Olg

a A

raci

l

IES

Siv

era

Font

TEMA 7: BIOTECNOLOGIA

Pàg.

OBJECTIUS:

✓Definir el concepte de biotecnologia

✓Descriure els principals camps d’aplicació de la biotecnologia

✓Identificar usos novedosos d’aquesta proposats per la ciència

ficció (pel·lícules, còmics, literatura…)

✓Debatre sobre les possibles repercussions negatives de l’ús de la

biotecnologia, aportant solucions per a evitar-les

✓Realitzar un treball d’investigació sobre una aplicació concreta

de la biotecnologia i preparar una presentació davant del grup-

classe

!2

Olg

a A

raci

l —

TE

MA

7.B

iote

cnol

ogia

—

Pàg.

1.INTRODUCCIÓLa biotecnologia es defineix com l'ús de sistemes vius, organismes o materials derivats d’aquests per a desenvolupar o fabricar productes. És, per tant, l’aplicació tecnològica dels coneixements propis de la biologia.

El primer exemple de biotecnologia agrícola el trobem al Neolític, fa uns 10000 anys, quan l’home va domesticar les plantes i animals per a obtenir-ne un profit.

Històricament l’home ha utilitzat els éssers vius per a fabricar productes nous, especialment a l’obtenció d’aliments fermentats com la cervessa, el formatge o el vi:

‣Es creu que la fabricació de la cervesa a la Xina va començar al voltant del 7000 a. C., seguida del iogurt i formatge ~ 6000 a. C.

‣El llevat per a fer pa fermentat ja s’utilitzava a Egipte sobre el 4000 a.C.

‣La fermentació del suc de raïm per obtenir vi es remunta a l’any 3.000 a.C., a l’antiga Mesopotàmia.

!3O

lga

Ara

cil

— T

EM

A 7.

Bio

tecn

olog

ia —

Cocció del pa fermentat

Iogur

Pàg.

L’ámbit de la biotecnologia mèdica és molt més antic del que molts podem pensar:

‣El primer exemple d’un antibiòtic el trobem a la Xina, a l’any 500 a. C. on s’aplicava una quallada de soja amb floridura sobre les ferides, per a evitar infeccions.

‣La p r imera vacuna (cont ra la p igota) va se r desenvolupada l’any 1796 per Edward Jenner

‣El 1870, Alexander Fleming descobreix la penicil·lina.

Al camp de la seguretat alimentària, la fita més destacable es produeix l’any 1861, quan Louis Pasteur va desenvolupar la pasteurització, procés que permet el iminar el microorganismes causants del deteriorament dels aliments i la transmissió de malalties.

La biotecnologia moderna sorgeix en la dècada del ´80 i utilitza tècniques d'enginyeria genètica per a modificar i transferir gens d'un organisme a un altre en el laboratori i així, obtenir productes útils per al camp, la indústria, la salut i el medi ambient, com, per exemple, la producció industrial d’insulina humana per a tractar la diabetis.

!4

Olg

a A

raci

l —

TE

MA

7.B

iote

cnol

ogia

—

Molècula d’insulina humana

ACTIVITAT 1. Busca recursos cinematogràfics, literaris, en còmics… on s’utilitze la biotecnologia en aplicacions que actualment no existeixen, però que podrien arribar a ser possibles. Ex: Sèrie Black Mirror, capítol, White Christmas.

Pàg.

2.ELS COLORS DE LA BIOTECNOLOGIAEls àmbits d’aplicació de la biotecnologia poden classificar-se en:

BIOTECNOLOGIA ROJA: Està directament relacionada amb la medicina i els seus processos. Inclou l'ús d'organismes per a l'obtenció de vacunes o antibiòtics, el desenvolupament de fàrmacs, l'ús de l'enginyeria genètica per a diagnosticar i/o curar malalties, les teràpies regeneratives, etc.

BIOTECNOLOGIA BLAVA: És la que s'ocupa d'explorar la utilització de recursos marins o aquàtics per a generar productes d’interés, també s’anomena biotecnologia marina. El mar ofereix una gran biodiversitat que pot emprar-se en la fabricació de medicines, cosmètics, biocombustibles o aliments. Com a exemple concret, tenim els cultius de microalgues marines. Aquestos poden utilitzar-se per a l’obtenció de biocombustibles (aprofitament energètic), per a extraure complements alimentosos com l’omega-3 o per a la captació de CO2 (aprofitament mediambiental).

!5O

lga

Ara

cil

— T

EM

A 7.

Bio

tecn

olog

ia —

Reactors amb cultius de microalgues marines.

Pàg.

