¿Qué es la biotecnología agrícola?




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¿Qué es la biotecnología?

 

La biotecnología puede definirse como la utilización de seres vivos, sus partes o sus procesos, con el fin de obtener productos o servicios útiles para el hombre.

¿Qué es la biotecnología agrícola?

Este campo de desarrollo científico aplicado a la agricultura ofrece soluciones reales a los grandes problemas de la actualidad, como son el aumento en la demanda de alimentos y granos, y la escasez de agua; constituye una promesa de seguridad y calidad para los consumidores, y de productos con mayor resistencia, rendimiento y rentabilidad para los agricultores.

La capacidad de seleccionar sólo los genes deseables permite a los científicos desarrollar variedades de cultivos con características como la resistencia a plagas y tolerancia a herbicidas para la eliminación de hierbas nocivas. Adicionalmente, mediante esta tecnología se pueden producir vegetales más fáciles de procesar y con un mayor valor nutritivo. Todas estas mejoras contribuyen con el medio ambiente y la salud de las generaciones futuras.
Breve cronología de la biotecnología agrícola:

Importancia y beneficios

Biotecnología agrícola para el futuro
En México...

El rendimiento del maíz es de 2.8toneladas por hectárea. Los países que utilizan maíz biotecnológico obtienen hasta 8.2 toneladas por hectárea.(1)

El medio ambiente...

La siembra de cultivos biotecnológicos entre 1996 y 2006 provocó una reducción en la emisión de gases invernadero equivalente a eliminar 6, 500, 000 vehículos de las calles.(2)

 

La sobre explotación de los recursos naturales y el crecimiento de la población, son dos de los principales factores que hacen indispensable la biotecnología agrícola para el futuro.

Los expertos en el tema sugieren que los cultivos transgénicos son una opción que contribuirá a incrementar el rendimiento de las cosechas, sin que se requieran tierras de cultivo adicionales, contribuyendo así a salvar los bosques y otros ecosistemas que han venido siendo sacrificados para expandir las superficies agrícolas.

Los beneficios a futuro son enormemente promisorios. A través de la biotecnología agrícola podremos obtener alimentos más saludables, con mejor sabor y cada vez utilizando menos plaguicidas. Ya estamos cultivando plantas que requieren 40% menos insecticidas que las variedades convencionales.

Una mayor producción a un menor costo beneficia a los agricultores y a los consumidores. El sector agrario en nuestro país enfrenta un gran reto que debe ser atendido en beneficio de las familias de México.

La calidad y rendimiento de los cultivos, mejores fibras, reducción de costos debido a las características mejoradas de las plantas, una mejor nutrición, el cuidado del medio ambiente, la conservación de los bosques y selvas y la mejor administración del agua son sólo algunas de las posibilidades casi ilimitadas que la biotecnología agrícola nos ofrece.

 Los cultivos genéticamente mejorados o transgénicos

Todas las plantas que hoy se cultivan han sido modificadas por el hombre seleccionando sus características en función de sus necesidades. Las semillas que utilizan actualmente los productores, han sido desarrolladas en su gran mayoría de forma convencional, sin embargo la ciencia moderna nos provee ahora de nuevos métodos para obtener mejores variedades en menor tiempo y con mayores beneficios a corto y largo plazo.

Desde que los científicos descubrieron que la información genética se transmitía a través del ADN, se consideró la posibilidad de obtener características determinadas realizando modificaciones en él.

El ADN tiene la forma de una doble hélice, y en él se almacena la información que determina las características de un organismo, por ejemplo, el tamaño de las hojas de una planta o la capacidad de la misma para producir ácidos grasos. Los cultivos transgénicos, son aquellos a los que mediante la biotecnología moderna se ha transferido ADN que confiere características deseables específicas, como la resistencia a plagas y tolerancia a herbicidas o la capacidad de sobrevivir en terrenos difíciles.  

 

Las plantas son un grupo ampliamente estudiado en el campo de la biotecnología vegetal y en la actualidad existe una gran cantidad de plantas transgénicas producidas con diferentes fines:

- Incremento de la productividad al proteger los cultivos contra:

Plagas.

Enfermedades.

Herbicidas (tolerancia a los herbicidas para eliminar las malas hierbas).

Sequías.

Salinidad elevada del suelo.

Regeneración de suelos contaminados por metales pesados con plantas transgénicas tolerantes a concentraciones elevadas de estos elementos.

Producción de medicamentos. En 1997 se investigaba la producción de anticuerpos monoclonales, vacunas y otras proteínas terapéuticas en plantas transgénicas de maíz y soja.

Retraso de la maduración de los frutos para conseguir dilatar el tiempo de almacenamiento.

-Si bien inicialmente los transgénicos han sido concebidos para proporcionar beneficios a la humanidad y surgir como una alternativa al hambre en el mundo, en la actualidad son fuertemente cuestionados y criticados por los efectos negativos que potencialmente tienen sobre el ambiente y la salud, y por el control de mercado que ejercen las compañías multinacionales dueñas de las patentes.

