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¿En algún momento te pusiste a pensar de dónde viene y cómo se produce el alcohol en gel que tan a mano tuvimos en el 2020 y seguiremos teniendo por un buen rato?

El alcohol en gel se produce a partir del maíz y la caña de azúcar, con el aporte de la glicerina, un subproducto del biodiesel de soja. Su producción es un claro resultado de la combinación de la biotecnología tradicional con la moderna.

El ácido cítrico es un compuesto natural que se encuentra en todos los seres vivos, pero está particularmente concentrado en las frutas cítricas. Primero fue producido a partir del jugo de limón, en Italia, allá por 1860, pero con un rendimiento muy bajo: se necesitaban unas 35 toneladas de limones para obtener una tonelada de ácido cítrico. Tiempo después se descubrió que había ciertos hongos microscópicos capaces de acumular ácido cítrico, lo que permitió su producción en gran escala.

A diferencia de los cultivos agrícolas, como el maíz y la soja, el mejoramiento de las especies forestales lleva muchísimo tiempo. Esto se debe a que el desarrollo completo, desde la germinación de la semilla hasta el árbol adulto, es un proceso que dura varios años. A pesar de esto, el mejoramiento genético de árboles forestales está avanzando, con buenos resultados. En particular, se busca mejorar el crecimiento, la forma del tronco y la calidad de la madera. En otras palabras: aumentar la productividad y mejorar la calidad de los productos. 

Todos los vertebrados necesitamos fabricar proteínas para crecer, movernos, y realizar todas nuestras funciones vitales. Las fabricamos a partir de pequeñas unidades llamadas aminoácidos. Somos capaces de fabricar también muchos de estos aminoácidos, aunque hay algunos, llamados “aminoácidos esenciales”, que necesariamente debemos incorporar a través de la dieta. 

El biodiesel es un combustible que se obtiene por combinación de un aceite vegetal (también puede ser de grasa animal) con un alcohol, como el metanol. El producto resulta parecido al gasoil derivado del petróleo, y puede emplearse como sustituto parcial o total de éste. Los principales países que producen, ensayan y usan biodiesel son Estados Unidos, Canadá, Alemania, Austria, Francia e Italia, y lo emplean en automóviles, camiones y transporte público.

Todos los cultivos vegetales sufren enfermedades causadas por virus, bacterias y hongos. Algunos también son acosados por insectos. El maíz, por ejemplo, es atacado en nuestro país por las orugas de ciertos insectos lepidópteros (polillas), conocidos como “barrenador del tallo”, “gusano cogollero” e “isoca de la espiga”, entre otros. Estas larvas se alimentan de los tallos, las hojas y la espiga del maíz, dejando galerías que dañan la planta, la quiebran, impiden el transporte de nutrientes y sustancias y son vía de entrada para hongos, cuyas toxinas (micotoxinas) son muy peligrosas para nuestra salud.

Las técnicas más recientes han permitido desarrollar animales transgénicos, esto es, animales a los que se les ha agregado uno o unos pocos genes en su material genético. Aunque los primeros animales transgénicos fueron los ratones, sólo sirven como herramientas (¡y muy útiles!) de laboratorio. Pero más adelante se pudo incorporar la tecnología a animales de importancia económica, con distintos objetivos. Se les pueden agregar genes a los animales para que brinden productos más útiles, de mejor calidad o más saludables.

Hay plantas que tienen la interesante capacidad de limpiar los ambientes contaminados. Pueden acumular o transformar sustancias tóxicas que aparecen en el suelo o el agua, ya sea por accidente (por ej, derrame de petróleo), por la actividad del hombre (por ej, deshechos industriales) o por cuestiones geológicas (por ej, altos niveles de arsénico en las aguas subterráneas). Las plantas también ayudan a impedir que el viento, la lluvia y las aguas subterráneas extiendan la contaminación a otras zonas.

El cuajo y los coagulantes son preparaciones de enzimas que se emplean para fabricar queso desde hace miles de años. Históricamente, la mayoría de las enzimas utilizadas provenían de extractos de estómagos de rumiantes, aunque también se empleaban coagulantes microbianos y vegetales. Con la introducción del cuajo bovino estandarizado en 1874, Chr. Hansen A/S Dinamarca fue la primer compañía en producir y comercializar una enzima coagulante estandarizada para la elaboración de quesos.

Todos los días escuchamos sobre qué grasas o aceites debemos consumir. Los cardiólogos nos dicen que debemos limitar las grasas saturadas porque elevan los niveles de colesterol y aumentan el riesgo cardiovascular. Estas grasas son principalmente de origen animal y están en la leche, la carne roja y el huevo, entre otros. Por eso, mejor ingerir grasas insaturadas, que son las que se encuentran en los aceites vegetales, como los de soja, maíz, girasol y oliva.

El término "probióticos" proviene del griego y significa "a favor de la vida". Se trata de microbios vivos que se agregan a los alimentos porque son beneficiosos para nuestra salud. En particular, los probióticos promueven el balance de la flora microbiana, inhibiendo el crecimiento de microbios patógenos y protegiéndonos de las enfermedades gastrointestinales, como las diarreas provocadas por rotavirus y bacterias.

Científicos en India consiguieron modificar genéticamente a una especie de pez llamada carpa asiática para que produzca más hormona de crecimiento que lo normal. El resultado es que estas carpas transgénicas, aunque llegan al mismo tamaño final que las normales, lo hacen entre unas seis y siete veces más rápido. La carpa es un pez de agua dulce que constituye el 80% del pescado cultivado en granjas de acuicultura en la India, donde es además una de las fuentes de proteínas más importantes para sus habitantes.