BIOTECNOLOGIA BLANCA: S’utilitza als processos industrials, per això se la coneix també com a biotecnologia industrial. El seu objectiu és millorar el disseny dels procediments de la indústria perquè consumisquen menys recursos, siguen energèticament més eficients o menys contaminants. Engloba, entre altres, el desenvolupament de noves fonts d'energia com els biocombustibles o la creació de nous materials d'ús quotidià com a plàstics o tèxtils.

BIOTECNOLOGIA VERDA: És la que s'empra amb l'objectiu de crear o millorar les plantes i els cultius, o fins i tot desenvolupar noves eines que permeten protegir-les de plagues, malalties i males herbes. Alguns exemples d'aquesta tècnica són plantes resistents a plagues, plantes que s'adapten millor a les adversitats climàtiques o altres capaces de produir algun tipus de vitamina concreta. És el què es coneix comunament amb el nom de cultius transgènics.

La varietat de la dacsa MON 810 és un organisme genèticament modificat (GMO, per les seues sigles en anglés) dissenyat per a combatre la pèrdua de collites per plagues. Té un gen inserit en el seu ADN que permet a la planta sintetitzar una proteïna que mata als insectes que tracten de menjar-la. Aquest gen prové d’un microorganisme, el Bacillus thuringiensis, el qual produeix la toxina Bt, verinosa per a l’eruga coneguda com a "Trepant de la dacsa”.

!6

Olg

a A

raci

l —

TE

MA

7.B

iote

cnol

ogia

—

Varietat transgènica de dacsa MON 810

Pàg.

3. DEBAT SOBRE ELS RISCOS DE LA BIOTECNOLOGIACom ja s’ha explicat, la biotecnologia moderna es basa, fonamentalment, en la manipulació genètica per a obtenir organismes amb propietats útils per a l’ésser humà. Aquesta capacitat de manipulació genètica genera certs dubtes:

‣En un futur pròxim, serà possible transferir gens operatius entre qualsevol organisme i això permetria inserir gens d'éssers humans a animals o plantes, o a l’inrevés, amb les seues implicacions bioètiques.

‣Producció d’armes biològiques, és a dir, organismes (virus, bacteris o les seues toxines) capaços de ser utilitzats per provocar intencionadament malalties i atacar de manera silenciosa a la població. No obstant, la lluita biològica és perfectament possible sense recórrer a la biotecnologia, ja que existeix un ampli potencial d'armes biològiques en toxines de microorganismes i plantes i en verins d'animals que són habitants naturals de la Terra. La biotecnologia deu, per contra, orientar-se a combatre aquestes armes, no a fomentar-les ni crear-les. Bioterrorisme: Un atac biològic, o bioterrorisme, és l'alliberament intencional de virus, bacteris o altres gèrmens que poden infectar o matar a les persones, els bestiars o els cultius. En 2001, es van col·locar espores d’àntrax (Bacillus anthracis) deliberadament en cartes que es van enviar a través del sistema postal dels Estats Units, 22 persones van contraure l'àntrax, i 5 d'aquestes van morir.

!7O

lga

Ara

cil

— T

EM

A 7.

Bio

tecn

olog

ia —

Bacillus anthracis

Pàg.

Riscos relacionats amb el cultiu d’organismes genèticament modificats:

‣Riscos alimentaris. És el cas de la incorporació en plantes de gens que codifiquen per a la producció de substàncies que tenen caràcter tòxic enfront de plagues. Els temors radiquen en la possibilitat que les plantes amb la toxina siguen nocives per a la salut dels éssers humans que les consumisquen. Per evitar aquest possible problema, existeixen regulacions que impedeixen el consum d’OGM sense passar per proves toxicològiques prèvies.

‣Riscos mediambientals. Es tracta dels efectes dels organismes modificats genèticament en connexió amb altres organismes. Per exemple, els cultius de plantes productores de toxines, podrien actuar sobre altres espècies d’insectes beneficioses per al medi ambient. Un altre exemple seria la introducció accidental o intencionada d’espècies OGM en un entorn natural, que podrien desplaçar o alterar l'equilibri de les poblacions natives.

‣Riscos inesperats. Ací entraria qualsevol de les situacions hipotètiques que ara no podem avançar, però que les noves investigacions biotecnològiques podrien provocar

!8

Olg

a A

raci

l —

TE

MA

7.B

iote

cnol

ogia

—

ACTIVITAT 2. Raona què passaria en cas que s’alliberara en un riu una espècie de carpa modificada genèticament amb un gen que codifica una hormona de creixement i un altre que codifica una proteïna "anticongelant" que permetria al peix sobreviure en aigües fredes.

ACTIVITAT 3. Prepara un treball d’investigació sobre una aplicació concreta de la biotecnologia, definint quin és el problema que es pretén resoldre, com es resol el problema (descripció tècnica del producte), empreses implicades en la investigació- fabricació- comercialització, si es tracta d’un producte ja en ús…