celular. Para ello se prevén dos enfoques diferentes: a) el aislamiento de un cultivo capaz de alto rendimiento y b) el cultivo celular en gran escala y la obtención industrial de determinados productos.

Biotecnología Vegetal

Con las técnicas de la biotecnología moderna, es posible producir más rápidamente que antes, nuevas variedades de plantas con características mejoradas, produciendo en mayores cantidades, con tolerancia a condiciones adversas, resistencia a herbicidas específicos, control de plagas, cultivo durante todo el año. Problemas de enfermedades y control de malezas ahora pueden ser tratados genéticamente en vez de con químicos.

La ingeniería genética (proceso de transferir ADN de un organismo a otro) aporta grandes beneficios a la agricultura a través de la manipulación genética de microorganismos, plantas y animales.

Una planta modificada por ingeniería genética, que contiene ADN de una fuente externa, es un organismo transgénico. Un ejemplo de planta transgénica es el tomate que permite mantenerse durante mas tiempo en los almacenes evitando que se reblandezcan antes de ser transportados

En el mes de Enero del pasado año 2000, se llegó a un acuerdo sobre el Protocolo de la Bioseguridad. Europa y Estados Unidos acordaron establecer medidas de control al comercio de productos transgénicos.

Mas de 130 países dieron el visto bueno al acuerdo de Montreal, sin embargo, en este acuerdo existen partes con posiciones, que si no son incompatibles, sí son contradictorias en lo relativo al etiquetado y comercialización de estos productos:

• De una parte encontramos a EEUU y a sus multinacionales, que acompañados por otros grandes países exportadores de materias primas agrícolas, quieren una legislación abierta y permisiva, en la que el mercado sea quien imponga su ley. EEUU defiende el uso de la biotecnología y pone de relieve la importancia de su industria, que crea nuevos puestos de trabajo y fomenta la innovación tecnológica y podría acabar con el hambre del mundo.

• En el lado opuesto se encuentra la Unión Europea y otros países desarrollados de Asia, que pretenden poner orden y límite a ese comercio, empezando por un etiquetado riguroso que diferencie, tanto las materias primas como los productos elaborados en los que se incluyan organismos modificados genéticamente (OMG). Así mismo pretenden controlar y limitar el desarrollo de las patentes, propugnando incluso, una moratoria de 10 años, debido a que no se conoce con certeza los verdaderos efectos de esas manipulaciones genéticas sobre el resto de variedades vegetales y sobre el ecosistema. España ha sido acusada por grupos ecologistas y organizaciones agrarias como, COAG y UPA de ser uno de los países más permisivos en este aspecto.

• El sector más radical lo constituye aquellos los grupos conservacionistas y colectivos científicos que abogan por la prohibición de cualquier tipo de alteración de los códigos genéticos.

En Europa, los casos de Soja y Maíz transgénicos resultan de especial relevancia. La soja se utiliza en un 40 a 60% de los alimentos procesados: aceite, margarina, alimentos dietéticos e infantiles, cerveza, etc. España importa de EEUU 1´5 millones de toneladas, el cuarto país importador detrás de Japón, Taiwan y Holanda.
La comercialización del maíz transgénico está autorizada en EEUU, Canadá, Japón y también en la Unión Europea desde Enero de 1997.

¿Qué consecuencias puede traer el consumo de plantas y alimentos transgénicos?

China planea plantar tomates, arroz, pimientos y patatas por lo menos en la mitad de todas sus tierras de labor (500.000 kilómetros cuadrados) en el plazo de cinco años. Sus investigadores analizaron el efecto de los pimientos y los tomates transgénicos en ratas de laboratorio, comparando el peso y el estado de los mismos con los de otros no alimentados, y no observaron diferencias significativas.
La creación o elaboración de este tipo de alimentos depende del nivel de desarrollo del país, de los intereses políticos del mismo y del grado de presión que ejerzan las grandes industrias privadas del sector. Hay un gran debate en torno a la conveniencia o no de este tipo de organismos.
Entre los posibles beneficios que sus defensores alegan podemos señalar:
• Alimentos con más vitaminas, minerales y proteínas, y menor contenido en grasas.
• Cultivos más resistentes al ataque de virus, hongos insectos sin la necesidad de emplear productos químicos, lo que supone un mayor ahorro económico y menor daño al medio ambiente.
• Mayor tiempo de conservación de frutas y verduras.
• Cultivos tolerantes al sequía y estrés (Por ejemplo, un contenido alto de sal en el suelo).

