Agrobiotecnologia - AYSE Instituto Santa Cruz
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Agro-Biotecnología (Una esperanza para el tercer mundo)……………… INTRODUCCION La biotecnología fue empleada por el hombre desde principios de los milenios, en sus comienzos fueron utilizados métodos simples, luego con el pasar del tiempo el hombre amplio sus conocimientos haciendo así posible el uso de nuevos métodos, como técnicas de investigación en biología celular y molecular, las cuales derivan de la ingeniería genética. Casi todos los ingredientes utilizados en la producción de alimentos tienen su origen en un organismo vivo, sea animal, planta o microorganismo. Estos alimentos aportan innumerables ventajas, ya que, son capaces de aumentar la producción de las cosechas, crear plantas que estén protegidas naturalmente de las plagas e insectos que puedan devastar el cultivo, alimentos más nutritivos y de mejor sabor, entre otros. Estas mejoras contribuyen con el medio ambiente, el consumidor y las industrias que los proveen. Una de las razones por la cual aparecieron estos alimentos fue por el hecho de que la industria moderna requería de la innovación para incrementar sus ventas y permanecer competitiva, también para acabar con el hambre de muchos países que no pueden abastecerse. 1 Agro-Biotecnología (Una esperanza para el tercer mundo)……………… El primer alimento, modificado por la ingeniería genética fue el tomate Flavr Svr para frenar el proceso de ablandamiento y senescencia tras la maduración, posteriormente vino la soja transgénica, en la cual se modificó su constitución para hacerla más resistente a herbicidas y el maíz, al que se le modifico para resistir determinados insectos y generar mayores rindes por cultivos y cosechas. Para beneficios del consumidor estos alimentos vienen con un etiquetado que demuestra que han sido modificados genéticamente y a su vez los nutrientes que contiene. De esta manera pueden estar al tanto de lo que están ingiriendo. Es importante señalar que debido a las distintas técnicas aplicadas en estos alimentos surgen distintas interrogantes entorno a ellos, en especial sobre el efecto que puedan producir en las personas que lo consumen y en el ecosistema. No podemos olvidar que con ayuda de la ingeniería genética será posible ahora llevar a cabo en pocos años y en forma controlada modificaciones que antes costaban décadas de trabajo. 2 Capitulo I El problema 3 Agro-Biotecnología (Una esperanza para el tercer mundo)……………… 1.1. Planteamiento y formulación del problema ¿Ha escuchado usted hablar alguna vez de la biotecnología? Es la tecnología basada en la biología. Toda aplicación tecnológica que utilice sistemas biológicos y organismos vivos o sus derivados para la creación o modificación de productos o procesos para usos específicos. Se trata de los métodos que utiliza el hombre para el mejoramiento de los alimentos, en una manera sencilla de decirlo. Cabe destacar que es utilizada desde principios de la historia transformando cebada en cerveza, uva en vino, harina y agua en pan, leche en yogur y queso... la humanidad ha estado en contacto con la Biotecnología desde hace unos 6.000 años a través de las levaduras. Es importante señalar que la biotecnología tiene numerables aplicaciones: Agricultura, medicina, alimentos, minería, selvicultura, ganadería, medio ambiente y todos los sectores productivos que extraen y procesan recursos naturales. Sin embargo en los alimentos es donde se observa mayormente el uso de este procedimiento; incrementándoles vitaminas, optimizándolos, haciendo que sean más resistentes al transporte y almacenamiento, aumentando su producción y calidad, todo esto para evitar enfermedades, mejorar la salud, disminuir el hambre e innumerables objetivos para mejorar el mundo. 4 Agro-Biotecnología (Una esperanza para el tercer mundo)……………… Unas de las técnicas más impresionantes utilizadas para modificar los alimentos genéticamente, es donde se efectúa la selección de un rasgo genético específico de un organismo, para introducirlo en el código genético de ésta fuente de alimento, con esto se ha hecho posible que se desarrollen cultivos para alimentación con rasgos ventajosos específicos o eliminándole rasgos no deseables. Todo esto es posible mediante técnicas de ingeniería genética. Muchas fuentes especulan que estos productos pueden ser riesgosos para la salud, pero resulta que todos nuevo alimento que se halla producido mediante procesos biotecnológicos, es sometido a una rigurosa evaluación, tiene que pasar por rigurosas pruebas haciéndose saber que es seguro para el consumo humano y animal y así ser aprobado para la venta. Por todo lo expuesto anteriormente, el equipo se formula lo siguiente ¿Cómo incide la biotecnología en los alimentos genéticamente modificados? 5 Agro-Biotecnología (Una esperanza para el tercer mundo)……………… 1.2. Objetivos 1.2.1 Objetivos Generales Determinar la incidencia de la biotecnología en los alimentos genéticamente modificados. 1.2.2. Objetivos específicos a) Definir que son alimentos genéticamente modificados y cual es su finalidad. b) Exponer los métodos con los cuales se modifican los alimentos. c) Explicar las características de algunos alimentos transgénicos d) Señalar ventajas y desventajas de los alimentos transgénicos e) Especificar el por qué del genéticamente modificados. 6 rechazo de estos alimentos Agro-Biotecnología (Una esperanza para el tercer mundo)……………… 1.3. Justificación Se seleccionó este tema, ya que, hoy día los alimentos genéticamente modificados son cultivados y luego comercializados para ser consumidos por el público, sin embargo la mayoría de estas personas, no saben que lo que están consumiendo son alimentos que han sido modificados genéticamente o simplemente, no están en el conocimiento cabal del asunto, por la casi desinformación que existe sobre este particular. Por ello es de gran importancia estar al tanto sobre estos alimentos genéticamente modificados, puesto que la alimentación es primordial para el organismo del ser humano, ya que, ayuda a mantener la salud de nuestro cuerpo y de nuestra mente. Además, se percibe cierta ventaja tanto para los productores como para los consumidores. El equipo pretende divulgar mejor esta información, explicando las ventajas y desventajas, así como las cualidades y contenido nutricional de estos alimentos. 