El evaluar la seguridad de la ingeniería genética en plantas es todavía algo incierto ya que los

científicos controlan los efectos primarios (o lo que se quiere conseguir), pero no pueden controlar los efectos secundarios (mediados por procesos naturales de recombinación y mutación), que dan lugares a resultados no deseados e impredecibles.

Las compañías transnacionales que controlan el mercado de los transgénicos en la actualidad, hablan de los efectos primarios de sus nuevas y privilegiadas variedades, pero las denuncias de efectos nocivos a la salud y el ambiente por la ingesta de alimentos transgénicos, que se venden de manera abierta, aumenta día a día.

La posición a adoptar respecto a los cultivos transgénicos no es sencilla y tampoco existe una posición extrema y única, hay muchas ventajas y desventajas en las plantas transgénicas, y éstas se deben ajustar a las características y necesidades de cada país, por lo que el balance global que se haga al respecto debe contemplar las consideraciones del caso particular que se trate.

2. ¿QUÉ SON TRANSGÉNICOS? GENERALIDADES

Los transgénicos son organismos a los cuales se han introducido uno o más genes provenientes de otra especie. Las plantas transgénicas poseen genes de todas las procedencias: de otras plantas, de animales, de bacterias, de virus y de hongos, y muchas veces poseen combinaciones de ellos, ya que se necesitan armar complejos sistemas moleculares para garantizar la expresión de los genes foráneos.

En las plantas transgénicas se han usado genes de plantas, animales y bacterias para conferirles características puntuales como resistencia a químicos, a condiciones ambientales adversas, a insectos, etc. a los cuales se añaden genes promotores y regulares de elevada expresión (llamados convencionalmente enhancers) provenientes de virus, puesto que éstos tienen mayor capacidad de expresión que los celulares (por las características infecciosas de los virus, que hacen que el sistema de expresión tenga prioridad con su genoma antes que con el de la célula) y de esta forma de garantiza que el material introducido se transcriba y se traduzca. Para la construcción de transgénicos además se usan genes de resistencia a 4 antibióticos que sirven como marcadores de selección, para separar las células transformadas de las no afectadas.

Como se hace un transgénico.

Video de la pag de Monsanto

ESPECIES TRANSFORMADAS MEDIANTE INGENIERÍA GENÉTICA

Hasta 1997 se habían realizado en el mundo, unos 3650 experimentos de campo con cultivos transgénicos y con resultados positivos, de los cuales la mayoría corresponden a las especies que se indican a continuación:

Especies transgénicas Experimentos de campo [%]

Maíz 28

Nabo 18

Patata 10

Tomate 9,5

Soja 7,5

Algodón 6

Tabaco 4,5

Total 83,5

5. BENEFICIOS Y RIESGOS EN EL DESARROLLO Y APLICACIÓN DEL MEJORAMIENTO DE CULTIVOS POR TRANSFERENCIA DE GENES

A continuación se presenta un resumen de las principales ventajas y desventajas de las plantas transgénicas actuales, en este resumen se verá que una misma característica puede ser tanto una ventaja como una desventaja, dependiendo el punto de vista bajo el que se mire.

5.1. BENEFICIOS DE LAS PLANTAS TRANSGÉNICAS

Los beneficios que esgrimen los científicos dedicados a la investigación y desarrollo de las plantas transgénicas hacen referencia sobretodo a los incrementos en la producción de alimentos. En un momento en que la población mundial ronda los 6000 millones de personas y teniendo en cuenta que si el crecimiento de la población continúa con el ritmo actual del 2%, la población se duplicará de aquí a unos 35 años y que la superficie de los suelos agrícolas disminuye en un 0.1% anual, se ve la necesidad de incrementar la producción agrícola de alimentos.

5.1.1. Resistencia a insectos.

La introducción de genes Bt en las plantas hace que éstas sean "naturalmente" resistentes a las principales plagas que atacan los cultivos y producen grandes pérdidas en la producción. La ventaja de las proteínas tóxicas Bt (provenientes de los genes cry) es que atacan solamente a ciertos grupos sensibles a ellas y no afectan al resto de la entomofauna relacionada a las plantas del cultivo.

Otros beneficios se derivarían de la disminución del uso de plaguicidas químicos al disponer de cultivos que no requieran estas sustancias para detener las plagas. Puesto que la planta por si misma es capaz de envenenar a los insectos, el uso de agrotóxicos se hace innecesario, reduciendo de esta manera el impacto sobre las plantas, la entomofauna y el suelo, y reduciendo el costo de producción en lo que a plaguicidas se refiere. Los plaguicidas químicos actúan sobre un amplio espectro de especies agresoras por lo que suponen un riesgo sobre la fauna y flora silvestre, siendo también productos tóxicos para el cuerpo humano. Actualmente se emplean alrededor de 10 millones de toneladas de insecticidas en todo el mundo y a pesar de todo se pierde un 35% de las cosechas mundiales por culpa de los insectos.

5.1.2. Resistencia a herbicidas.

La construcción de plantas resistentes al efecto de los herbicidas, posibilita eliminar con facilidad las malezas que crecen en los campos de cultivo. La selectividad de resistencia hace que sea posible aplicar el herbicida a todo el campo de cultivo y matar a las malezas pero no a las plantas de interés economico.

