Por Qué Biotecnología

Introducción a la biotecnología tradicional y moderna, incluyendo algunos ejemplos. Definiciones, usos y aplicaciones. Ingeniería genética, organismos transgénicos

Definición y ejemplos de organismos genéticamente modificados: cultivos, animales y microorganismos.

 Estructura y función del ADN. Transcripción y traducción a proteínas y su uso en la biotecnología.

 El uso de técnicas de ingeniería genética para la obtención de un organismo genéticamente modificado.

Descripción y diferencias en el mejoramiento genético de plantas mediante cruzamiento tradicional y biotecnología. Conceptos incluidos: Hibridación, mutagénesis, variación somaclonal, polinización, fertilización in vitro, ingeniería genética.

Se describe el trayecto que sigue un producto biotecnológico desde la idea hasta que llega al consumidor. Conceptos de propiedad intelectual y patente. Se relata el ejemplo de la producción de la insulina recombinante.

Introduce al tema de biotecnología y sus usos en la vida cotidiana, de una manera amena para niños.

El avance en el conocimiento de la genética en el siglo XX como la base para el desarrollo de la biotecnología moderna. Conceptos incluidos: Genética mendeliana, ADN, cromosoma, código genético, citogenética, genética molecular, ingeniería genética.

La utilización de enzimas en la industria farmacéutica, alimenticia, textil y papelera, entre otras. Ejemplos de cada caso.

Desarrolla el tema de los ácidos nucleicos ADN y ARN: cómo están formados, su función y relación con la biotecnología.

La clave de la transgénesis, la obtención de un organismo genéticamente modificado, está en extraer genes de interés de un organismo e introducirlos en otro, de modo de obtener un producto con características mejoradas.

Se tratan algunos conceptos básicos de la estadística y su importancia en las investigaciones científicas. Conceptos: variables, frecuencia, probabilidad, probabilidad y genética.

Se desarrolla el tema de la biodiversidad y del proceso de transformación de las especies, ya sea en forma natural como artificial.

Se relatan los primeros experimentos de Gregor Mendel y las conclusiones obtenidas de los mismos.

Se explican los estudios realizados por Mendel, teniendo en cuenta cruzamientos de plantas con dos caracteres diferentes.

¿Cuáles son y qué características tienen las especies modelo, ampliamente utilizadas en investigación? Conceptos incluidos: reinos, Escherichia coli, Arabidopsis thaliana, ratón, Saccharomyces cerevisiae, entre otros.

¿Quiénes son y cómo viven los organismos adaptados a condiciones ambientales extremas? Conceptos relacionados: bacterias, enzimas, genómica, biorremediación.

Se relata la historia del descubrimiento de la estructura y la función del ADN.

Se enumeran y desarrollan los pasos a seguir para la obtención de un organismo genéticamente modificado. Conceptos incluidos: PCR, clonación, secuenciación, ADN, ARN, vector, ARN mensajero, transgén, Northern blot, Western blot y ELISA.

Para estudiar la estructura y el funcionamiento celular se utilizan numerosas herramientas, desde el microscopio óptico, hasta técnicas que permiten discernir la estructura de las macromoléculas, sus movimientos y funciones. Conceptos relacionados: seres vivos, microorganismos, niveles de organización de la materia, célula, tipos y clasificación de células, transformaciones químicas, metabolismo, manejo y usos del microscopio, modelos científicos.

Se describe las propiedades y funciones de las células madre o stem cells y las terapias basadas en la utilización de las mismas.

Aislamiento y crecimiento de células en diferentes medios de cultivo.

¿Cuáles fueron los hechos históricos considerados hitos en el desarrollo de la biotecnología? Desde la fabricación de cerveza en el reinado de Nabucodonosor hasta los desarrollos modernos.

Cuaderno introductorio al tema de fotosíntesis. Definición de metabolismo, catabolismo, anabolismo, energía, enzimas, fotosíntesis.

Aspectos avanzados en la comprensión del proceso de la fotosíntesis, las moléculas y complejos que intervienen y las reacciones que se suceden.

Aspectos de nivel más elevado en relación al concepto de fotosíntesis: conceptos más complejos y específicos referidos a la estructura vegetal y la ingeniería genética. Uso de la biotecnología moderna (ingeniería genética) para la optimización del proceso de fotosíntesis.