7 Agro-Biotecnología (Una esperanza para el tercer mundo)……………… 1.4 Delimitaciones Este trabajo se enfoca básicamente en el área de la biotecnología, sin embargo, desde una perspectiva general está ubicado en la biología, específicamente en alimentos transgénicos. El presente trabajo fue realizado en la ciudad de valencia, con una duración de ocho (8) meses aproximadamente, tiempo en el cual se recopiló y se organizó toda la información necesaria para la elaboración de este proyecto. 8 Capítulo II Marco Teórico 9 Agro-Biotecnología (Una esperanza para el tercer mundo)……………… 2.1. Antecedentes de la investigación 1981: El Dr. Ángel Hernández dio iniciativas para la creación de un programa de Biotecnología. Los esfuerzos iniciales estaban dirigidos al estudio de la aplicación de la biotecnología en Venezuela. 1986: La Agencia de Protección Ambiental, aprueba la distribución de la primera cosecha producida mediante biotecnología, plantas de tabaco. Se establece un marco coordinado para la regulación de los productos derivados de la biotecnología. 1994: La Agencia de Protección Ambiental, autoriza la venta de un tomate biotecnológico "FlavSavr" en las tiendas de comestibles de Estados Unidos. Este tomate se ha elaborado de manera que tenga más sabor y durabilidad, que los cultivados por procedimientos convencionales. 1999: Los científicos alemanes y suizos obtienen arroz dorado, fortalecido con beta caroteno, estimulante de la producción de vitamina A que puede prevenir determinadas formas de ceguera. 2000: La empresa Monsanto en estados Unidos y Canadá, cultiva el maíz transgénico que se había obtenido para hacerlo resistente a un insecto. 10 Agro-Biotecnología (Una esperanza para el tercer mundo)……………… 2001: La Agencia de Protección Ambiental, renueva los registros para maíz y algodón, citando que ellos no representan ningún riesgo para la salud o el medio ambiente. 2002: El Centro Nacional de Política Alimentaría y Agrícola, da a conocer de (6) seis cosechas biotecnológicas cultivadas en Estados Unidos (soja, maíz, algodón, papaya y calabaza) 11 Agro-Biotecnología (Una esperanza para el tercer mundo)……………… 2.2 Bases Teóricas El origen de la biotecnología en los alimentos no es nuevo, sus orígenes se remotan en los albores de la historia de la humanidad, nuestros ancestros primitivos iniciaron hace miles de años durante la edad de piedra, la práctica de utilizar organismos vivos y sus productos. Los primeros procesos descubiertos por el hombre ocurrían debido a microorganismos involucrados que producían nuevas sustancias, sintetizando compuestos químicos y enzimas (procesos de fermentación), para la producción del yogurt y queso a partir de leche, el vinagre a partir de melazas. Las fuentes de alimentos (tanto vegetales como animales) de que disponían los primeros seres humanos, habían ido evolucionando por selección natural. Desde el año 10.000A.C., la biotecnología cobra valor con las prácticas de domesticación de cultivos, llevados a cabo por el hombre cuando sus costumbres cambiaron y pasó de ser nómada a sedentario. Su nueva organización le exigía iniciar un proceso de selección de sus alimentos que muestran características de interés: plantas más resistentes, frutos más grandes y dulces, entre otros. Estos se emplean eficientemente en procesos industriales. Sin embargo esos fueron métodos simples, los organismos genéticamente modificados requieren de procesos más complejos. 12 Agro-Biotecnología (Una esperanza para el tercer mundo)……………… La historia comienza con Charles Darwin, el cual fue el que hizo las primeras investigaciones observando los pinzones y concluyendo que las especies no son fijas e inalterables, sino que son capaces de evolucionar a lo largo del tiempo, haciendo así factible la producción de nuevas especies. Luego Gregor Mendel fue el primero en realizar cruces entre plantas, luego de este descubrimiento se empezaron a crear nuevas especies de plantas. La palabra biotecnología fue utilizada por primera vez en 1917 por el ingeniero Húngaro Kart Ereky, el cual realizó el primer invento del planeta en donde se manipulan las células, que trataba de la producción de masa de cerdos, utilizando remolacha azucarada como alimento primario biotransformable. El descubrimiento clave fue realizado por Hamilton Smith y Daniel Nathans, que por accidente descubren una enzima que es capaz de reconocer y cortar el ADN en secuencias específicas, Este descubrimiento dio origen a una sucesión de nuevos descubrimientos y potenció el desarrollo de lo que hoy entendemos por Ingeniería Genética o simplemente Biotecnología, que nos permite clonar cualquier gen en un virus, microorganismo, célula de animal o de plantas. Es importante también señalar el descubrimiento de la científica Kary B. Mullis, sobre la reacción en cadena de la polimerasa (PCR), que nos permite en muy poco tiempo, amplificar cualquier gen o fragmento de ADN. 13 Agro-Biotecnología (Una esperanza para el tercer mundo)……………… Hace diez mil años, un conocimiento empírico (sembrar) permitió el nacimiento de la Agricultura; en el siglo XVIII, un descubrimiento científico (las plantas tienen sexo), vino en ayuda de los científicos para obtener las variedades que necesitaba la nueva agricultura, que se estaba fundando entonces. El nacimiento de cada agricultura ha estado acompañado de una nueva técnica de mejora (selección masal al comienzo, cruzamiento en el siglo XVIII) que ha permitido “dar el salto” para producir un nuevo patrón de variedades. Ahora vuelve a suceder lo mismo. Hace falta una nueva Agricultura que precisa de un nuevo método de mejora para añadirlo a los demás, no para sustituirlos. Ese método existe desde el comienzo de los años setenta, y se desarrolló con independencia de las necesidades prácticas (lo