5.1.3. Mejora de la productividad y producción.

Uno de los puntos más importantes en la construcción de transgénicos es el aumento de productividad y producción, es decir, el aumento de calidad y cantidad del producto final. Uno de los desafíos más grandes del mundo actual es dar de comer a la población mundial (que se acerca a los 8 mil millones de habitantes) con la misma cantidad de tierras productivas, y para ello se necesitan variedades que den mayor cantidad de producto.

5.1.4. Mejora de la calidad nutritiva.

Algunas plantas son ricas en ciertos nutrientes esenciales para el hombre, mientras que otras carecen de ellos o los poseen en muy bajas cantidades, es por ello que los métodos de ingeniería genética han conseguido incrementar la producción de ciertas sustancias en las plantas transgénicas. Uno de los ejemplos más representativos de ellos es el arroz dorado (golden rice, por su color) que es rico en vitamina A, la cual ayuda a evitar la ceguera en medio millón de niños por año en el mundo.

La expresión de ciertos nutrientes que no estaban presentes antes en determinados cultivos es una buena opción para combatir la desnutrición en poblaciones con acceso restringido a muchos alimentos, y que por tal razón tienen una dieta incompleta y deficiente. Los principales campos de acción de esta área son el aumento de ácidos grasos, de proteínas y de micronutrientes.

5.1.5. Control de enfermedades virales.

Las enfermedades virales son causa de pérdidas masivas del cultivo cada año. Los grupos de virus que infectan las principales plantas son variados, los más conocidos son los virus mosaico. Los virus producen enfermedades mortales en las plantas y son capaces de acabar con cultivos enteros puesto que el contagio mediante insectos (u otros vectores) propaga rápidamente la enfermedad y produce un deterioro permanente de los cultivos. Se han diseñado plantas transgénicas resistentes a diferentes enfermedades virales mediante ingeniería genética.

El principio de la resistencia a enfermedades virales es la expresión de proteínas del mismo virus, que compitan con las partículas virales infecciosas e interrumpan los procesos de entrada a las

células y de replicación. También se han diseñado plantas transgénicas que expresan proteínas capaces de interferir con los circuitos de regulación génica de los virus, inhibiendo la replicación del genoma viral y la síntesis de proteínas virales imprescindibles.

En este campo también se han hecho avances acerca de la resistencia a enfermedades bacterianas y virales, mediante plantas productoras de ciertas proteínas y sustancias que funcionan como antibióticos y antimicóticos.

5.1.6. Tolerancia al estrés ambiental.

Otro factor negativo sobre los cultivos son las condiciones ambientales adversas, que provocan fuertes situaciones de estrés sobre las plantas disminuyendo su productividad o matándolas. Para ello, se han aislado genes de organismos resistentes a determinadas condiciones ambientales extremas, como son las elevadas o bajas temperaturas, condiciones de salinidad extremas o de pH bajo 5 o sobre 9.

Uno de los avances más llamativos en este sentido es la producción de plantas de tabaco y nabo portadoras de un gen humano que les confiere la resistencia a ciertos metales pesados, por medio de una proteína de asimilación de éstos metales, pasándolos a formas menos tóxicas dentro del organismo. La principal ventaja que tiene esta reducción del estrés ambiental, es la potencialidad de uso de hábitats marginales para cultivos. Plantas transgénicas que pueden crecer en ambientes poco o nada aptos para sus parientes silvestres.

5.1.7. Producción de frutos más resistentes.

El primer transgénico que salió al mercado fue el tomate "Flavr–Savr" de Calgene, el cual posee un gen artificial que genera un RNA de que inhibe la producción de la proteína responsable de la senescencia del fruto. Esta tecnología permite almacenar y tener más tiempo de exposición al ambiente de muchos frutos sin que se ablanden y se malogren.

5.1.8. Producción de plantas bioreactoras.

La posibilidad de inserción de genes en plantas, es tan amplia, que permite actualmente, generar nuevas plantas que funcionen como bioreactores para descontaminación y reciclaje de productos.

5.1.9. Fijación de nitrógeno.

Se han creado plantas transgénicas con amplio espectro de asimilación de Rhizobium sp., una bacteria fijadora de nitrógeno. Estas bacterias normalmente hacen simbiosis solamente con las leguminosas, pero las nuevas tendencias en biotecnología vegetal han logrado ampliar el espectro de huésped a otras plantas.

5.1.10. Producción de fármacos y vacunas.

La expresión de proteínas terapéuticas y de vacunas de subunidad han sido un gran logro de las plantas transgénica en el campo de la medicina. Normalmente las vacunas y muchos fármacos son difíciles de producir y los costos al consumidor son tan elevados que se hacen inaccesibles a la mayoría de la gente. Es por ello que la producción de vacunas activas y anticuerpos funcionales en plantas representa una buena alternativa para difundir el uso de vacunas importantes (como la de la hepatitis B) a un costo mucho menor.
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