BIOTECNOLOGA

Mara Antonia Muoz de Malajovich

NDICE

Presentacin, por Daniel Gomez . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

Agradecimientos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

Captulo I. Qu es la biotecnologa? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25La biotecnologa tradicional . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25La biotecnologa moderna . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26Las definiciones de biotecnologa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26El impacto de la biotecnologa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28Biotecnologa y desarrollo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29Cronologa de algunos acontecimientos en la historia de la biotecnologa . . . . . 30

PRIMERA PARTE. FUNDAMENTOS DE LA BIOTECNOLOGA . . . . . . 37

Los agentes biolgicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

Captulo II. Las clulas y los cromosomas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39La clula como unidad de los seres vivos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

Unidad estructural . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39Unidad funcional . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41Relacin entre las estructuras celulares y su funcin . . . . . . . . . . . . . . 42Las tcnicas de laboratorio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43

Toda clula proviene de otra preexistente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43Los cromosomas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45La teora cromosmica de la herencia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47Las clulas y los cromosomas como agentes biolgicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51

Captulo III. Los microorganismos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55La diversidad microbiana . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55Las bacterias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56

Las eubacterias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56Las arquibacterias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58

Los protozoarios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59

Las algas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60Los hongos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61Los virus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63Las tcnicas de laboratorio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65

El cultivo y la identificacin de microorganismos . . . . . . . . . . . . . . . . 65Bioseguridad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66

Los microorganismos como agentes biolgicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67

Captulo IV. Las enzimas y los anticuerpos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71Las protenas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71

Estructura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72Algunas tcnicas de laboratorio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73

Las enzimas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76La catlisis enzimtica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76Los diversos tipos de enzimas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77Importancia econmica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78

Los anticuerpos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79La molcula de anticuerpo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80La produccin de anticuerpos en el organismo . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81La produccin de anticuerpos en el laboratorio . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81El empleo de los anticuerpos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84

Captulo V. Los cidos nucleicos y los genes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87Los cidos nucleicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87La doble hlice . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87El cdigo gentico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90La expresin gnica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92La regulacin de la expresin gnica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93

Clulas procariontes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93Clulas eucariontes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94

La genmica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98El genoma humano . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98La ciencia genmica en Brasil . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100

Las herramientas bsicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103

Captulo VI. Los procesos fermentativos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105Los procesos fermentativos y la industria . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105Los microorganismos industriales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106

Nociones sobre el metabolismo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106Las cepas industriales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110

La seleccin de la materia prima . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112Los procesos tradicionales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112Los procesos sumergidos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114

Los fermentadores o biorreactores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114El cambio de escala . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116La operacin del proceso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116La recuperacin del producto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118Los procesos fermentativos en la industria de biofertilizantes . . . . . . 118

Captulo VII. El cultivo de clulas y tejidos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121La micropropagacin de plantas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121

Las etapas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121Los medios de cultivo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123Las diferentes modalidades . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125El mejoramiento y la conservacin de la biodiversidad vegetal . . . . . 129La difusin de la tecnologa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130

El cultivo de clulas animales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131La manipulacin in vitro de las clulas animales . . . . . . . . . . . . . . . . 131Las aplicaciones del cultivo in vitro de clulas de mamferos . . . . . . . 132

Captulo VIII. La tecnologa del ADN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137Las herramientas disponibles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137La extraccin del ADN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137Las nucleasas y las enzimas de restriccin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137La electroforesis del ADN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138

Hibridizacin y sondas gnicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139La tcnica de Southern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141La tcnica de fingerprint . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141

La sntesis y amplificacin del ADN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143Sntesis de oligonucletidos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143Sntesis de ADNc . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144La reaccin en cadena de la polimerasa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144

La secuenciacin del ADN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147Los arrays o matrices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149

Captulo IX. La ingeniera gentica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151El nacimiento de la biotecnologa moderna . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151

Las primeras experiencias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151Mitos y realidades . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152

Las bibliotecas de genes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154La construccin de un microorganismo recombinante . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155

Obtener el gen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158Transferir el gen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159Identificar a los microorganismos o clulas recombinantes . . . . . . . . 161

La construccin de plantas transgnicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161Transferencia de los genes a las clulas vegetales . . . . . . . . . . . . . . . . 163El problema de los marcadores de seleccin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163

Clulas y animales transgnicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165La transferencia gnica a clulas animales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165Los animales transgnicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166El tambo farmacutico argentino . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168

SEGUNDA PARTE. BIOTECNOLOGA Y SOCIEDAD . . . . . . . . . . . . . . 171

Captulo X. Biotecnologa, industria y energa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173El proceso Weizmann . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173La va qumica y la va biotecnolgica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174