Qué son los marcadores moleculares, cuál es su función y cuáles son sus aplicaciones y usos. Conceptos incluidos en el cuaderno: tipos de marcadores moleculares, marcadores genéticos (isoenzimas, marcadores morfológicos, proteínas de reserva, ADN y marcadores moleculares).

“Genaro”: Cuento para niños y adolescentes que explica cuáles son los procesos a seguir para el desarrollo de una planta transgénica. El ejemplo menciona el desarrollo de un maíz resistente al frío.

Qué son las disciplinas como la genómica, la metagenómica, la proteómica, la transcriptómica y la metabolómica. La genómica funcional, disciplinas que estudian a los productos de la expresión de los genes.

Regulación de la expresión génica. Silenciamiento Génico transcripcional y post-transcripcional. Aplicaciones en biotecnología vegetal y medicina.

Qué es y cómo se trabaja en Metagenómica. Aplicaciones y proyectos en marcha.

Viejas y nuevas tecnologías utilizadas para la secuenciación de genomas completos.

Pigmentos vegetales y su función. Aplicaciones biotecnológicas.

 Descripción del proceso de síntesis de proteínas.

Estructura química y diferentes tipos de ARN. Aplicaciones en biotecnología.

 La importancia de las hormonas de las plantas.

Qué son los elementos transponibles, también llamados “genes saltarines” o “transposones”. Su importancia en la biología molecular.

Las aplicaciones biotecnológicas a la agricultura: Cultivos transgénicos, control de plagas, producción de alimentos saludables y utilización en la industria. Por qué producir cultivos transgénicos: beneficios para el consumidor y el medioambiente.

La biotecnología moderna basada en la ingeniería genética ha dado origen a los cultivos transgénicos y aún, a pesar de la evidencia científica disponible, es motivo de debates públicos y de algunas campañas que la cuestionan. Es que la biotecnología moderna con el uso de la tecnología del “ADN recombinante” es aún desconocida para algunos, y esto despierta incertidumbre y preguntas, si no se cuenta con información confiable y precisa.

Modificación de plantas mediante técnicas de ingeniería genética: proceso mediado por Agrobacterium tumefaciens.

Un desarrollo biotecnológico con gran relevancia social: el arroz dorado. Su desarrollo tiene como objetivo resolver un problema de salud que afecta especialmente a países del tercer mundo: la deficiencia en vitamina A.

Desarrollo de una planta transgénica y sus aplicaciones. Presente y futuro de la biotecnología vegetal.

Desde el comienzo del mejoramiento genético de plantas hasta las plantas transgénicas.

Modificación de plantas mediante técnicas de ingeniería genética: transferencia directa de ADN mediante biobalística.

Enumera los distintos usos que se le da a este cultivo y sus características. También se mencionan las características mejoradas mediante ingeniería genética.

Se desarrolla el tema del cultivo in vitro, el cual constituye un paso fundamental en la obtención y regeneración de plantas transgénicas. Términos relacionados: micropropagación, tejido vegetal, totipotencialidad.

La campaña agrícola 2023/2024: los cultivos transgénicos cumplieron 28 años.

Se detallan las múltiples aplicaciones que tienen los cultivos transgénicos argentinos - soja, maíz y algodón - en una variedad de industrias.

La reproducción asexual de las plantas y su utilización como herramienta de la biotecnología.

El comienzo de la Revolución Verde: características y limitaciones. Aportes de nuevas tecnologías, incluida la biotecnología.

Impacto de la agricultura al medioambiente. Consideraciones a tener en cuenta para la aprobación y liberación de un organismo transgénico al medioambiente. Bioseguridad.

Las BPA -Buenas Prácticas Agropecuarias- son lineamientos para producir productos agropecuarios de calidad y seguros para todos, cuidando el medio ambiente, la salud y el bienestar de los trabajadores y las comunidades agrícolas. En este cuaderno te contamos cuáles son algunas de estas recomendaciones.

Aplicaciones de la ingeniería genética para mejorar las plantas cultivadas sobre la biología del desarrollo. Las plantas: fotosíntesis y respiración. Ciclo vital, semilla, flor y fruto. Reproducción sexual y asexual, fecundación, polen.

