En los últimos años se han estado desarrollando muchas innovaciones mezclando la tecnología y la biología, dando lugar a la tan llamad biotecnología, pero pocas personas saben qué quiere decir este término y en qué consiste la biotecnología como tal. Para educarnos un poco en respecto al tema, redactamos el siguiente artículo para que nos adentremos en esta curiosa ciencia.
Contenido
¿Qué es la Biotecnología Vegetal?
La Biotecnología es el acumulado de sistemáticas que esgrimen entes vivos o porciones de ellos para conseguir bienes o alterarlos, para perfeccionar plantas o animales, o para desarrollar microorganismos con fines bien explícitos, es decir, para la obtención de productos y servicios. La biotecnología vegetal es la definida únicamente para las plantas.
Según el Convenio sobre la Diversidad Biológica (CDB) de 1992: es toda concentración tecnológica que esgrima técnicas biológicas y entes vivos y sus procedentes para la creación o alteración de productos o procesos, para usos determinados.
La biotecnología envuelve sapiencias de varias áreas de la ciencia como agronomía, bioquímica, biología celular y molecular, inmunología, virología, industria de alimentos, fisiología vegetal, salud, etc.
Ventajas y desventajas de la biotecnología vegetal
Ventajas
- Rendimiento superior: Mediante los OGM (Organismos Modificados Genéticamente) la utilidad de los laboreos crece, proporcionando más alimento por menos caudales, reduciendo las cosechas degeneradas por dolencias o calamidades así como por elementos climáticos.
- Reducción de pesticidas: Cada vez que un OGM es reformado para oponer resistencia a una expresa calamidad se está ayudando a disminuir la usanza de los plaguicidas coligados a la misma que suelen ser promotores de grandes perjuicios ambientales y para la salud.
- Mejora en la nutrición: Se puede alcanzar a implantar componentes y albúminas agregadas en alimentos modificados geneticamente, así como disminuir los alérgenos y toxinas naturales. Asimismo se puede ambicionar sembrar en situaciones exageras lo que ayudaría a los países que tienen menos disposición de alimentos.
- Mejora en el progreso de nuevos materiales.
- Se rinden mucho mejor los recursos naturales tales como el agua, la luz solar, los nutrimentos del suelo entre otros.
- Se produce disminución en la lista de problemas de embestida de insectos y/o calamidades por la acción repulsiva de algunas plantas.
- El suelo estará resguardado de la degradación, ya que perpetuamente va a estar protegido con algún cultivo.
- Existirá una buena disminución en lo referente a los problemas de mala hierba y malezas.
- No habrá peligro de no tener nada que recolectar, debido a que de una u otra forma siempre va a haber cosecha de algún producto.
Desventajas
- Entre los riesgos para el medio ambiente cabe marcar el peligro de polinización entrecruzada, por medio de la cual el polvillo de las siembras genéticamente modificadas (GM) se propaga a siembras no GM en huertas contiguas, por lo que pueden desperdigarse ciertas tipologías como aguante a los herbicidas de plantas GM a aquellas que no son GM. Esto que conseguiría dar lugar, por ejemplo, al progreso de escabrosidades más agresoras o de generaciones rústicas con mayor aguante a las dolencias o a los estreses abióticos, perturbando la proporción del ecosistema.
- Otros peligros ecológicos brotan del gran uso de siembras reformadas genéticamente con genes que originan toxinas venenosas, como el gen del Bacillus thuringiensis. Esto logra hacer que se desenvuelva una firmeza al gen en poblaciones de parásitos desplegadas a cultivos GM. Asimismo puede haber peligro para variedades que no son el objetivo, como aves y mariposas, por plantas con genes insecticidas.
- Del mismo modo se puede perder biodiversidad, por ejemplo, como resultado del apartamiento de siembras tradicionales por un pequeño número de siembras reformadas genéticamente.
- Existen peligros de trasladar venenos de una forma de vida a otra, de establecer nuevas toxinas o de trasladar combinados alergénicos de una especie a otra, lo que podría dar lugar a reacciones alérgicas inesperadas.
- Está el peligro de que microbios y toxinas reformados escapen de los laboratorios de alta seguridad y contagien a la población humana o animal.
- Se requiere mayor trabajo de manejo y de preparativo por cada cultivo instalado.
- Se produce contagio de insectos y/o plagas y enfermedades que atacan a diferentes especies de plantas.
- Habrá problemas de competencia por los recursos naturales, si es que hay mucha proximidad entre uno y otro cultivo.
Aplicaciones de la biotecnología
Control de enfermedades
Podemos obtener un control de las enfermedades gracias a numerosas técnicas:
- Cultivo in vitro: por el que se consigue resguardar a variedades vecinas a través de cruces habituales y por retrocruzamiento conseguimos permanecer sólo con el gen ambicionado.
- Fundando invulnerabilidad a hongos mediante la sobreexpresión de los genes que son venenosos para el patógeno, genes que contrarresten sus componentes, optimicen las defensas organizadas, participen en las vías de señalización de las defensas, es decir, que dispongan con anterioridad a la planta para la venida del patógeno, genes que sean de firmeza.