Hay quien asegura que estos alimentos ponen en peligro la salud humana, provocando la aparición de alergias insospechadas. Por ejemplo, se han citado casos de alergia producida por soja transgénica manipulada con genes de la nuez de Brasil o de fresas resistentes a las heladas por llevar incorporado un gen de pescado (un pez que vive en aguas árticas a bajas temperaturas) En este caso, las personas alérgicas al pescado podrían sufrir una crisis alérgica al ingerir las fresas transgénicas.

Estas situaciones motivaron que organizaciones de consumidores y ecologistas pidieran que los productos elaborados con plantas transgénicas lleven la etiqueta correspondiente. Esta petición fue concedida con la aprobación el 15 de Mayo de 1997 del Reglamento CE nº 258/97 "sobre nuevos alimentos y nuevos ingredientes alimentarios" aprobado por el Parlamento Europeo y el Consejo de la Unión Europea el 27 de Enero de 1997.

En principio este Reglamento consideraba fuera de su aplicación a los productos derivados de la soja y maíz transgénicos, cuya comercialización había sido permitida con anterioridad, el 26 de Mayo de 1998 se aprobó el Reglamento nº1139/98/CE del Consejo por el que se exige el etiquetado de los alimentos e ingredientes alimentarios fabricados, total o parcialmente, a partir de maíz y de semillas de soja modificados genéticamente.

Sin embargo esta regulación es muy necesaria, ya que calmará, en cierto modo la alarma social existente en torno a las plantas y alimentos transgénicos. La sociedad conocerá poco a poco las características de estos productos y su temor ya no podrá basarse en el desconocimiento y temor a lo desconocido y novedoso, pudiendo entonces, aceptarlos o rechazarlos.





Biotechnology is not in itself a science is a multidisciplinary approach involving various disciplines and sciences (biology, biochemistry, genetics, virology, agronomy, engineering, chemistry, veterinary medicine and others).

There are many definitions to describe biotechnology. Biotechnology in general terms is the use of living organisms or compounds derived from living organisms to obtain products of value to humans.

As such, biotechnology has been used by man since the beginning of history in such activities as the preparation of bread and alcoholic beverages or the improvement of crops and domestic animals. Historically, biotechnology involves the use of organisms to perform a task or function. If one accepts this definition, biotechnology has been around for long. Processes like the production of beer, wine, cheese and yoghurt involve the use of bacteria or yeasts to convert a natural product like milk or grape juice in a fermentation product more appealing as the traditional yoghurt and wine biotechnology has many applications. A simple example is composting, which increases soil fertility by allowing soil microbes decompose organic waste. Other applications include the production and use of vaccines to prevent human and animal diseases. In the food industry, production of wine and beer are among the many practical uses of biotechnology.

Modern biotechnology is composed of a variety of techniques resulting from research in molecular and cellular biology, which can be used in any industry that uses microorganisms or plant and animal cells. This technology enables the transformation of agriculture. It is also critical to other industries based on coal as energy, chemicals and pharmaceuticals and waste management or waste. Has enormous potential impact, because research in the biological sciences are making rapid progress and the results not only affect a range of sectors but also provide a link between them. For example, successful results in fermentation of agricultural wastes, could affect the economy of the energy sector as the agricultural industry and also have a favorable environmental impact. A more precise definition of biotechnology and specifically "modern" is the commercial application of living organisms or their products, which involves the deliberate manipulation of DNA molecules. " This definition implies a number of developments in laboratory techniques, during the last decades have been responsible for tremendous scientific and commercial interest in biotechnology start-ups and
reorientation of research and investments in established companies and universities.

Biotechnology is a gradient of technologies ranging from the techniques of biotechnology "traditional" long-established and widely known and used (eg, fermentation of food, biological control) to the modern biotechnology based on the use of new recombinant DNA techniques (called genetic engineering), monoclonal antibodies, and new methods for growing cells and tissues.
Biotechnology

The growing interest in recent years has attracted biotechnology, both in academic and in economic activity, has resulted, among other things, a proliferation of definitions. This relative abundance is a reflection on the one hand, the multidisciplinary nature of biotechnology (Microbiology, Chemical Engineering, Chemistry and Biochemistry), and on the other, the difficulty of setting strict limits. All definitions have in common that make reference to the use of biological agents and organisms.