Cómo se pueden aprovechar los últimos avances de la biotecnología para ofrecer más variedades de flores, con mejores características ornamentales. Ejemplos: Clavel azul, retardo de la marchitez, nuevos colores de pétalos, etc.

Cómo puede ayudar la biotecnología al mejoramiento de especies forestales, acelerando su crecimiento, haciéndolas más productivas y contribuyendo con el medioambiente.

Te presentamos una de las más recientes herramientas que tienen los investigadores y fitomejoradores para lograr alimentos de calidad para los consumidores, productividad para los agricultores y sustentabilidad para el planeta: la edición génica.

Cuáles son los centros de orígen de los cultivos, que permiten estimar las condiciones ambientales requeridas para el desarrollo óptimo de una especie dada en un lugar determinado.

La capacidad de producción de nuestro país para satisfacer la demanda interna y exportar competitivamente: la importancia de la biotecnología agropecuaria en este aspecto.

Un nuevo paradigma agrícola que permite aumentar la producción de alimentos, minimizando los riesgos conocidos en el plano ambiental.

Al igual que otros seres vivos, las plantas poseen mecanismos para defenderse de agentes patógenos que pueden causarles enfermedad. Patógenos: virus, hongos, bacterias, nemátodos, insectos. Ingeniería genética.

Características del cultivo. Países productores de maíz. Alcance del mejoramiento de maíz en Argentina.

Características y usos de este cultivo. Mejoramiento. Situación en Argentina.

Función y estructura de una semilla. Sustancias de reserva. Monocotiledóneas y dicotiledóneas. Cómo hacer una germinación.

Qué son y cómo actúan los virus vegetales. Interacción entre la planta y los virus. Aplicaciones biotecnológicas.

Por qué las plantas se estresan y qué mecanismos se desencadenan.

Metodología utilizada para la obtención de animales transgénicos. Desarrollos en Argentina y el resto del mundo. Conceptos incluidos: oveja Dolly, terneros transgénicos, insulina y hormona de crecimiento producida en animales, tambo farmacéutico.

Ejemplos de animales transgénicos y cuáles son los compuestos de interés que producen. Conceptos incluidos: tambo farmacéutico, clonación, transgénesis, proteína recombinante, insulina, hormona de crecimiento humano, ovejas y vacas transgénicas.

En 2015 se aprobó en Estados Unidos el primer animal transgénico para consumo humano: el salmón. Luego, se aprobó en Canadá. Desde estos países del norte, la noticia llegó a nosotros y hoy nos preguntamos, ¿es seguro comer salmón GM?, ¿por qué y para qué se desarrolló?, ¿ya está disponible en las pescaderías?, ¿se exportará a otros países?

El empleo de nuevas técnicas para la producción, cría y mejoramiento de especies acuícolas. Peces transgénicos.

Mejoramiento vegetal para la alimentación animal. Cultivos transgénicos utilizados en la alimentación animal. Mejoramiento del maíz, leguminosas y suplementos dietarios. Desarrollo de animales transgénicos.

El mejoramiento de plantas forrajeras utilizadas en alimentación animal, mediante biotecnología: gramíneas y leguminosas. Alimentación de rumiantes.

El uso de microorganismos para la fabricación de alimentos tradicionales. El proceso de fermentación. Alimentos probióticos y prebióticos. Algunos conceptos incluidos: fermentación, levaduras, bacterias.

Los alimentos mejorados mediante biotecnología y sus beneficios para la salud. Seguridad de los alimentos modificados genéticamente.

Se aborda el problema de la seguridad alimentaria, y cómo la biotecnología ofrece enormes posibilidades para mejorar los sistemas de seguridad alimentaria.

Rotulado nutricional de un alimento, ejemplos. Regulación, control y etiquetado de alimentos transgénicos en Argentina. Conceptos incluidos: etiquetado, rotulado nutricional, CAA (Código Alimentario Argentino), equivalencia sustancial.

El hombre y su alimentación: desde el mejoramiento de las primeras especies hasta la biotecnología moderna como herramienta para la obtención de alimentos más saludables.

Ejemplo de un producto obtenido por biotecnología tradicional. Se explica el proceso de fabricación del vino, la fermentación y la acción de microorganismos intervinientes.