Las caractersticas de la industria qumica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174Los procesos biotecnolgicos y sus productos . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175

La produccin de enzimas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176La produccin de aminocidos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177Otros productos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178Los biocombustibles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179

El etanol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181El biogs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183El biodiesel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187

Captulo XI. Biotecnologa y medio ambiente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189El desarrollo sustentable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189Las tecnologas limpias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189

La sustitucin de procesos industriales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190La sustitucin de insumos agrcolas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191

La reduccin de residuos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194La degradacin de la basura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194El tratamiento de las aguas residuales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196

El tratamiento de los efluentes industriales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197El protocolo de Kyoto y las emisiones de metano . . . . . . . . . . . . . . . 198

La biorremediacin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 199Los contaminantes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 199Los tratamientos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 200Los derrames de petrleo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201

La recuperacin de recursos naturales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202El petrleo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202Los metales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202La biolixiviacin del cobre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203

El diagnstico de contaminacin ambiental . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204

Captulo XII. Biotecnologa y biodiversidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207La desaparicin de los ecosistemas naturales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207El hombre y las plantas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 210

Las plantas alimenticias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 210Las plantas comerciales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 212Las plantas medicinales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215

La biodiversidad amenazada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216La erosin gentica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216La expansin del agronegocio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217La transgnesis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218

La proteccin de la biodiversidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218Los centros de diversidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218La conservacin de la biodiversidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220El CGIAR y el Centro Internacional de la Papa . . . . . . . . . . . . . . . . . . 221El Protocolo de Cartagena de Bioseguridad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 222

Captulo XIII. Biotecnologa y agricultura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 225La evolucin de las prcticas agrcolas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 225La importancia de la transgnesis en el mejoramiento vegetal . . . . . . . . . . . . . 228La construccin de una variedad transgnica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 229Los diferentes tipos de plantas transgnicas y sus caractersticas . . . . . . . . . . . 231

Plantas con propiedades agronmicas modificadas . . . . . . . . . . . . . . 231Plantas con calidad nutricional mejorada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233Plantas con propiedades nuevas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 234

Las plantas transgnicas y el medio ambiente: aspectos polmicos . . . . . . . . . . 235El principio precautorio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235El riesgo de que una planta transgnica se transforme en maleza . . . . 236

El flujo gnico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 237La resistencia a insectos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 238

El agronegocio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 239La extensin de los cultivos transgnicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 239La Unin Europea y la moratoria . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 240El mercado de semillas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 241

Los transgnicos en Amrica Latina . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242La importancia de la percepcin pblica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243El desarrollo de la capacidad agrcola . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 244

Captulo XIV. Biotecnologa y pecuaria . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 247La cra de animales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 247La nutricin de los animales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 248

La necesidad de las raciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 248De Liebig a la vaca loca . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 248Variaciones sobre la composicin de las raciones . . . . . . . . . . . . . . . . 249Las raciones derivadas de transgnicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 250

El mejoramiento gentico del ganado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251El control de la reproduccin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 252Las nuevas tecnologas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254La transgnesis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 257

El mejoramiento de la produccin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 258Carne, leche, huevos y lana . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 258La acuicultura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 259

La salud de los animales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 260Resistencia a las enfermedades . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 260Prevencin y tratamiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261

Los nuevos usos de los animales domsticos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 262Modelos de estudio para enfermedades humanas . . . . . . . . . . . . . . . . 262Xenotransplantes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .262Biorreactores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 263El marco conceptual de las tres R . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 264

Las mascotas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 265

Captulo XV. Biotecnologa y alimentos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 267Los alimentos fermentados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 267

El pan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 267La cerveza . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 270El vino . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 272

Los quesos y yogures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 276La protena unicelular (micoprotena) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 278Los aditivos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 279

Los diversos tipos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 279Los edulcorantes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 279

Seguridad alimentaria . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 280

Captulo XVI. Biotecnologa y nuevos alimentos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 283El empleo de la transgnesis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 283

Mejorando la conservacin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 283Mejorando las propiedades industriales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 284Mejorando las caractersticas nutricionales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 284

La polmica generada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 285Lo que el consumidor necesita saber . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 286

La nocin de seguridad alimentaria . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 286La ingestin de ADN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 287Los marcadores de resistencia a antibiticos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 287La composicin centesimal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 288La produccin de toxinas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .288La produccin de alrgenos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 289Otros efectos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 290

Seguridad alimentaria . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 290El principio de equivalencia sustancial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 290La evaluacin de riesgos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 291

El etiquetado de los alimentos transgnicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 291Las diferentes normativas vigentes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 291Etiquetado e informacin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 292