A broad definition of biotechnology is: A set of technological innovations that are based on the use of micro-organisms and microbiological processes for obtaining goods and services and the development of scientific research.


It has been noted that biotechnology is not anything new, since the use of microorganisms in the traditional fermentation processes, as well as the empirical techniques of genetic selection and hybridization, have been used throughout human history . This has led to distinguish between traditional biotechnology and new biotechnology. Tends to wrongly associate the process with the first fermentation and genetic engineering with the second.
Genetic engineering is merely the most recent and spectacular development of biotechnology, which does not replace any existing technology, but rather enriches and expands the possibilities of application and traditional uses of biotechnology.

Background.

The history of biotechnology can be divided into four periods.
The first corresponds to the pre-Pasteur and are merged with the beginning of mankind. At this time, biotechnology refers to the practices of empirical selection of plants and animals and their crosses, and as a fermentation process to preserve and enrich the protein content of foods. This period extends until the second half of the nineteenth century and is characterized as the application of a craft experience of daily practice. Technology was no underlying science in its modern.

The second era begins with biotech identification, by Pasteur, the microorganisms as a cause of fermentation and the following discovery by Buchner of the ability of enzymes extracted from yeast to convert sugars into alcohol. These developments gave a great impetus to the implementation of the techniques of fermentation in the food industry and the development of industrial products such as yeast, lactic and citric acids, and finally to the development of the chemical industry for the production of acetone, " butanol and glycerol, using bacteria.
The third era in the history of biotechnology is characterized by developments in some ways opposite, because on one hand the rapid expansion of the petrochemical industry tends to move the biotechnological fermentation processes, but on the other, the discovery of penicillin by Fleming in 1928, would lay the groundwork for mass production of antibiotics, from the mid-forties. A second major development of that era is beginning in the mid-thirties, the application of hybrid corn in the area of the United States ( "corn belt") with spectacular increases in production per hectare, starting the way to the "green revolution" that would reach its peak 30 years later.

The fourth era of biotechnology is the current one. It begins with the discovery of the double-axial structure of the acid "deoxy-ribonucleic (DNA) by Watson and Crick in 1953, followed by the processes that enable the immobilization of enzymes, the first genetic engineering experiments conducted by Cohen and Boyer in 1973 and implementation in 1975 of the technique of "hybridoma for the production of antibodies" monoclonal, "thanks to the work of Milstein and Kohler.

These were the key events which have led to the rise of biotechnology since the early eighties. Its rapid implementation in areas as diverse as agriculture, food industry, pharmaceutical, diagnostic procedures and medical treatment, chemical industry, mining and informatics, justifies the expectations around these technologies. A key aspect of the new biotechnology is that it is intensive in the use of scientific knowledge. In the period before Pasteur, biotechnology was limited to the application of practical experience that was transmitted from generation to generation. With Pasteur, the knowledge of the characteristics of microorganisms begins to guide their practical use, but industrial applications are kept primarily as a craft, with the exception of a few areas in the chemical and pharmaceutical industry (such as the antibiotics) which begins in the R & D within the transnational corporation.

In all these cases, innovation in the biotechnology industry emerged, whereas the development of new biotechnology stem from research centers, usually located within the universities.

New biotechnologies can be grouped into four basic categories:

• Techniques for cultivation of cells and tissues.
• Biotechnological processes, mainly fermentation, and which include the technique of immobilization of enzymes.
• Techniques applied microbiology to the selection and cultivation of cells and microorganisms.
• Techniques for the manipulation, modification and transfer of genetic material (genetic engineering).
Although the four groups complement each other, there is a fundamental difference between the first three and the fourth. The first is based on knowledge of the characteristics and behavior and micro-organisms and the deliberate use of these characteristics (of each body in particular) to achieve specific objectives in bringing new products or processes. The enormous potential of the latter group derives from the ability to manipulate the structural and functional characteristics of organisms and practical application of this ability to overcome some natural limits on the development of new products or processes.

From a somewhat different, it is possible to combine the technologies that are part of biotechnology in the six groups:

• Cultivation of tissues and cells for the rapid micropropagation in vitro plants, obtaining healthy crops, genetic improvement by wide crosses, preservation and exchange of germplasm, the biosynthesis of "metabolites" secondary economic interest and basic research.