La biotecnología es el empleo de organismos vivos para la obtención de un bien o servicio útil para el hombre. La biotecnología llamada “tradicional” se utiliza hace muchísimo tiempo y se basa en el uso de microorganismos para fabricar, por ejemplo, vino, pan, yogurt y queso. Hoy en día, cuando hablamos de biotecnología, nos referimos también a la “biotecnología moderna”, aquella que utiliza técnicas de ingeniería genética para producir medicamentos como la insulina, enzimas que se usan en la industria alimenticia, y para mejorar cultivos y animales.

¿Cuál es la importancia de mejorar alimentos y qué puede ofrecer la biotecnología en este campo? Algunos ejemplos de desarrollos de alimentos mejorados genéticamente: arroz, soja, maíz, otros.

Pasos en la fabricación de un alimento y cómo la biotecnología puede aportar soluciones en cada uno de ellos.

Uso de microorganismos a escala industrial para la fabricación de alimentos. Ejemplos: yogur, queso, cerveza.

Descripción de algunos alimentos en donde se emplean enzimas. Importancia de las enzimas en la industria alimenticia. Pan, gaseosas, leche, cerveza, vino.

La modificación por ingeniería genética permite cambiar la composición de ácidos grasos y mejorar la calidad de los aceites vegetales. Conceptos incluidos: lípidos, ácidos grasos, omega 3, colesterol.

Se introduce el concepto de aditivo alimentario y los aportes de la biotecnología moderna a este campo.

Descripción de alimentos que, además del valor nutritivo, aportan beneficios a las funciones fisiológicas del organismo. Conceptos relacionados: nutrientes, alimento funcional, alimento enriquecido, ingeniería genética aplicada al mejoramiento de alimentos.

Una entrevista a un especialista en el área de alimentos, donde nos cuenta en qué consiste la carrera y el trabajo enIngeniería de Alimentos.

Biotecnología aplicada a la fabricación de vinos.

Repaso de las Técnicas moleculares en la trazabilidad de alimentos derivados de OGMs. A nivel de ADN: Southern Blot; PCR; Real Time PCR y a nivel de proteínas: Western Blot, ELISA, LFS.

Qué es una alergia. Alergia y alimentos.

El conocimiento de la estructura y el funcionamiento del ADN y la biotecnología, como herramientas para el desarrollo de nuevas técnicas para diagnosticar, prevenir, tratar y curar enfermedades. Conceptos incluidos: Vacunas recombinantes, métodos de diagnóstico, antibióticos, proteínas recombinantes.

La contribución de la biotecnología al desarrollo de un nuevo fármaco: pasos hasta su aprobación. Vacunas y proteínas recombinantes. Factores de coagulación. Técnicas de diagnóstico. Plantas y animales que producen medicamentos. Farmacogenómica.

Se desarrolla el tema de las vacunas, desde la primera contra la viruela, pasando por las vacunas recombinantes, hasta las futuras vacunas comestibles.

Historia y desarrollos actuales de antibióticos. Conceptos incluidos: Penicilina, los nuevos antibióticos.

¿Cuáles son los objetivos y cómo se obtiene información acerca de los genes que componen un genoma? El caso delgenoma humano.

Conceptos incluidos: salud y enfermedad, enfermedades infecciosas y su prevención, sistema inmunológico, ADN, biotecnología moderna y técnicas de laboratorio para diagnóstico.

La creación de una nueva generación de vacunas producidas por ingeniería genética que reducen o eliminan los inconvenientes que presentan las vacunas clásicas.

Algunas plantas pueden modificarse genéticamente para que produzcan vacunas, que pueden ser ingeridas directamente. Cómo se hacen. Desarrollos actuales en el laboratorio.

Bioseguridad: ¿Cómo se evalúa un alimento transgénico antes de ser aprobado para consumo? Organismos de Regulación en Argentina: CONABIA, SENASA, DNMA.

La controversia ligada a nuevos desarrollos tecnológicos como la obtención de organismos genéticamente modificados. Los medios de prensa, el imaginario social. Tendencias.