mismo le pasó al descubrimiento de la sexualidad en plantas); es lo que se conoce globalmente como biotecnología, aunque con mucha frecuencia se utilizan expresiones como ingeniería genética, ADN recombinante, etc. Primeramente debemos aclarar que por biotecnología se entiende, al conjunto de técnicas por medio de las cuales se consigue la modificación de estructuras biológicas preexistentes de un alimento. Un cruzamiento es ejemplo de biotecnología, también lo es un injerto. La propia Agricultura es Biotecnología. Pero lo que normalmente se entiende por tal, supone que la modificación de estructuras biológicas ha de hacerse a través del manejo directo del portador de los caracteres hereditarios, esto es, del ADN. 14 Agro-Biotecnología (Una esperanza para el tercer mundo)……………… Cuando se habla de los alimentos transgénicos, nos referimos a un conjunto de vegetales y cereales que han sido modificados genéticamente para que su cultivo tenga mayor productividad. Entre estos productos, se encuentran algunas variedades de maíz, soya, algodón, tomate y patata. ¿En qué consiste la biotecnología? El ADN (ácido desoxirribonucléico) de diferentes organismos es esencialmente el mismo — un simple grupo de instrucciones que hacen que las células produzcan las proteínas que son la base de la vida. Tanto si el ADN se encuentra en un microorganismo, una planta, un animal o un ser humano, siempre está formado por los mismos elementos. A través de los años, investigadores científicos han descubierto cómo transferir una porción específica de ADN de un organismo a otro. El primer paso que da el investigador para transferir ADN es "cortar" o tomar un segmento de un gen de una cadena de ADN utilizando "tijeras moleculares" (unas enzimas especiales), para cortar en un lugar específico de la cadena de ADN. El investigador luego utiliza estas "tijeras" para abrir un espacio en el plásmido que se va a utilizar, para introducir el gen de interés en la célula vegetal. Debido a que los extremos cortados, tanto en el plásmido como en el segmento de gen, son químicamente "pegajosos", se 15 Agro-Biotecnología (Una esperanza para el tercer mundo)……………… adhieren el uno al otro formando un nuevo plásmido que contiene el nuevo gen. Para completar el proceso, los investigadores utilizan otra enzima para "pegar" o asegurar que el nuevo gen quede fijado en su lugar. Décadas de investigación le han permitido a los especialistas de Monsanto, aplicar sus conocimientos de genética para mejorar varias plantas, tales como el maíz, la soya, el algodón y las patatas. Nuestros investigadores continúan trabajando cuidadosamente, para asegurar que las plantas que han sido mejoradas sean iguales a las plantas que se cultivan en la actualidad, excepto por el carácter benéfico que se le ha añadido, como puede ser su resistencia a un insecto o virus particular. Independientemente de la definición de biotecnología o de la época a la que estemos haciendo referencia, ésta siempre se hará en el marco del uso de los organismos vivos. Sin embargo, cuando tenemos en cuenta la época, la diferencia radicará en los niveles de conocimiento que el hombre tiene de los procesos y sistemas biológicos, de esta manera, la biotecnología se puede dividir en: Tradicional, clásica y moderna. 16 Agro-Biotecnología (Una esperanza para el tercer mundo)……………… · Biotecnología Tradicional Procesos y actividades desarrollas a través de recetas y tradiciones: obtención y fabricación de queso, yogurt, pan y vino. · Biotecnología Clásica El conocimiento de la totipotencia celular hace posible el cultivo de tejidos vegetales bajo condiciones de laboratorio. · Biotecnología Moderna Se han identificado organismos en los procesos involucrados, los mecanismos de control y adicionalmente la forma de modificarlos. Entran en aplicación las tecnologías del ADN recombinante. A partir del siglo XIX, y especialmente en este último decenio, la ciencia de la biotecnología se ha desarrollado con más rapidez que en cualquier época anterior. ¿Por qué se producen estos alimentos? La mayoría de las personas está comenzando a entender y valorar más profundamente los lazos existentes entre el bienestar humano, la estabilidad social y los procesos naturales de la tierra que sustentan la vida. Nos damos cuenta de que la capacidad de la tierra de seguir 17 Agro-Biotecnología (Una esperanza para el tercer mundo)……………… ofreciendo aire puro, suelos saludables, aguas puras y una rica diversividad de vida vegetal y animal (lo cual es fundamental para asegurar la calidad de vida humana), ha sido explotada por el crecimiento de población de la tierra, lo cual crea una sobreexplotación de los recursos naturales. Por ello, para la humanidad responder a las crecientes presiones que ejercen sobre los recursos naturales recurrió a la biotecnología, la cual es capaz de proveernos el triple de rendimiento de las cosechas sin requerir de tierras de cultivo adicionales, salvando así los bosques naturales y el hábitat de los animales. Otras innovaciones pueden reducir la dependencia a agroquímicos que dañan el medio ambiente, a cambio de preservar el suelo y los recursos hídricos. Además, viendo también el hecho de que haya un crecimiento de población, la influencia de la alimentación de la salud, la publicidad, el estancamiento global del mercado interno, obligo a las empresas a hacer algo al respecto e innovar los productos, que bien presenten unas mejores condiciones para la salud, incorpore más valor añadido y calidad o bien produzcan un abaratamiento notable de los mismos. De igual manera, con el uso de la biotecnología se obtienen cultivos que se autoprotegen en base a la síntesis de proteínas u otras sustancias que tienen carácter insecticida. Este tipo de protección aporta una serie de ventajas muy importantes para el agricultor, consumidores y medio ambiente. 