- Consiguiendo invulnerabilidad a las bacterias: se implantan los genes que provoquen enzimas que asesinen a la bacteria. También lo alcanzamos obtener haciendo a la planta inclemente a la toxina bacteriana. Acrecentando sus salvaguardias naturales por sobreexpresión de genes o incitando una muerte celular artificial en el sitio de la contaminación.
- Otra de las soluciones potenciales es originar plantas libres de virus, sembrando meristemos, ya que éste no suele estar infecto con el virus, porque su sistema vascular no está muy avanzado y el virus no puede transitar por su floema o xilema y porque tienen una alta tasa metabólica que paraliza la contaminación.
- Asimismo logramos emplear metodologías de termoterapia, quimioterapa o electroterapia que eliminan o por lo menos reducen la congregación del virus, pero no suprimen totalmente la infección.
- Otra de las formas de evitar el daño a la planta es el control de las plagas:
- Mediante insecticidas tradicionales, genes de resistencia a las bacterias (por ejemplo, célula de Bacillus thuringiensís esporulante), genes de resistencia a animales (inhibidores de proteasas, colesterol oxidasa, quitinasas…), de resistencia a plantas (inhibiendo sus enzimas digestivas o mediante lectinas), expresando ciertos genes de virus de insectos en plantas para que las proteja de ese insecto, mediante liberación de hormonas que repelan al insecto o atraigan a los depredadores de éstos (aunque tiene algunos problemas medioambientales).
- Controlando las malas hierbas gracias a herbicidas.
Tolerancia al estrés abiótico
Las plantas son sometidas continuamente a estrés debido a circunstancias perjudiciales en el ambiente físico o químico con las que pretenden perdurar mediante distintas contestaciones. No obstante, nosotros conseguimos beneficiar ese aguante gracias a la biotecnología:
- Haciendo que originen más solutos concurrentes provechosos para la planta.
- Mediante la sobreexpresión de albúminas LEA (Late Embryogenesis Abundant) que forman más firmeza.
- Vigilando la bomba de NA+/H+ pretendiendo disminuir el aumento del Na+ que es el que incita el estrés.
Fitorremediación
Gracias a la cabida de las plantas de permeabilidad de médulas tanto fundamentales como no fundamentales, logramos llevar a cabo la fitorremediación, que reside en la usanza de plantas para afrentar, equiparar, metabolizar o desintoxicar metales pesados, compuestos orgánicos y radiactivos de ambientes contaminados por Cr, Cu, Fe, Ni, Zn, Pb, combustibles, armas químicas, pesticidas y herbicidas, solventes orgánicos, etc.
Existen distintos tipos pendiendo de qué arquetipo de contagio alterne y el proceso por el que la excluya: fitoestabilización, fitoestimulación, fitovolatilización, fitodegradación.
Las mejorías de esta práctica son su bajo coste y su premura contrastada con la ejecutada por bacteria, se puede establecer en grandes amplificaciones y crea pocos restos.
No obstante el proceso se circunscribe a la hondura de la agudeza de las raíces de las plantas y que a veces, si el área está muy corrompida el proceso no puede originarse. Asimismo hay que tener en cuenta que los contaminantes no convienen pasar al siguiente nivel de la cadena nutritiva.
Producción de compuestos de interés industrial
Si se pretende originar combinados que son exigidos por la sociedad actual, podemos alterar:
- El metabolismo, mediante maniobra genética para originar más o menos cuantía de producto ansiado, acrecentando o reduciendo el derrame de la ruta biosintética, del catabolismo o de la cifra de células productoras.
- Las rutas metabólicas, mediante ingeniería genética: sobreexpresando los genes de enzimas de biosíntesis de ese combinado, correspondiendo un gen de otra variedad, creando una reacción unidireccional para impedir que los combinados se descarríen por otra rama, o por el contrario una reacción para que los productos de las ramificaciones vuelvan a la vía deseada, o sobreexpresando factores de copia que aumenten la expresión.
Por ejemplo, de los hidratos de carbono obtenemos celulosa, almidón, azúcares que esgrimimos para papel, textiles, cartón, fármacos, pinturas, plásticos, cosméticos, biocombustibles.
Producción de metabolitos secundarios
Los metabolitos sustitutos son metabolitos que sistematizan las relaciones de la planta con el medio que le rodea. Estos metabolitos poseen interés comercial ya que establecen la calidad de alimentos (color, sabor y aroma) y la calidad de las plantas decorativas (color y aroma). Son esgrimidos en la producción comercial de tinturas, perfumes y venenos y se utilizan en medicina con actividad antioxidante y antitumoral. Por ejemplo el tomate con más perfume (debido al s-linalol), la menta con más fragancia y sabor (eliminación de la expresión del enzima mentofurano sintetasa), acrecentamiento de provitamina A en arroz que remediaría la ceguera, xeroftalmia y muerte de millones de personas.