En este cuaderno se plantean los siguientes interrogantes: ¿Qué es una noticia y cómo se analiza? y ¿Por qué la biotecnología se convirtió en noticia en diversos medios de comunicación?

El conocimiento y la resolución de problemas utilizando el método científico.

Debido a que las tecnologías utilizadas para la obtención de OGMs presentan características propias y novedosas, las organizaciones internacionales determinaron una regulación obligatoria y particular para evaluar la seguridad de estos productos.

"La lectura produce personas completas; la conversación, personas dispuestas; y la escritura, personas precisas" (Francis Bacon).

La comprensión pública de la ciencia se considera actualmente como un valor en la sociedad.

El empleo de diversas enzimas en la industria textil, ya sea para la fabricación de telas como para el tratamiento de efluentes.

En el suelo existen microorganismos beneficiosos para la agricultura, y se utilizan para proteger los cultivos del ataque de plagas o enfermedades, como fertilizantes (biofertilizantes), para la limpieza de ambientes contaminados (biorremediación), en la alimentación y otras industrias.

Un ejemplo de cómo la biotecnología puede resolver los problemas de contaminación mediante el uso de seres vivos (microorganismos y plantas) capaces de degradar compuestos tóxicos.

La utilización de microorganismos con capacidad de degradar compuestos tóxicos, para la limpieza de zonas contaminadas. Biorremediación.

La biotecnología puede dar una solución a los problemas ambientales que originan los plásticos tradicionales: el desarrollo de plásticos biodegradables a partir de materias primas renovables. Conceptos incluidos: polímero, bacterias, biofábricas (plásticos a partir de plantas).

Cómo se desarrolla una proteína recombinante y la obtención de fármacos para la salud humana. Conceptos incluidos: insulina, hormona, vacas transgénicas, factores de coagulación, anticuerpos monoclonales, otros.

La biotecnología impulsa el desarrollo de energías alternativas basadas en recursos naturales renovables y menos contaminantes, como la bioenergía proveniente de los biocombustibles.

Algunas aplicaciones del análisis del ADN, desde el análisis de parentesco entre individuos hasta su utilización para acelerar programas de mejoramiento genético de especies vegetales y animales. Temas vinculados: la unidad y la diversidad de los seres vivos, la estructura del ADN, la genética, la diversidad fenotípica y la variabilidad genética, las mutaciones, y la ingeniería genética.

Se presenta una descripción de las propiedades de jabones y detergentes y cómo actúan las enzimas de éstos, en la limpieza de manchas.

Trabajo práctico de laboratorio para nivel secundario que tiene como objetivo la aplicación práctica de los principios de fitorremediación en el laboratorio escolar, para extraer contaminantes no biodegradables del medio ambiente.

Un área de la biotecnología, llamada biominería, permite reducir el impacto ambiental negativo en las operaciones mineras.

El empleo de microorganismos del suelo para el manejo integrado de la agricultura, sobre todo en la protección de cultivos (biocontrol) y como fertilizantes “amigos” del medioambiente (biofertilizantes).

La biotecnología ofrece herramientas que permiten detectar compuestos tóxicos.

Para el manejo de los Recursos Genéticos, la Biotecnología ofrece nuevas técnicas que complementan a las metodologías tradicionales de mejoramiento. Conceptos relacionados: Banco genético, germoplasma, bancos in vitro, bancos de genes.

Trabajo práctico de laboratorio para la escuela secundaria. Se presentan una serie de experimentos diseñados y realizados por alumnos de la escuela media para sintetizar biodiesel a partir de aceite de cocina usado.

Estructura de la madera y proceso de producción del papel. Empleo de enzimas para la optimización del proceso. Conceptos relacionados: Celulosa, lignina, hemicelulosa, enzimas.

Una disciplina emergente basada en el uso de recursos naturales marinos para encontrar soluciones a problemas de hoy. Biotecnología marina y su relación con el medio ambiente, los peces transgénicos, la bioprospección marina, el biofouling, bioproductos.

Las fibras de celulosa, estructura y función. Enzimas que degradan celulosa y su utilización en las diferentes industrias.

Trabajo práctico de laboratorio para alumnos de nivel secundario. Producción de biocombustibles a través de la utilización de cáscaras. Biomasa, biogás, carbono, bioingeniería, combustión, biodigestor.