El rastreo de un transgn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 293

Captulo XVII. Biotecnologa y salud: las vacunas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 295Las vacunas y la prevencin de las enfermedades infecciosas . . . . . . . . . . . . . . 295La vacunacin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 296

La memoria inmunolgica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 296Activando a los mecanismos de defensa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 296

Los diferentes tipos de vacunas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 298Las vacunas tradicionales o de primera generacin . . . . . . . . . . . . . . 298Las vacunas de segunda generacin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 299Las nuevas vacunas de tercera generacin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 300

La aprobacin de una vacuna . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 302

Los ensayos clnicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 302Aspectos ticos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 303

La produccin de vacunas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 303Aspectos tecnolgicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 303Aspectos econmicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 305Un sector estratgico para la sociedad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 306

Las vacunas y la erradicacin de la enfermedad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 307El caso de la viruela . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 307El caso de la poliomielitis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 309

Las enfermedades emergentes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 311Antiguas y modernas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 311Pandemias anunciadas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 312

El bioterrorismo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 313

Captulo XVIII. Biotecnologa y salud: las pruebas de diagnstico . . . . . . . . . 315Las pruebas de diagnstico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 315

Las tendencias actuales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 316La tecnologa disponible . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 316

Las pruebas de rastreo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 318La tipificacin de tejidos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 319

Sangre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 319Otros tejidos y rganos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 320

La prctica forense . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 322El diagnstico de enfermedades infecciosas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 323El diagnstico de enfermedades genticas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 324

Las limitaciones de las pruebas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 324Las estrategias seguidas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 325Diagnstico preventivo y predictivo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 327

Captulo XIX. Biotecnologa y salud: los medicamentos . . . . . . . . . . . . . . . . . 329La industria de medicamentos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 329Los principios activos de las plantas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 330

El caso de la aspirina . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 330Los fitoterpicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 332Las nuevas tecnologas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 332La necesidad de un marco legal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 333

Los antibiticos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 334El caso de la penicilina . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 334Los lmites al uso de los antibiticos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 335

La necesidad de innovacin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 336Las primeras molculas teraputicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 338

El caso de la insulina . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 338La sustitucin del producto natural . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 341

Las protenas recombinantes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 341Las bases tecnolgicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 341Los productos y sus usos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 342La industria biotecnolgica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 344

Los medicamentos personalizados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 346La farmacogenmica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 346La farmacogentica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 348

El costo de los nuevos medicamentos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 349Patentes y genricos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 350

Captulo XX. Biotecnologa y salud: los nuevos tratamientos . . . . . . . . . . . . . 353El progreso de las inmunoterapias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 353La lucha contra el cncer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 354

El cncer como enfermedad de origen gentico . . . . . . . . . . . . . . . . . 354Los tratamientos experimentales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 355

La terapia gnica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 356Terapia somtica y germinal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 356Los altibajos de una tecnologa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 358Las promesas del silenciamiento gnico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 359

Los transplantes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 361Los transplantes de rganos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 361Los xenotransplantes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 362

La medicina regenerativa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 363La ingeniera de tejidos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 363Las clulas madre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 363La clonacin teraputica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 365

Consideraciones finales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 367

Bibliografa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 369

ndice temtico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 407

CAPTULO I. QU ES LA BIOTECNOLOGA?

LA BIOTECNOLOGA TRADICIONAL

El cultivo de vegetales, la domesticacin de animales, la transformacin dealimentos y el aprovechamiento de las propiedades curativas de algunas plan-tas son actividades que se remontan a los albores de la humanidad y fuerondesarrolladas a partir del conocimiento emprico, ignorando la existencia delos microorganismos o de las leyes de la herencia.

A comienzos del siglo XIX, la demanda de mano de obra para una in-dustria incipiente estimula la migracin de la poblacin del campo a laciudad. En condiciones sanitarias cada vez peores, las enfermedades y elhambre acompaan al hombre. Al mismo tiempo, el progreso exige pro-cesos industriales ms eficientes. La comprensin de los fenmenos natu-rales se vuelve indispensable para responder a las necesidades de lasociedad.

A partir de 1850 surgen nuevas reas del conocimiento; nacen la micro-biologa, la inmunologa, la bioqumica y la gentica. La qumica industrialevoluciona aceleradamente y, tambin, aumenta la intervencin de la inge-niera agrcola y de la pecuaria en la administracin del campo.