18 Agro-Biotecnología (Una esperanza para el tercer mundo)……………… Según dónde y para qué propósito se cultive la planta, los genes deseables pueden proporcionar características tales como, un rendimiento más alto o mejor calidad, resistencia a las plagas o enfermedades o tolerancia al calor, el frío y la sequía. La tecnología transgénica permite reunir en una sola planta genes útiles de una amplia gama de fuentes, no sólo de la misma especie de cultivo o de plantas muy emparentadas. Esta tecnología proporciona un instrumento para identificar y aislar genes que controlan características específicas en una sola clase de organismos y para trasladar copias de esos genes a otro organismo muy diferente, que entonces tendrá también esas características. Este poderoso instrumento, permite generar variedades de cultivos más útiles y productivos que contienen combinaciones nuevas de genes, y además ampliar las posibilidades más allá de las limitaciones impuestas por la polinización cruzada y las técnicas de selección tradicionales. Métodos de manipulación genética: A diferencia de las técnicas de cruce de especies de Gregor Mendel, que implican un movimiento al azar de los genes, los métodos nuevos permiten la identificación, aislamiento y transferencia de genes individuales. Se cuenta actualmente con las técnicas para insertar los genes deseados en las plantas. 19 Agro-Biotecnología (Una esperanza para el tercer mundo)……………… Al considerar la alteración genética en las plantas, recordamos que muchos vegetales, frutas frescas y otros productos, se han producido desde hace mucho tiempo por métodos de reproducción a partir de un patrón o cepa de diferentes marcos genéticos, y luego alterados genéticamente. Pero estos métodos tradicionales de reproducción pueden requerir de varias generaciones para poder observarse sus resultados; y podrían ocurrir malos resultados por lo menos tan frecuentemente como ocurren los buenos. Hemos tenido éxito en producir cosas tales como maíz, trigo y tomates híbridos. Con la identificación de material genético en el núcleo de plantas y animales, se dio inicio a la biotecnología. Si una característica deseable puede ser asociada con una parte específica del material genético, puede entonces aislarse un gen específico de la escalera de ADN (ácido desoxirribonucleico). Entonces, al duplicar o clonar esos genes e insertarlos en la célula para recombinarlos con el ADN existente, hará que la célula tenga ahora esas deseables características hereditarias específicas. Las técnicas han hecho posible ese salto genético sin recurrir al largo y tedioso proceso de cruzamiento, que frecuentemente transfiere rasgos indeseables juntamente con los deseables. 20 Agro-Biotecnología (Una esperanza para el tercer mundo)……………… Las técnicas de modificación genética que actualmente se utilizan son: -Combinando genes de diferentes organismos (tecnología recombinante del ADN) -Sistemas de diagnóstico de enfermedades. -Agro-biológicos, uso de organismos vivos o las sustancias producidas por ellos para mejorar la productividad de los cultivos o para el control de plagas y malezas. -Cultivo de células y tejidos in Vitro, para producción de plantas a gran escala, obtención de metabolitos secundarios y mejoramiento genético. -Cultivos genéticamente modificados mediante tecnología de genes. -Conservación de germoplasma. -Estudios de diversidad, evolución, genética de poblaciones y programas de mejoramiento. Estos métodos son ejecutados por nuevas técnicas de la biología molecular y la ingeniería genética éstas se pueden agrupar en dos grandes grupos de técnicas: Cultivo de tejidos y Tecnología del ADN. La primera trabaja a un nivel superior a la célula (con sus componentes - membranas, cloroplastos, mitocondria, etc.) e incluye células, tejidos y órganos que se desarrollan en condiciones controladas. La segunda, involucra la manipulación de genes que determinan las características celulares (de plantas, animales y microorganismos), lo que significa el trabajar al nivel de ADN: Aislamiento de genes, su recombinación y expresión en nuevas formas y su transferencia a células apropiadas. 21 Agro-Biotecnología (Una esperanza para el tercer mundo)……………… El número de productos y servicios disponibles permanentemente se está incrementando para las áreas farmacéutica, agrícola, alimentaría, producción de energía y tratamientos de desechos, limpieza de aguas y biorremediación entre otros. Las tecnologías de ADN recombinante han tenido asombrosas repercusiones en los últimos años. Los biólogos moleculares han mapeado genomas enteros, se han desarrollado y comercializado nuevas medicinas y producido plantas con nuevos tipos de resistencia a enfermedades que no podían ser desarrolladas por los métodos tradicionales. La potencialidad de estas nuevas herramientas está fuera de toda duda y, tal vez, lo que les da mayor atractivo sea un uso potencial a lo largo de toda la cadena de producción de alimentos. Así, es posible modificar genéticamente la materia prima (vegetales comestibles o animales de granja), como lo es producir por ingeniería genética aditivos alimentarios de uso en el proceso industrial de producción de alimento, o transformar genéticamente bacterias ácido láctico o levaduras productoras de alimentos fermentados. Pero además, las técnicas de biología molecular pueden ser usadas como una potente herramienta capaz de detectar organismos patógenos o fraudes en alimentos. El empleo de estas nuevas tecnologías, sobre todo en lo que hace referencia al diseño de alimentos transgénicos, puede tener repercusiones de índole social o ético. Sin duda la nueva biotecnología de alimentos será un ejemplo de convergencia de las ciencias sociales con las ciencias experimentales. 