Plantas como biorreactores
Escrutamos alterar plantas para utilizarlas como factorías de aditivos alimentarios, biopolímeros (algodón, lino, bioplásticos y biopolímeros proteínicos), fabricación de péptidos recombinantes con provecho biofarmacéutico para la síntesis de vacunas y anticuerpos, elaboración de enzimas ajustables a la industria textil, papelera, piensos, etc.
Los sistemas que se esgrimen para la elaboración de albúminas recombinantes a gran escala son los cultivos de bacterias, levaduras y células animales.
Esta acción tiene una serie de superioridades: consienten una alta fabricación de biomasa, está la contingencia de factible subsistencia, exportación y repartición ya que las proteínas recombinantes se acumulan en piñones y bulbos, lo que presume un precio más bajo. Tampoco envuelven regadíos de contaminación con patógenos animales o toxinas infecciosas. Si se quiere acrecentar la graduación de fabricación es fácil y económico.
A pesar de todo esto asimismo hallamos dificultades para su diligencia ya que coexiste la eventualidad de contaminación genética por parte de otras plantas con las que los laboreos modificados genéticamente conviven, o que surjan pesticidas como consecuencia del metabolismo secundario.
Mejoramiento vegetal
Radica en la implantación sensata de variedad genética en las poblaciones, regularmente atajando antecesores con tipologías considerables. Para ello poseemos unas exigencias minúsculas que desempeñar, como la presencia de mutabilidad o la eventualidad de fundarla, cabida de manifestar dicha mutabilidad y sapiencias para manejarla.
Objetivos
La mejora vegetal apremia acrecentar el interés de la planta, optimizar su aptitud alimenticia y científica, que se forme invulnerable a calamidades y dolencias y a situaciones dificultosas o no convenientes para el suelo y clima.
Técnicas
Las técnicas que esgrime logramos catalogarla en básicas o en métodos. Las básicas son:
- Selección: cualquier fuerza capaz de modificar el número de descendientes y su contribución génica a la generación siguiente. Si la selección es por parte de la naturaleza, lo llamamos la selección natural, mientras que si los seres humanos intervienen de alguna forma, selección artificial.
- Cruzamiento artificial: consiste en el apareamiento forzado de dos organismos que de forma natural no lo harían. Solo es posible entre individuos de la misma especie o muy cercana.
- Mutación
- Mutación cromosómica
Las plantas reformadas son un triunfo en cuanto a su beneficio y rendimiento, ya que por ejemplo se han alcanzado a conseguir tomates transgénicos 50 veces más pesados que los rústicos; presentan mayor mutabilidad. Existen 500 variedades de arroz, 3000 de café; se han modificado la técnica de derramamiento en cereales y habichuelas de grano; asimismo cambios en el método de polinización, por ejemplo en tomates, que han pasado de ser alógamos a autógamos, es decir, de reproducirse sexualmente entre individuos genéticamente diferentes a reproducirse sexualmente pero entre individuos de distinto sexo pero desarrollados en un mismo ente. Con estos adelantos las plantas se han hecho más invulnerables a calamidades, dolencias, ambientes hostiles y se han adecuado a la industrialización.
Este tipo de progreso de la biotecnología nos ha contribuido muchos favores pero no obstante, escaseamos de unas prosperidades primordiales que concebirían que hubiese mucho más fructífero y alimenticio, más invulnerables todavía al estrés biótico y abiótico, que lográsemos cultivar mejor su cabida funcional y aumentásemos las partes de la propia planta que esgrimimos. Para ello solicitamos de otras técnicas más actuales, la biotecnología moderna.
Avances de la biotecnología vegetal
- Proyectos genoma de arroz (como modelo de monocotiledóneas) y de Arabidospis thaliana (modelo de dicotiledóneas). Se están obteniendo datos moleculares y genéticos sobre procesos básicos de las plantas. Por ejemplo, biología del desarrollo y diferenciación de órganos. Identificación de genes responsables de rasgos complejos, muchos de ellos de importancia agronómica.
- Clonación (aislamiento) de genes, que luego servirán para hacer I.G., introduciéndolos en otras plantas.
- La mejora tradicional se ha basado (y lo seguirá haciendo) en la obtención, evaluación y selección de alelos valiosos. Lo que aporta la BT es, p. ej., marcadores moleculares que permiten rastrear la segregación de estos alelos de una forma más rápida, racional y efectiva, por lo que los programas de mejora tradicional se ven potenciados.
- Juegos de marcadores moleculares, repartidos por el genoma, y para los que se suele recurrir a la técnica de la reacción en cadena de la polimerasa (PCR):
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- RFLP
- RAPD (ADN polimórficos amplificados aleatoriamente)
- AFLP (polimorfismo de longitud de fragmentos amplificados)
La biotecnologia vegetal es la misma modificación de plantas que viene realizándose desde tiempos remotos. La diferencia radica en que ahora se controla y monitorea el tipo de información genética que se va a transferir. Las técnicas actuales son mas precisas, sin embargo también conllevan un mayor riesgo. Es responsabilidad de los científicos dar un uso consciente a este nuevo conocimiento.