En 1914, Karl Ereky, un ingeniero agrnomo hngaro, desarrollaun gigantesco plan de cra de porcinos para sustituir las prcticas tradi-cionales por una industria agrcola capitalista basada en el conocimientocientfico. Se le debe a Ereky (1919) la primera definicin de biotecnolo-ga, como la ciencia de los mtodos que permiten la obtencin de pro-ductos a partir de materia prima, mediante la intervencin de organismosvivos. Para l, la era bioqumica reemplazara a la edad de piedra y delhierro.

El siglo XX asiste a un desarrollo extraordinario de la ciencia y la tecno-loga (electrnica, informtica). De la convergencia de ambas resultan logrosextraordinarios en varios sectores productivos, donde los seres vivos consti-tuyen la base de aplicaciones tan diversas como la generacin de variedadesvegetales ms productivas, la fabricacin de nuevos alimentos, el tratamien-to de los residuos y la produccin de enzimas y antibiticos.

25

LA BIOTECNOLOGA MODERNA

La propuesta de Watson y Crick (1953) de un modelo helicoidal para la mo-lcula de ADN representa, sin duda, un hito fundamental en la historia de labiologa molecular. Sin embargo, la divisin entre la biotecnologa tradicio-nal y la biotecnologa moderna la marcan una serie de experiencias realizadaspor H. Boyer y S. Cohen que culminan en 1973 con la transferencia de ungen de sapo a una bacteria. A partir de ese momento es posible cambiar elprograma gentico de un organismo transfirindole genes de otra especie.

La importancia y los riesgos inherentes a la nueva tecnologa no pasarondesapercibidos para las personas involucradas. Como un hecho indito en lahistoria, los cientficos reunidos en 1975 en Asilomar (Estados Unidos) esta-blecieron una moratoria en sus trabajos hasta que se definieran las condicio-nes de seguridad adecuadas, lo que sucedi poco tiempo ms tarde.

En el pasaje de la biotecnologa de laboratorio a una biotecnologa indus-trial, la ingeniera gentica ocupa un lugar destacado como tecnologa inno-vadora. En algunos casos, como los de la insulina y la hormona decrecimiento, la innovacin consiste en reemplazar los mtodos de obtencintradicionales. En otros casos, como los de los anticuerpos monoclonales y elarroz dorado, se tratan de productos completamente nuevos.

Sin embargo, la manipulacin gentica no es la nica herramienta dis-ponible. La biotecnologa abarca hoy un rea amplia del conocimiento quesurge de la ciencia bsica (biologa molecular, microbiologa, biologa celu-lar, gentica, etc.), de la ciencia aplicada (tcnicas inmunolgicas y bioqu-micas, as como tcnicas basadas en la fsica y la electrnica), y de otrastecnologas (fermentaciones, separaciones, purificaciones, informtica, rob-tica y control de procesos). Se trata de una red compleja de conocimientosdonde la ciencia y la tecnologa se entrelazan y complementan.

LAS DEFINICIONES DE BIOTECNOLOGA

El impacto causado por las primeras experiencias de ingeniera gentica ori-gin numerosos intentos por redefinir el campo de la biotecnologa. A travsdel reemplazo de la expresin intervencin de organismos vivos por em-pleo de procesos celulares y moleculares se trat de diferenciar a la biotec-nologa clsica de la moderna. Sin embargo, debido a la enorme difusin delas tcnicas de manipulacin gentica, ambas acabaron superponindose, yfuera del contexto histrico resulta difcil distinguir el lmite entre ambas.

26

Biotecnologa

Por otro lado, como la definicin de un conjunto de actividades de-pende de los intereses de los grupos involucrados, muchas veces refleja la vi-sin de los sectores profesionales predominantes. Por eso, si revisamos lostextos de la dcada de 1980, aos en que la expresin biotecnologa se am-pla, encontraremos ms de una docena de definiciones diferentes del trmi-no. Enseguida mencionamos algunas de las definiciones ms frecuentes.

Organizacin para la Cooperacin y el Desarrollo Econmico (OECD,Organization for Economic Cooperation and Development): la aplica-cin de los principios de la ciencia y la ingeniera al tratamiento de materiaspor agentes biolgicos en la produccin de bienes y servicios (1982).

Oficina de Evaluacin Tecnolgica (OTA, Office of Technology Asses-ment): biotecnologa, en un sentido amplio, incluye cualquier tcnica queutiliza organismos vivos (o parte de ellos) para obtener o modificar produc-tos, mejorar plantas y animales, o desarrollar microorganismos para usos es-pecficos (1984).

Federacin Europea de Biotecnologa (EFB, European Federation ofBiotechnology): uso integrado de la bioqumica, la microbiologa y la in-geniera gentica para poder aplicar las capacidades de microorganismos,clulas cultivadas animales o vegetales o parte de los mismos en la indus-tria, en la salud y en los procesos relacionados con el medio ambiente(1988).