22 Agro-Biotecnología (Una esperanza para el tercer mundo)……………… Muchos ejemplos como la papa libre de amilasa y la bacteria que produce índigo, también incluyen el uso de organismos modificados genéticamente por tecnologías de ADN recombinante. También Muchas enzimas son rutinariamente producidas por la tecnología del ADN recombinante. Dada la abrumadora diversidad de especies, biomoléculas y vías metabólicas en este planeta, la ingeniería genética puede en principio ser una herramienta muy poderosa para crear alternativas amistosas ambientales en productos y procesos que actualmente contaminan el ambiente o acaban con los recursos no renovables. Factores políticos, económicos y sociales en últimas, determinarán que posibilidades científicas se harán realidad. La planta transgénica contiene uno o más genes que han sido insertados en forma artificial en lugar de que la planta los adquiera mediante la polinización. La secuencia génica insertada (llamada el transgen) puede provenir de otra planta no emparentada o de una especie por completo diferente: por ejemplo, el maíz Bt, que produce su propio insecticida, contiene un gen de una bacteria. Las plantas que tienen transgenes a menudo son llamadas genéticamente modificadas o cultivos GM, si bien en realidad todos los cultivos han sido genéticamente modificados con respecto a su estado silvestre original mediante la domesticación, la selección y el mejoramiento controlado a través de períodos prolongados. Usaremos el término transgénico para describir una planta de cultivo que tiene transgenes insertados. 23 Agro-Biotecnología (Una esperanza para el tercer mundo)……………… Alimentos Modificados Genéticamente más destacados: -Soya transgénica: La soya transgénica es una leguminosa cuyo uso en la industria de alimentos está ampliamente difundido, ya que su uso en la alimentación humana es sumamente importante. El alto valor proteico de la legumbre lo hace un excelente sustituto de la carne en las naciones pobres. A demás de ella se obtienen diversos subproductos como aceites comestibles, proteína texturizada vegetal que es empleada en la industria cárnica, como también la lecitina, insumo utilizado en la industria galletera entre otros. Las modificaciones genéticas introducidas a la semilla de soja le han conferido resistencia a un herbicida llamado glifosato. El glifosato es un veneno para hierbas y plantas que mata la mayor parte de las especies, incluyendo a la soja no transgénica, y que, por lo tanto, no podía ser aplicado a los cultivos, ya que los mataba. Existen sin embargo unas pocas bacterias que pueden resistir naturalmente al glifosato sin sufrir serios daños. Una vez que se pudo aislar el gen que le daba resistencia y protección a esas bacterias, los científicos lo introdujeron en la soja mediante ingeniería genética, creando la soja transgénica resistente al herbicida más poderoso, al veneno mortal. De esta manera cuando se aplica glifosato no se destruye la soja transgénica y se controlan así las malezas que dificultan el crecimiento de la soja sin ser necesario mayores laboreos, ni gastos en maquinaria, combustible, etc. 24 Agro-Biotecnología (Una esperanza para el tercer mundo)……………… -Maíz transgénico: Es el maíz al que se le introducen artificialmente características biológicas nuevas provenientes de otras especies de plantas, animales o bacterias, para que adquiera capacidades inusitadas como la resistencia al uso de herbicidas, que la propia planta adquiera la propiedad de matar insectos que la atacan o bien, que sus semillas pierdan la propiedad de reproducirse naturalmente, si no es mediante la intervención de candados químicos. Se trata, entonces, de la creación de nuevas variedades que no existen como tales en la naturaleza, sino que han sido creadas de manera completamente artificial. El maíz que se ha producido se denomina Bt, protegido contra el gusano barrenador o taladro, pues este último afecta a nivel mundial, ya que se pierden toneladas de maíz a causa de que recién salido del huevo penetra en el tallo de la planta y come todo su interior. Ante tal problemática, diversas instituciones y empresas dedicadas a la agro-biotecnología han buscado producir maíz modificado genéticamente para hacerlo resistente a plagas enfermedades y pesticidas. Para combatir las plagas que dañan a este cultivo se le emplea la proteína insecticida de la bacteria del suelo Bacillus thuringiensis (Bt) en forma de productos pulverizados, que se rocían en la tierra, mismos que se descomponen y se forman con gran rapidez en sustancias inofensivas, lo que es ideal desde el punto de vista ecológico, sin embargo, anteriormente si la plaga se introducía en el tallo de la planta no se encontraba expuesta a los 25 Agro-Biotecnología (Una esperanza para el tercer mundo)……………… productos que contenían Bt, ahora mediante los adelantos se logró introducir dicha proteína a la semilla directamente, lo que le da la capacidad de producir una proteína insecticida para defenderse, la cual no es tóxica a muchas especies útiles. Luego del proceso anterior, se le incorpora una proteína denominada PAT que a su vez hace la planta resistente a herbicidas. Al finalizar la planta es inmune a las plagas y herbicidas. Beneficios que aportan estos alimentos: Los Beneficios de la Biotecnología, hoy y en el futuro, son casi ilimitados. Algunos investigadores insisten en que no debemos pasar por alto la importancia de la habilidad de alterar genes para salvar vidas o mejorarlas. Señalan su potencial en relación con la producción de cosas tales como enzimas estériles de cuajo para hacer el queso, además de frutas y vegetales altos en oxidantes que están asociados con una menor incidencia de enfermedades del corazón y cáncer. Otro potencial es la producción de plantas que no necesiten fertilizantes de nitrógeno. Incluso los investigadores imaginan la producción de organismos que tengan la habilidad de sanear el ambiente. Hasta hoy no se han observado efectos perniciosos en el uso de productos aprobados procedentes de técnicas de empalme de genes. La biotecnología vegetal ha desarrollado mejores alimentos produciendo cultivos que no sólo tienen mejor sabor sino que, además, son 26 Agro-Biotecnología (Una esperanza para el tercer mundo)……………… más saludables, contienen mayores nutrientes y proteínas. Los caracteres agronómicos incorporados por biotecnología (tales como resistencia a insectos o a herbicidas) incrementan el valor agrícola de los cultivos al permitirles hacer cosas que aumentan la producción o reducen la necesidad de otros insumos tales como agroquímicos o fertilizantes. Los productos