• The use of enzymes or microbial fermentation for the conservation of raw materials as defined substrates for certain products, the recovery of these products, their separation from fermentation broths and final purification.
• Technology "hybridoma," which refers to the production, from "clones" of action of antibodies specific antibodies are called "monoclonal."
• Protein engineering, which involves changing the structure of the protein to improve its operation or for the production of completely new proteins. • Genetic engineering technology or "DNA", which is the introduction of a "DNA" hybrids containing genes of interest for certain purposes, to train agencies in the production of specific products, whether these enzymes, hormones or any other type of protein or body.
• Bioinformatics, which refers to the technique based on the use of protein in electronics, particularly biological sensors and bioships ", ie" microchips "biological, capable of logic and memory.
Unlike the first classification, which identifies the techniques themselves, the second refers to economic activities that make use of these technologies. The new biotechnology is creating new processes and new products in various areas of the economy.
Since these processes are based on the same principles, whether they are applied in an industry or another, this introduces a degree of flexibility because it allows mobility between different sectors. For example, fermentation processes can be applied to production in large scale, alcohol or antibiotics such as penicillin, or minor scales for the production of amino acids or in the pharmaceutical industry. This facilitates the mobility of production factors and impact on the qualification of the workforce, which, even if it must adapt to this new technology profile (both in quantitative and qualitative) can be achieved at the same time ease of use. Worldwide interest in biotechnology is clear, as seen through the common approach to such issues in newspapers, books and media. .

Some useful discoveries are a direct consequence of the use of genetic engineering techniques to achieve specific gene transfer (sometimes even human genes) to a microorganism suitable for the product that is required in the market. Certain human proteins and certain enzymes needed in medicine will be achieved this way in the future. Many other benefits, will be the result of the manufacturing techniques of fermentation, the specific antibodies for therapeutic and analytical purposes. These monoclonal antibodies are produced by the growth of cells growing in large tanks, using the knowledge acquired by biotech cultivation of microorganisms in large fermenters, such as the production of antibiotics such as penicillin.

Are currently developing commercial applications and important discovery in all fields of biotechnology, including those in the fermentation industries, biotechnology, immobilized enzymes and cells, waste treatment and utilization of byproducts . Those processes that result in products will be useful to society, attractive to industry for commercial reasons and in some cases receive the support of the government.

Great potential of biotechnology is in the field of research and scientific development, providing tools that allow a better understanding of physiological processes, eg immune defense system, or reduce, in substantially time of R and D, thus facilitating the process of technological innovation. In turn, with the advent of new techniques in the biological activity of R & D in this field tends to become more scientific and less empirical, thus accentuating the features of scientific own intensity of biotechnology. It is clear that biotechnology is a diverse system of interconnected scientific and technological innovations, not all evolve at the same pace.
Market conditions, expectations of benefits, and organizational aspects of management, among others, favor the rapid initiation and spread of some of these technologies, relegating others. The literature on technological innovation tends to distinguish between those innovations that arise in response to a market situation, expectations and economic benefits, those that originate in the area of R & D as a result of a continuous and cumulative process of scientific development and technology. In the first case refers to "market or demand-pull" and the latter, a technological-push. "

Has been frequent in recent times, noting the laser and biotechnology as examples of the second type of innovation. That is, scientific discoveries to be up without a default application in mind, but then found a considerable range of practical applications. However, it seems more correct to consider both the inherent technological-scientific process and one that is appropriate for economic incentives, such as complementary. Thus, in the case of biotechnology, even when it is born in the field of R and D of the many possible applications, which are developed first are those expectations that offer significant economic benefits within a short or prolonged.

In agriculture, biotechnology is aimed at overcoming the limiting factors of agricultural production through breeding of plants tolerant to adverse environmental conditions (drought, acid soils), resistant to diseases and pests, which can increase photosynthetic process, nitrogen fixation and uptake of nutrients. It also aims to achieve more productive plants and / or more nutritious, by enhancing its protein or amino acid.