E. H. Houwink: el uso controlado de la informacin biolgica (1989). Organizacin de la Industria Biotecnolgica (BIO, Biotechnology In-

dustry Organization): en un sentido amplio, biotecnologa es bio + tec-nologa, es decir, el uso de procesos biolgicos para resolver problemas o hacerproductos tiles (2003).

Se observa que con el tiempo el concepto adquiere una expresin ms sim-ple. Las definiciones ms recientes ya no hacen referencia a los procesos tec-nolgicos involucrados, tal vez porque, adems de ser complejos y diversos,evolucionan muy rpidamente.

En este texto consideraremos a la biotecnologa de una manera amplia,definida como una actividad basada en conocimientos multidisciplinarios,que utiliza agentes biolgicos para hacer productos tiles o resolver proble-mas. Esta definicin es lo suficientemente amplia como para englobar acti-vidades tan variadas como las de ingenieros, qumicos, agrnomos,veterinarios, microbilogos, bilogos, mdicos, abogados, empresarios, eco-nomistas, etctera.

27

Captulo I. Qu es la biotecnologa?

FIGURA 1. El campo de la biotecnologa

EL IMPACTO DE LA BIOTECNOLOGA

Ya no se trata de promesas o de perspectivas futuras; los productos y proce-sos biotecnolgicos forman parte de nuestra vida cotidiana, ofreciendo opor-tunidades de empleo e inversiones. Se trata de plantas resistentes aenfermedades, plsticos biodegradables, detergentes ms eficientes, biocom-bustibles y tambin procesos industriales menos contaminantes, menor ne-cesidad de pesticidas, biorremediacin de contaminantes, y centenas deensayos de diagnstico y medicamentos nuevos (Tabla 1).

TABLA 1. Productos y servicios de origen biotecnolgico en diferentes sectores

Sector Tipos de productos o servicios

Energa Etanol, biogs y otros combustibles (a partir de biomasa).

Industria Butanol, acetona, glicerol, cidos, vitaminas, etctera. Numerosas enzimas para otras industrias (textil, detergentes, etctera).

Medio ambiente Recuperacin de petrleo, biorremediacin (tratamiento de aguas residua-les y de basura, eliminacin de contaminantes).

Agricultura Abono, silaje, bioinsecticidas, biofertilizantes, plantines libres de enferme-dades, plantines de rboles para reforestacin. Plantas con nuevas caracte-rsticas incorporadas (transgnicas) para mayor valor nutritivo, resistencia aplagas y a condiciones de cultivo adversas (sequa, salinidad, etctera).

Pecuaria Embriones, animales con caractersticas nuevas (transgnicos), vacunas ymedicamentos para uso veterinario, hormonas.

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Biotecnologa

Ciencia y tecnologa

Conocimientos

Organismos, clulas, organelas, molculas

Agentes biolgicos

Hacer productos tiles Resolver problemas

Biotecnologa

Sector Tipos de productos o servicios

Alimentacin Panificacin (panes y bizcochos), lcteos (quesos, yogures y otras bebidas lc-teas), bebidas (cervezas, vinos y bebidas destiladas) y aditivos diversos (salsa desoja, glutamato de sodio, edulcorantes, etc.); protena unicelular (PUC) pararaciones, alimentos de origen transgnico con propiedades nuevas.

Salud Antibiticos y medicamentos para diversas enfermedades, hormonas, vacu-nas, reactivos y pruebas de diagnstico, etctera.

BIOTECNOLOGA Y DESARROLLO

Por tratarse de un conjunto de tecnologas diversas, el uso de las biotecno-logas no se restringe necesariamente a los pases desarrollados. Existe unespacio que los pases emergentes pueden ocupar, en funcin de sus rique-zas naturales, siempre que existan prioridades econmicas y polticas defi-nidas claramente. La condicin fundamental es contar con institucionescompetentes que formen una masa crtica de investigadores y personal tc-nico entrenado.

China e India cuentan hoy con una industria biotecnolgica avanzada ydiversificada. Tambin Amrica Latina, donde se concentra principalmenteen Argentina, Brasil, Chile, Colombia, Cuba y Mxico. Pases como Uru-guay y Venezuela tambin tienen actividad en algunas reas, as como, enmenor escala, Ecuador, Costa Rica, Paraguay, Per y Bolivia. En la regin,unas 500 empresas inciden en varios sectores: medio ambiente e industria,agroalimentos y pecuaria, salud animal y humana.