en la actualidad tienen incorporados caracteres que dan mayor rendimiento con menores costes (ya que permiten un mejor control de plagas y malas hierbas), se incluyen las patatas, el maíz y la soya. Ya estamos cultivando patatas que usan un 40% menos de insecticidas químicos que las variedades convencionales. Los atributos de calidad, o "rendimiento" ayudan a valorizar el producto para los consumidores al mejorar la calidad del alimento y la fibra producida por la planta. Mejora de productividad, aumentando la capacidad productiva potencial de los individuos La incorporación del insecticida a la planta hace que éste sea más eficiente en la lucha contra determinados parásitos como el taladro del maíz, que no se combaten de forma eficaz con la distribución de insecticidas por vía externa. Esto conlleva una mayor productividad. Mejora de resistencia, obteniendo genotipos resistentes a plagas, enfermedades, condiciones ambientales adversas como sequías e incluso 27 Agro-Biotecnología (Una esperanza para el tercer mundo)……………… suelos salinos y a herbicidas. Mejora de características agronómicas, obteniendo nuevos genotipos que se adaptan mejor a las exigencias y aplicación de la mecanización de la agricultura. Mejora de calidad, atendiendo al valor nutritivo de los productos vegetales obtenidos. Extender el área de explotación, adaptando las variedades de las especies ya cultivadas a nuevas zonas geográficas con características climáticas o edafológicas extremas. Domesticar nuevas especies, transformando a especies silvestres en cultivadas con utilidad y rentabilidad para el hombre. Desventajas que aportan estos alimentos: Alterar significativamente la evolución de las especies puede tener consecuencias imprevisibles en un equilibrio ecológico, por otra parte ya muy dañado y de difícil solución. Las técnicas de ingeniería genética alteran todas las limitaciones que la propia naturaleza pone para la relación entre organismos de especies alejadas 28 o no emparentadas. Agro-Biotecnología (Una esperanza para el tercer mundo)……………… El desarrollo de estas ventajas competitivas por parte de los organismos transgénicos, como mayor resistencia a la salinidad, a la sequía o a las bajas temperaturas, puede ocasionar la invasión por parte de estas especies de habitas que no les son propios y cuyo equilibrio se vería entonces amenazado al desplazar otras especies o favorecer su extinción. Se han desarrollado plantas con capacidades insecticidas que pueden amenazar la existencia de especies de insectos y hongos beneficiosos e incluso imprescindibles para el desarrollo biológico. Insectos diseñados específicamente para controlar el desarrollo de otros insectos pueden mutar o combinarse con otras especies y producir resultados imprevisibles. La modificación genética de virus cuya capacidad de mutación y combinación los hace ya de por sí peligrosamente imprevisibles, puede dar lugar a la aparición de nuevas enfermedades o la transformación de otras ya existentes que modifican sus vías de contagio o las especies a las que pueden afectar. Medidas de seguridad para estos alimentos: Ningún producto alimenticio, ya sea producido usando técnicas de ADN recombinante o usando métodos más tradicionales, existe sin tener riesgo alguno. Los riesgos que puedan tener productos alimenticios son una función 29 Agro-Biotecnología (Una esperanza para el tercer mundo)……………… de las características biológicas de estas comidas y de los genes específicos que hayan sido usados, y no de los procedimientos usados en su desarrollo. La meta de los miembros de la comunidad científica es la de asegurar de que cualquier comida producida utilizando ADN recombinante sea tan segura como comida que ya es consumida, o más segura todavía. A demás los alimentos provenientes de plantas genéticamente modificadas son sometidos a rigurosos análisis y estudios que determinan su seguridad y que son la base para permitir su comercialización. Esta situación contrasta con lo que sucede con los alimentos producidos tradicionalmente, incluidos los producidos por radiación y mutación, los cuales no necesitan experimentarse de esta manera. La organización para la Agricultura y la alimentación de las Naciones Unidas y la procedimientos Organización para Mundial determinar la de la Salud seguridad de han establecido los productos biotecnológicos y estos son tenidos en cuenta por los diferentes sistemas regulatorios alrededor del mundo. Otras instituciones internacionales involucradas en este tema (Organización de Cooperación para el Desarrollo, OECD; Colegió Americano de Nutrición, Sociedad Americana de Toxicología) coinciden en afirmar que estos alimentos son tan seguros como sus contrapartes convencionales y garantizan que métodos como los de la equivalencia sustancial, son adecuados para garantizar la seguridad e inocuidad de los mismos. 30 Agro-Biotecnología (Una esperanza para el tercer mundo)……………… Países como Estados Unidos, Japón, Canadá, Australia, Argentina, Korea, Rusia etc. tienen un sistema regulatorio que les permite determinar la seguridad de los productos de la biotecnología. En Colombia, se cuenta con procedimientos de bioseguridad para la introducción, producción, liberación, comercialización, investigación, desarrollo biológico y control de calidad de organismos modificados genéticamente de interés en salud y producción pecuaria, sus derivados y productos que los contengan, así como también los procedimientos para la introducción, transporte, uso, manejo, producción, liberación y comercialización de OGM de uso agrícola. 