A parallel development is the production of pesticides (insecticides, herbicides and fungicides) Microbial. The techniques are already used or being developed, ranging from tissue cultures, fusion protoplasmática, in vitro culture of meristems, the production of nodules of rhizobium and micorizas "to genetic engineering to obtaining higher photosynthetic capacity of plants that can fix nitrogen directly, resistant to pests and plagues, and so on. Tissue culture is the regeneration of plants from an amorphous mass of cells, called "street." In its most general, applies to all types of cultivation in vitro, undifferentiated from simple to complex multicellular units and organs. The process consists of incubation, in aseptic and controlled conditions of a cell or tissue of a plant (leaf, stem, root, embryo, seed, meristem, pollen, etc..) In a medium containing nutrients, vitamins and growth factors.
The applications of this technique are given in three key areas: a) rapid micropropagation in vitro of plants, b) development in vitro of improved varieties and c) production of "metabolites" side of economic interest to the cell culture plants. The first group includes the cultivation in vitro of meristems, which allow the micropropagation of planting material for uniform and healthy, and the cultivation of anthers of great use to allow the reduction of time required in the selection of genes and therefore a great help in the traditional techniques of hybridization. It also includes the cultivation and fusion of protoplasts, embryo culture, somatic mutation, etc..

The main advantages of growing in vitro plants are: a) rapid reproduction and growth of crops, b) obtaining healthy crops free of viruses and pathogens; c) to obtain planting material throughout the year (not subject to the seasonal cycle), d) the possibility of reproducing species difficult to reproduce or slow growth and reproduction, e) facilitates research and provides new tools useful in other techniques such as the "rDNA", f) improving the conditions of storage, transportation and marketing of germplasm, facilitating international transfers.

Some of the techniques are applied practically in the public domain and also have relatively low costs. Examples include tissue cultures, widely used in the production of ornamental plants with great potential in tropical plants such as cassava, palm oil, sweet potatoes, bananas, papaya, etc.. In a similar way, the production of "inocula" of rhizobium is an activity widely used in the cultivation of soybeans in the United States, Australia and Brazil, which has virtually eliminated the use of chemical fertilizers in cultivation. One aspect that is important to emphasize the development of agricultural biotechnology is that both the processes and products which are used as inputs, are strongly influenced by environmental characteristics, climate and geography, as well as biological and genetic diversity of each area or region. Therefore, the development of biotechnology applied to agriculture has to be carried out in situ. For example, it is known that each species of bacteria there is a legume of rhizobium-specific. Moreover, these bacteria tend to also be specific to particular climatic and ecological conditions, such that for each legume is needed not only the "inoculum" of a certain bacteria, but bacteria that are adapted to the conditions environment in which the legume is grown. Thus the "inocula" of "Rhizobium" used for the cultivation of soybeans in the United States are not effective in soybean crops in Brazil, since the soil characteristics, temperature and humidity vary. The production of inocula should be carried out at the place and the product for which will be used.

The magnitude of the potential market for agricultural biotechnology is, in large measure, subject of speculation owing to the lack of detailed knowledge of many of these local conditions. In this field, biotechnology is aimed at large-scale utilization of biomass for the production of organic raw materials, which currently are obtained by conventional chemical processes. The advantages are that the biomass is a highly underutilized and relatively inexpensive. Because it largely consists of waste and scrap of forest plantations and crops on a large scale. He is also a renewable resource. The main sources potentially available for production of both ethanol and other chemicals in bulk are (apart from molasses cane) crops such as cassava, sorghum, potatoes and corn, the sera of the milk industry , waste from the coffee plantations, and in general any type of waste cellulose.



Today biotechnology is being applied on a large scale in the production of alcohol (ethanol) as fuel substitute for oil, mainly in Brazil and to a lesser extent the United States and India. In Brazil, production is achieved from molasses of sugar cane, while in the United States using corn. Another important product is citric acid. Major producers are the United States, Italy, Belgium and France. Used as feedstock beet molasses.
The importance of each of the above applications is beyond the point of view. Examples include specific applications already made for the micropropagation of healthy crops of cassava, the ongoing development of systems for the reproduction of the African palm (palm oil), the growing international trade in ornamental plants, production of healthy material potato and the growing exchange of germplasm. As far as fast as in the breeding of hybrids, have been shown the following figures: a new species of tomato that is produced by traditional crosses over a period of 7-8 years for change "somaclonal is available at 3-4 years in the case of sugarcane, the period is reduced from 14 to 7 years. Different tissue culture techniques are in various stages of development, some of the tissue as "meristematic" have been widely used in the collection of crops healthy and free from viruses (eg cassava, for example).