As y todo, la biotecnologa suscita opiniones y sentimientos encontra-dos. Mientras algunos sectores la perciben como una tecnologa basada en unslido conocimiento cientfico, para otros se trata de una actividad antinatu-ral y peligrosa. El enfrentamiento de partidarios y opositores ocurre con me-nos frecuencia en el terreno de las razones que en el de las pasiones, sean staspolticas, religiosas o ideolgicas. Al discutir si la biotecnologa es progresis-ta o reaccionaria, buena o mala, se olvida que lo que caracteriza a una tecno-loga es el uso que hacemos de ella.

Algunos productos y procesos que eran impensables hace treinta aosentran en nuestra vida cotidiana sin que sus bases cientficas y tecnolgicashayan penetrado en nuestra cultura a travs de una divulgacin amplia queabarque tambin a todos los niveles del sistema educativo. No existe ningu-na posibilidad de construir una sociedad moderna si sus integrantes ignoran

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Captulo I. Qu es la biotecnologa?

los aspectos ms generales de la ciencia y la tecnologa. El desconocimientoaumenta el riesgo de rechazar tecnologas promisorias que pueden abrir pers-pectivas nuevas para un desarrollo sostenible en reas tan crticas como la sa-lud, la produccin de alimentos, la energa y el medio ambiente.

La propuesta de este libro es revisar los fundamentos de las biotecnolo-gas y mostrar cmo se aplican en diversos sectores productivos de la socie-dad, destacando como ejemplos algunos emprendimientos latinoamericanosexitosos. Esperamos que este libro sea de ayuda para todos los que nos inte-resamos por los alcances de esta fascinante (r)evolucin tecnolgica.

CRONOLOGA DE ALGUNOS ACONTECIMENTOS SOBRESALIENTESEN LA HISTORIA DE LA BIOTECNOLOGA

Antigedad Preparacin y conservacin de alimentos y bebidas por fer-mentacin (pan, queso, cerveza, vino y vinagre); cultivo deplantas (papa, maz, cebada, trigo, etc.); domesticacin deanimales; tratamiento de infecciones (con productos de ori-gen vegetal como el polvo de crisantemo y derivados de so-ja fermentada).

Edad MediaSiglo XII Destilacin del alcohol.

Edad ModernaSiglo XVI Cronistas registran que los aztecas recolectaban algas para la

alimentacin en los lagos de Mxico.Siglo XVII Inicio de la produccin comercial de cerveza; extraccin de

metales por accin microbiana en Espaa; cultivo de hon-gos en Francia; Hooke descubre la existencia de clulas(1665).

Siglo XVIII Invento de la mquina a vapor (1752). Entre 1750 y 1850aumenta el cultivo de leguminosas en Europa y se difundela prctica de rotacin de cultivos que aumenta la producti-vidad y mejora el uso de la tierra.

Edad Contempornea1797 Jenner inmuniza a un nio con un virus que lo protege con-

tra la viruela.

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Biotecnologa

1809 Appert utiliza el calor para esterilizar y conservar comida,proceso que ser utilizado en las campaas napolenicas.

1835 a 1855 Schleiden, Schwann y Virchow enuncian la teora celular.1863 a 1886 Pasteur inventa la pasteurizacin, un proceso para conservar

alimentos sin alterar sus propiedades organolpticas (1863),derriba la teora de la generacin espontnea (1864), inves-tiga las enfermedades del gusano de seda (1865), identificaa la levadura como el agente responsable de la fermenta-cin alcohlica (1876), usa microorganismos atenuadospara obtener vacunas contra el ntrax y el clera (1881),realiza las primeras pruebas con una vacuna contra la rabia(1881). Paralelamente, Koch inicia el desarrollo de tcni-cas fundamentales para el estudio de los microorganismos(1876) y enuncia cuatro postulados sobre los agentes in-fecciosos como causa de las enfermedades. En 1865 Men-del presenta su trabajo Experimentos de hibridacin enplantas.

1887 Se inaugura en Pars el Instituto Pasteur.1892 Se descubre el virus del mosaico del tabaco; introduccin

del tractor en la agricultura.1897 Bchner demuestra que las enzimas extradas de la levadu-

ra pueden transformar el azcar en alcohol.1899 Primer transplante de un rgano: un rin de un perro a otro.1900 Redescubrimiento de las leyes de la herencia, ya enunciadas

por Mendel en 1865 y luego olvidadas.1905 Se realiza el primer transplante de crnea con xito, porque

la crnea no tiene antgenos.1906 Ehrlich descubre el primer agente quimioteraputico, lla-

mado Salvarsan, que sera utilizado contra la sfilis.1910 En Manchester, Inglaterra, comienza la introduccin de sis-

temas de purificacin de cloacas basados en la actividad mi-crobiana.