31 Agro-Biotecnología (Una esperanza para el tercer mundo)……………… 2.3 Definición de términos básicos: Aditivo Alimentario: Sustancia que no constituye por sí misma un alimento ni tiene valor nutritivo, pero que se agrega a los alimentos y bebidas en pequeñas cantidades para modificar sus características organolépticas o facilitar su proceso de elaboración y/o conservación ADN o Ácido desoxirribonucleico: Ácido nucleico formado por desoxirribonucleótidos, en los que el azúcar es desoxirribosa y las bases nitrogenadas son adenina, timina, citosina y guanina. Excepto en ciertos virus ARN, el ADN constituye la información genética. En su forma nativa, el ADN es una hélice doble Agro bacteria: género de bacterias del suelo que introducen genes ciertos vegetales mediante sus plásmidos. Alergia: alteración de la capacidad de reacción de un organismo. Estado de susceptibilidad específica exagerada de un individuo para una sustancia que es inocua en grandes cantidades y en las mismas condiciones para la mayoría de los individuos de la misma especie. Amilasa: Es una enzima que tiene la función de digerir el glicógeno y el almidón para formar azúcares simples, se produce principalmente en las glándulas salivares y en el páncreas. 32 Agro-Biotecnología (Una esperanza para el tercer mundo)……………… Biodiversidad: conjunto de todas las especies de plantas y animales, su material genético y los ecosistemas de los que forman parte. Biología Molecular: parte de la biología que trata de los fenómenos biológicos a nivel molecular. En sentido restringido, comprende la interpretación de dichos fenómenos sobre la base de la participación de las proteínas y ácidos nucleicos. Bacteria: Microorganismo procarionte (es decir, sin núcleo), generalmente recubierto por una pared celular rígida. Bacillus thuringiensis (Bt): Una bacteria que normalmente habita el suelo y cuyas esporas contienen proteínas tóxicas para ciertos insectos. Cuando se refiere a un cultivo, es aquel al que se le ha introducido un gen de esta bacteria (toxina Cry), con el fin de hacerlo resistente a cierta plaga de insectos. Biotecnología: Toda aplicación tecnológica que utilice sistemas biológicos y organismos vivos o sus derivados para la creación o modificación de productos o procesos en usos específicos. O bien: empleo de organismos vivos para la obtención de un producto o servicio útil para el hombre. Catalizador: sustancia que altera la velocidad de una reacción química, acelerándola o retrasándola, pudiendo recuperarse sin cambios esenciales en su forma o composición al final de la reacción. 33 Agro-Biotecnología (Una esperanza para el tercer mundo)……………… Célula: Unidad de estructura y funcional de plantas y animales que contiene la información genética. Es la unidad viva más simple que se reproduce por división. Cepa: En microbiología, conjunto de virus, bacterias u hongos que tienen el mismo patrimonio genético. Clones: Grupo de células o de organismos de idéntica constitución genética entre sí y con el antepasado común del que proceden. Cry: Proteínas de bacterias, como Bacillus thuringiensis, que resultan tóxicas para insectos. Los genes correspondientes se transfirieron a algunos cultivos transgénicos (cultivos Bt), para que resistan a ciertas plagas. Cultivo de tejido in Vitro: Procedimientos utilizados para mantener y crecer células y tejidos vegetales o animales, y órganos vegetales (tallos, raíces, embriones) en cultivo aséptico (in vitro). Enzima: catalizador biológico, normalmente una proteína, que mediatiza y promueve un proceso químico sin ser ella misma alterada o destruida. Son catalizadores extremadamente eficientes y muy específicamente vinculados a reacciones particulares. Espora: Cuerpo microscópico que, sin fecundación, origina a nuevos organismos en hongos, musgos, helechos y algunos protozoos. 34 Agro-Biotecnología (Una esperanza para el tercer mundo)……………… FAO: Food and Agriculture Organization of the United Nations, Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación Fermentación: conversión biológica anaeróbica (sin oxígeno) de las moléculas orgánicas, generalmente hidratos de carbono, en alcohol, ácido láctico y gases, mediante la acción de ciertos enzimas que actúan bien directamente o como componentes de ciertas bacterias y levaduras. Fructuosa: Azúcar abundante en los jugos de fruta y en la miel. Como la glucosa, tiene la composición química C6H12O6. Gen: unidad física y funcional del material hereditario que determina un carácter del individuo y que se transmite de generación en generación. Su base material la constituye una porción de cromosoma (locus) que codifica la información mediante secuencias de ADN. Híbrido: Descendencia de dos progenitores que difieren en una o más características heredables, originada por el cruzamiento de dos variedades diferentes o de dos especies diferentes. Ingeniería Genética: Conjunto de técnicas que permiten aislar genes o fragmentos de ADN y transferirlos de un organismo a otro. También, una serie de técnicas que permiten obtener un organismo recombinante, o sea portador de un gen proveniente de otro organismo. Sinónimo de metodología o tecnología del ADN recombinante. 35 Agro-Biotecnología (Una esperanza para el tercer mundo)……………… Maíz BT: Es un maíz transgénico o genéticamente modificado, que produce en sus tejidos proteínas Cry. Así, cuando las larvas del barrenador del tallo intentan alimentarse de la hoja o del tallo del maíz Bt, mueren. Mapear: Determinar el orden relativo de secuencias de ADN, genes, sitios de restricción, etc., en un fragmento de ADN, un cromosoma o un genoma. Plásmido: Porción de ADN circular que puede mantenerse como elemento extracromosomal en bacterias u otras células. Lleva pocos genes y no es indispensable para el crecimiento y sobrevida de la célula hospedadora. Los plásmidos pueden transferirse de un organismo a otro, por eso se usan como vectores de clonado y expresión en ingeniería genética. Polímero: Gran molécula compuesta por muchas subunidades moleculares similares o monómeros (por ej., ácidos nucleicos, proteínas, polisacáridos). Roundup-ready® (o RR): Nombre comercial de las variedades transgénicas resistentes al herbicida glifosato o Roundup®. Semillas: Estructuras formadas por la maduración del óvulo de las plantas con semillas después de la fecundación Taxonomía: La ciencia de la clasificación de los organismos. 