Other techniques have matured more slowly and its application is more long term. The tissue culture techniques can be classified according to the date of its application in economic activities in the following categories: Applications of short-term (within three years) medium-term applications (within the next eight years) Applications long term (no sooner than the next eight years) vegetative propagation Change "somaclonal" Somatic Hybridization Elimination diseases Variation "gametoclonal" mutant cell lines Crop Germplasm Exchange embryo transfer chromosome transfer genes for broad cross-fertilization "in vitro" Engineering molecular genetics and cultivation of anthers "haploidea" Another important economic application, even if it is longer term, is the collection of "metabolites" secondary cell culture. There are four major groups of metabolites fringe: a) essential oils, used as seasoning, perfumes and solvents; b) glycosides: saponins, mustard oil for dyes, c) alkaloids such as morphine, cocaine, atropine, etc. useful in the production of drugs, which are known more than 4000 compounds, mostly of plant origin, d) enzymes: hydrolases, proteases, amylases, ribonuclease.

The traditional procurement processes for these products is inefficient, subject to seasonal variations and / or climate, storage and transportation difficulties, lack of uniformity of the product, etc.. Faced with these drawbacks, cell culture offers the possibility of a regular supply of a homogeneous product and especially the prospect of achieving good yields, since the plants can be "manipulated" and its growth is controlled. The cell culture system enables the "routinization" typical of industrial activities and therefore the optimization of operations. Finally, it also sees the possibility of obtaining new compounds through the cell culture. This provides two different approaches: a) isolating a culture capable of high performance and b) the large-scale cell culture and the acquisition of certain industrial products.

Plant Biotechnology

With the techniques of modern biotechnology can be produced more quickly than before, new plant varieties with improved characteristics, resulting in greater numbers, with tolerance to adverse conditions, resistance to specific herbicides, pest control, cultivation throughout the year. Disease problems and weed control can now be treated with genetically instead of chemicals.

Genetic engineering (the process of transferring DNA from one organism to another) brings great benefits to agriculture through genetic manipulation of microorganisms, plants and animals.

A plant modified by genetic engineering, which contains DNA from an external source, is a transgenic organism. One example is the transgenic tomato plant which remain longer in the stores that avoid to soften before being transported

In January of last year 2000, an agreement was reached on the Biosafety Protocol. United States and Europe agreed on measures to control trade of transgenic products.

More than 130 countries gave the nod to the Montreal agreement, however, there are parties in this agreement with positions that are not incompatible, it is contradictory with regard to labeling and marketing of these products:
• On one side are the U.S. and its multinationals, accompanied by other major exporters of agricultural raw materials, they want an open and permissive legislation, which is market who impose their law. U.S. defends use of biotechnology and emphasizes the importance of their industry, creating new jobs and encouraging technological innovation and could end hunger in the world.

• On the other hand the European Union and other developed countries of Asia that seek to bring order and to limit such trade, beginning with a rigorous labeling differentiating both raw materials and manufactured products to be included in modified organisms (GMOs). It aims to control and limit the development of patents, even advocating a moratorium of 10 years, because no one knows with certainty the actual effects of these genetic manipulations on the other varieties and on the ecosystem. Spain has been accused by environmental groups and agricultural organizations such as COAG and UPA of being one of the most permissive in this regard.
• The most radical is that conservation groups and scientific groups that advocate the prohibition of any alteration of genetic codes.

In Europe, cases of GM soya and maize are particularly relevant. Soy is used in 40 to 60% of processed foods: olive oil, margarine, baby food and dietary supplements, beer, etc.. Spain imports 1.5 million U.S. tons, the fourth largest importer behind Japan, Taiwan and Holland.
The commercialization of transgenic corn is licensed in the U.S., Canada, Japan and the European Union since January 1997.

What can bring the consumption of GM foods and plants?

China plans to plant tomatoes, rice, potatoes and peppers at least half of all agricultural land, (500,000 square kilometers) within five years. Researchers analyzed the effect of transgenic tomatoes and peppers in laboratory rats by comparing the weight and state of the same with the other non-fed, and no significant differences.
The creation or development of this type of food depends on the level of development of the same political interests and the degree of pressure exercised by the major private sector industries. There is much debate about whether or not such bodies.
Among the potential benefits that its advocates argue, we can point:
• Foods with more vitamins, minerals and proteins and less fat.
• Cultivos más resistentes al ataque de virus, hongos insectos sin la necesidad de emplear productos químicos, lo que supone un mayor ahorro económico y menor daño al medio ambiente.
• Mayor tiempo de conservación de frutas y verduras.
• Cultivos tolerantes al sequía y estrés (Por ejemplo, un contenido alto de sal en el suelo).