1912 a 1914 Rhm obtiene la patente de una preparacin enzimtica pa-ra el lavado de la ropa; Weizmann consigue producir aceto-na y butanol usando microorganismos.

1915 Morgan publica Mechanism of Mendelian Heredity (Meca-nismos de la herencia mendeliana).

1916 Se logra inmovilizar enzimas facilitando su empleo en pro-cesos industriales.

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Captulo I. Qu es la biotecnologa?

1918 Ms de veinte millones de personas mueren de gripe espa-ola, un nmero de vctimas superior al de la Primera Gue-rra Mundial. Se construyen biodigestores para laproduccin de metano (China e India).

1919 El ingeniero agrnomo hngaro Ereky utiliza por primeravez la palabra biotecnologa.

1927 Muller descubre que los rayos X causan mutaciones.1928 F. Griffith descubre la transformacin, es decir, la transferen-

cia de informacin gentica de una cepa bacteriana a otra.1933 Comercializacin de semillas de maz hbrido, un maz ms

productivo.1936 Obtencin de cido ctrico por fermentacin.1938 En Francia, produccin comercial de un bioinsecticida (Ba-

cillus thuringiensis).1940 a 1950 Avances en la mecanizacin del trabajo agrcola.1944 Produccin a gran escala de la penicilina (descubierta por

Fleming en 1928 y desarrollada por Florey y Chain).1951 Inseminacin artificial de ganado usando semen congelado.

McClintock descubre la presencia de genes saltarines en maz.1953 Watson y Crick proponen un modelo para la estructura del

ADN.1959 Reinart regenera plantas de zanahoria a partir de un cultivo

de clulas (callo).1960 Aumento de la produccin de cido lctico, cido ctrico,

acetona y butanol por fermentacin.1961 Descubrimiento del cdigo gentico. La empresa danesa

Novo produce una proteasa alcalina para uso en jabones pa-ra lavar ropa.

1962 Comienza en Mxico la siembra de nuevas variedades detrigo ms productivas, iniciando lo que se conocera des-pus como la Revolucin Verde.

1967 Se realiza el primer transplante de corazn en Sudfrica. Elpaciente sobrevive 18 das.

1968 Produccin industrial de aminocidos utilizando enzimasinmovilizadas.

1973 Luego de desarrollar tcnicas de corte y ligacin del ADN,Cohen y Boyer transfieren un gen de una especie a otra. Selanza en Brasil el programa de produccin de alcohol a par-tir de biomasa (Pro-lcool).

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Biotecnologa

1975 Kohler y Milstein desarrollan la tecnologa de hibridomas yobtienen anticuerpos monoclonales. Novo produce jarabede alta fructosa por va enzimtica para ser usado comoedulcorante alternativo a la sacarosa. La Conferencia de Asi-lomar le pide al Instituto Nacional de Salud (NIH, NationalInstitute of Health) que se establezcan normas que regla-menten los experimentos con ADN recombinante, lo quesucedera meses ms tarde.

1977 Genentech, la primera empresa biotecnolgica fundada unao antes por Boyer y Swanson, obtiene la protena soma-tostatina (hormona de crecimiento) mediante la tecnologade ADN recombinante.

1978 Nace el primer beb de probeta en Inglaterra.1980 La Corte Suprema de Justicia de Estados Unidos aprueba el

principio de patentes para las formas de vida de origen re-combinante. Las primeras patentes son de Chakrabarty pa-ra un microorganismo para biorremediacin de petrleo yde Cohen y Boyer por el proceso de 1973. Mullis inventa latcnica de Reaccin en Cadena de la Polimerasa (PCR) cuyapatente ser obtenida por Cetus en 1985 y vendida en 1991a Hoffman-La Roche por 300 millones de dlares.

1981 Se obtienen las primeras clulas vegetales (callos) modifica-das genticamente.

1982 Se inicia la comercializacin de la insulina humana de ori-gen recombinante de Genentech. Ely Lily obtiene ms tar-de una licencia y la vende con el nombre de Humulina.Se comercializa en Europa la primera vacuna de ADN re-combinante para el ganado.

1983 Se obtienen las primeras plantas por ingeniera gentica (ta-baco y petunia). Syntex recibe la aprobacin de la FDA(Food and Drug Administration) para un test para Chlamy-dia trachomatis basado en anticuerpos monoclonales. Se as-la el virus HIV en el Instituto Pasteur (Francia) y en elInstituto Nacional de Salud (Estados Unidos).

1984 Jeffrey introduce la tcnica Fingerprint (huella gentica),que un ao despus sera utilizada por los tribunales para laidentificacin de sospechosos. Chiron clona y secuencia elgenoma del virus HIV.