36 37 Agro-Biotecnología (Una esperanza para el tercer mundo)……………… 3.1 Procedimiento metodológico - 1 Fase: Se organizó el equipo y se escogió el tema. - 2 Fase: Se recopiló información bibliografiíta a través de periódicos, revistas, textos e Internet. - 3 Fase: Se consultó con expertos sobre el tema y se realizó una visita al Instituto Venezolano de Investigaciones Científicas (IVIC). - 4 Fase: Se organizó la información. - 5 Fase: Se realizaron las conclusiones y recomendaciones pertinentes. 38 Agro-Biotecnología (Una esperanza para el tercer mundo)……………… 3.2 Tipo de investigación: El presente trabajo tiene un diseño de tipo documental, ya que, se orientó hacia el análisis de un determinado hecho a través de rigurosos estudios apoyándose en técnicas precisas y fuentes de carácter documental como: Libros, revitas, artículos de prensa, Internet, entre otros. A demás se tomó en cuenta opiniones de expertos en la materia, con la finalidad de enriquecer el trabajo. Tiene un nivel de investigación exploratorio, ya que abarca un tema poco conocido por lo que sus resultados constituyen una visión aproximada del mismo. 39 Agro-Biotecnología (Una esperanza para el tercer mundo)……………… 3.3Diagrama de Gantt. Sep Oct Selección de Tema Selección de Titulo Elaboración del anteproyecto Entrega del anteproyecto Ampliación del Marco Teórico Recolección de Datos Análisis y procesamiento de datos Conclusiones y Recomendaciones Entrega del proyecto Festival Científico 40 Nov Dic Ene Feb Mar Abr May Jun 41 Agro-Biotecnología (Una esperanza para el tercer mundo)……………… 4.1 Conclusiones La biotecnología de alimentos es, sin duda, la más antigua de todas las biotecnologías. Desde que el hombre comenzó a cultivar la tierra viene produciéndose una selección y mejora de las variedades vegetales. Los resultados han sido asombrosos y podemos afirmar que la mayoría de los alimentos que ingerimos en nuestra dieta, sean de origen animal, vegetal o fermentado, han sufrido un proceso de mejora genética mediante el empleo de esta técnica. Solo es necesario, que los consumidores dispongan de la adecuada información nutricional de los alimentos que ingieren, para así derrumbar el mito acerca de la peligrosidad de los alimentos genéticamente modificados. A través de nuestro proyecto de investigación, llegamos a la conclusión de que estos alimentos, son lo suficientemente nutritivos para el hombre y que debido al proceso de cultivo de éstos, podemos obtener mayor cantidad de alimentos en menos tiempo, con una mejor calidad, sabor, y contenido vitamínico, garantizando así, una efectiva producción alimenticia y bienestar. Además, ante la sobre población humana existente en nuestro planeta, y las deficiencias de producción de alimentos tradicionales, a través de la cual no se garantiza los alimentos necesarios, para cubrir las necesidades del mundo, estos alimentos se presentan como una excelente opción para el consumo y de esta forma combatir la hambruna existente. 42 Agro-Biotecnología (Una esperanza para el tercer mundo)……………… 4.2 Recomendaciones - Se recomienda continuar investigando sobre el caso para ampliar conocimientos sobre el tema ya que este campo es novedoso y merece investigaciones profundas por las importantes consecuencias que los descubrimientos en esta área puedan tener, como lo son la reducción del riesgos y prevención de enfermedades. Recomendaciones para Industrias: - Cada alimento transgénico nuevo tendrá que evaluarse de manera individual. - El uso continuo de métodos para detectar los cambios sustantivos en los niveles de nutrientes o toxicantes en los alimentos genéticamente modificados. - Establecimiento de laboratorios donde se investiguen la producción. - Si el gen introducido proviene de una fuente identificada como alergénica, el alimento transgénico debe ser evaluado para determinar su alergenicidad. - investigaciones adicionales de los cultivos transgénicos cuando éstos contengan: • • • sustancias tóxicas conocidas. alteraciones de las cantidades de nutrimentos. sustancias nuevas. 43 Agro-Biotecnología (Una esperanza para el tercer mundo)……………… Recomendaciones para el consumidor: - Consultar la etiqueta de los alimentos para asegurarse que tipo es, sus nutrientes y así evitar cualquier tipo de alergias. Recomendaciones para entes reguladores de estos alimentos: - Creación de un programa nacional de biotecnología aplicada a la agricultura. - Establecimiento de laboratorios donde se investiguen la producción de estos alimentos. - Si el gen introducido proviene de una fuente identificada como alergénica, el alimento transgénico debe ser evaluado para determinar su alergenicidad. 44 Agro-Biotecnología (Una esperanza para el tercer mundo)……………… 4.3 Referencias Bibliográficas. * Organización Mundial de la Salud Disponible en: http://www.who.int/topics/food_genetically_modified/es/ (Consulta: Noviembre 2007) * Alimentos genéticamente modificados Disponible en: http://www.biologia-en-internet.com/default.asp?Id=10&Fb=2 (Consulta * Consejo argentino para la información y el desarrollo de la biotecnología. Disponible en: http://www.argenbio.org/h/glosario/index.php?letra=d (Consulta: Abril 2007) * Monsanto Imagine Disponible en: http://www.monsanto.es/noticias/marzo07.html (Consulta: Abril 2006) * Respuestas a las preguntas más frecuentes sobre los organismos genéticamente manipulados. Disponible en: http://www.formarse.com.ar/ecologia/alimentos%20transgenicos.htm (Consulta: Mayo 2006) * Revista Inter.-Forum. Disponible en: http://www.revistainterforum.com/espanol/articulos/101203Naturalmentealimentos-geneticos.html (Mayo 2007) 45 Agro-Biotecnología (Una esperanza para el tercer mundo)……………… * Por qué biotecnología. Disponible en: http://www.porquebiotecnologia.com.ar/doc/alimentosGM/alimGM.asp (Consulta: Mayo 2006) 46 47 Agro-Biotecnología (Una esperanza para el tercer mundo)……………… Anexos El queso y el vino representan alimentos modificados mediante la fermentación. Soja transgénica 48 Agro-Biotecnología (Una esperanza para el tercer mundo)……………… Planta se soja transgénica Cultivos de soja transgénica Soja Transgénica El uso de cultivos transgénicos Es protegido por una estructura legal 49 Agro-Biotecnología (Una esperanza para el tercer mundo)……………… Maíz transgénico 50