1986 La Agencia de Proteccin Ambiental (EPA) de Estados Uni-

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Captulo I. Qu es la biotecnologa?

dos aprueba la liberacin de plantas de tabaco transgnicas.Un grupo de expertos en seguridad de la Biotecnologa dela Organizacin para la Cooperacin y el Desarrollo Econ-mico (OCDE) declara que la predictibilidad de los cambiosgenticos obtenidos por ingeniera gentica es frecuente-mente mayor que la correspondiente a las tcnicas tradicio-nales, y que los riesgos asociados a los organismostransgnicos pueden evaluarse de la misma manera que losriesgos asociados a los otros organismos. Se aprueba la pri-mera vacuna biotecnolgica para uso humano, la Recombi-vax-HB, contra la hepatitis B.

1987 La Advanced Genetic Sciences libera a campo bacterias re-combinantes que inhiben la formacin de hielo en cultivosde frutilla, en California; la FDA aprueba el factor activadordel plasmingeno obtenido por ingeniera gentica, para eltratamiento de ataques cardacos.

1988 Se patenta un ratn transgnico desarrollado especialmentepor la Universidad de Harvard para el estudio del cncer. Enla misma dcada los europeos obtienen la patente de otro ra-tn transgnico sensible a sustancias carcinognicas. Genen-cor consigue la patente de un proceso que permite producirenzimas (proteasas) resistentes a blanqueadores (procesobleach) para la fabricacin de jabones para lavar la ropa.

1989 Se inicia el mapeo del genoma humano con la creacin delCentro Nacional de Investigacin del Genoma Humano.

1990 Primera experiencia de terapia gnica para una enfermedadrara (ADA) en una nia de cuatro aos. Pfizer comercializaChy-MaxTM, una enzima recombinante para la preparacinde quesos. GenPharm obtiene una vaca transgnica queproduce en la leche protenas humanas para alimentacininfantil. La Universidad de California de San Francisco y lade Stanford suman 100 patentes relacionadas con la meto-dologa del ADN recombinante.

1992 Cientficos norteamericanos y britnicos elaboran una tc-nica que permite detectar anormalidades como la fibrosiscstica y la hemofilia en embriones in vitro.

1993 Se aprueba el empleo de la hormona de crecimiento bovinarBGH/rBST de Monsanto, para aumentar la produccin deleche.

1994 Se lanza al mercado el tomate FlavSavr, que por la inacti-vacin de un gen puede madurar en la planta.

1995 Se descifra el primer genoma de una bacteria, Haemophilusinfluenzae.

1996 Se completa la secuenciacin del primer genoma de un or-ganismo eucarionte, la levadura Saccharomyces cerevisiae. Sedesarrolla el primer GeneChip (Stanford, Affymetrix).

1997 Nace Dolly, una oveja clonada, y ms tarde una segundaoveja, Polly, clonada y genticamente modificada.

1998 Hay ms de 1.500 empresas de biotecnologa en los EstadosUnidos y ms de 3.000 en el mundo. Se emplean clulas ma-dre embrionarias para regenerar tejidos. Se secuencia el pri-mer genoma animal, el del gusano Caenorhabditis elegans.

1999 Se completa la secuencia del primer cromosoma humano.2000 Collins, del Consorcio del Genoma Humano, y Venter, de

Celera, anuncian simultneamente la obtencin del borra-dor del genoma humano. Se completa la secuencia del ge-noma de la mosca Drosophila melanogaster, de una planta(Arabidopsis thaliana) y, en Brasil, de una bacteria que atacaa los ctricos (Xylella fastidiosa).

2001 Se completa el borrador de la secuencia del genoma humano,publicado simultneamente en las revistas Science y Nature.Se secuencian los genomas de plantas de inters agronmicopara los pases en desarrollo (arroz, banana). Se secuenciangenomas de bacterias de importancia agronmica.

2002 Se completa el borrador del proteoma funcional de levadu-ra; secuenciacin del genoma del agente y del vector quetransmite la malaria; se identifican ms de 200 genes invo-lucrados en la diferenciacin de las clulas madre; se descu-bre la participacin de molculas de ARN en la regulacin devarios procesos celulares.

2003 Se vende como mascota el GloFish, un pez transgnico quebrilla en la oscuridad, originalmente diseado para detectarcontaminantes. Clonan varios tipos de animales y de espe-cies amenazadas de extincin.

2004 Secuencian el genoma del pollo. Un grupo de investigadorescoreanos anuncia la obtencin de una lnea de clulas madreembrionarias pluripotentes, por transferencia nuclear. Entranal mercado nuevos medicamentos y ensayos de diagnstico.

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