¿Alguna vez intentaste despegar un mejillón de una roca? Es imposible. Esto es porque los adhesivos producidos por los bivalvos, como los mejillones y almejas, son extremadamente fuertes y funcionan muy bien bajo el agua. Esto los hace muy interesantes para la industria naviera, por ejemplo, permitiendo pegar partes y materiales de piezas que siempre estarán sumergidas. Por otro lado, los cirujanos también los ven con buenos ojos, ya que podrían servir como nuevos adhesivos quirúrgicos, puesto que, no solo no son tóxicas, además son biodegradables.

Gracias a la biotecnología moderna hoy es posible introducir nuevas características en las plantas, no sólo para hacerlas resistentes a las plagas y enfermedades sino también para generar mejores alimentos, más sanos y nutritivos. El arroz dorado es un buen ejemplo de este tipo de mejoramiento. Se trata de un tipo de arroz al que se le ha introducido la información genética necesaria para fabricar beta caroteno, presente comúnmente en la zanahoria, el tomate y otras frutas y hortalizas, y que es el precursor de la vitamina A.

Ya sean más azules o más claros, de tiro bajo, alto o medio, tus jeans están hechos con una tela pre-tratada para que te resulten más confortables. Hasta hace poco, este pre-lavado de las telas se realizaba en grandes lavarropas donde se sumergían y agitaban junto con pequeñas piedras pómez hasta lograr ese "look" gastado típico. Este tratamiento, sin embargo, tiene sus problemas.

¿Alguna vez viste rosas azules? Seguramente no. Después de muchos años de investigación, un grupo de científicos japoneses logró unas hermosas rosas azules por ingeniería genética, introduciendo en las rosas el gen que lleva la información para fabricar el pigmento azul. Este gen proviene de otra flor: el pensamiento. El mejoramiento convencional puede generar rosas azuladas, pero más bien resultan grises o moradas, nunca de un azul intenso.

Hasta hace no mucho se pensaba que la vida era incompatible con los ambientes extremos tales como la oscuridad absoluta, concentraciones salinas tan altas como la de la salsa de soja, lagos helados o aguas termales. Pero hoy sabemos que existen una gran cantidad de microorganismos a los que les encantan estos ambientes y por eso reciben el nombre de “extremófilos” (amantes de lo extremo). 

Los medicamentos que se venden en la farmacia se producen de diversas maneras. Las moléculas simples se producen por síntesis química, mientras que las moléculas complejas generalmente deben ser purificadas a partir de microbios, plantas o animales. Los inconvenientes de esta estrategia son los bajos rendimientos de producción y el riesgo de contaminación del fármaco con toxinas o patógenos, como los virus.

Muchas veces vimos a una araña recorriendo su tela para atrapar a la presa que cayó en la trampa. El éxito de este método de captura se basa en una auténtica obra de ingeniería que las arañas vienen perfeccionando desde hace millones de años. Además de la increíble y perfecta arquitectura de una telaraña, llama la atención la calidad de las diferentes fibras que la forman. Estas fibras, de un milésimo de milímetro, son muy elásticas y más resistentes que una fibra de nylon o acero de igual diámetro.

Las enzimas son biocatalizadores, proteínas que hacen posibles los procesos de degradación de sustancias, la transformación de una sustancia en otra o la fabricación de un compuesto a partir de varios más pequeños. Hoy en día las enzimas forman parte de todos los procesos industriales. Por ejemplo, mientras lavamos la ropa no nos damos cuenta que las enzimas están haciendo el trabajo sucio por nosotros.

La biotecnología moderna emplea la tecnología del ADN recombinante o ingeniería genética para transferir genes de un organismo a otro. Gracias a esta tecnología es posible producir medicamentos de una manera más simple y barata. Así, podemos encontrar en las farmacias insulina producida en bacterias, una vacuna contra la hepatitis B fabricada por levaduras y factores de coagulación, para el tratamiento de la hemofilia, generada en células de mamífero en cultivo. 

Una buena noticia para los más chicos: en un futuro no muy lejano algunas vacunas inyectables serán reemplazadas por vacunas que se comen. Se trata de vacunas contenidas en frutas u hortalizas, y que al ingerirlas en estos alimentos nos protegen contra determinadas enfermedades. Esto es posible gracias a la biotecnología vegetal, que permite no sólo mejorar los cultivos y los alimentos, sino también producir en las plantas compuestos que nada tienen que ver con éstas.

Los antibióticos son sustancias que se usan para matar o inhibir el crecimiento de las bacterias. El antibiótico pionero fue la penicilina, que revolucionó el tratamiento de las infecciones, como la neumonía y la tuberculosis, y su producción, a partir de hongos, constituyó la primer aplicación de la biotecnología a la industria farmacéutica. Su descubrimiento se debe a Alexander Fleming, que en 1928 encontró que el hongo Penicillum notatum producía "algo" capaz de matar a las bacterias que estaba estudiando.

En todos los países del mundo los autos se mueven gracias a combustibles derivados del petróleo. Sin embargo, es posible usar la biotecnología para producir combustibles alternativos, como el alcohol (etanol). Las ventajas que presenta el alcohol sobre la nafta son muy importantes. En primer lugar, se produce a partir de cultivos agrícolas, que son fuentes renovables de energía, permitiendo, además, la producción local del biocombustible.

Casi todo lo que compramos viene envasado en plástico. Estos envases protegen al producto, son baratos y parecen durar indefinidamente. Pero nada es perfecto, su durabilidad es un problema serio para el medio ambiente. Es por eso que se están desarrollando plásticos biodegradables, es decir, que pueden ser transformados en sustancias simples por la acción de organismos vivos, y ser así eliminados más rápidamente del medio ambiente.
Los plásticos biodegradables pueden producirse a partir del almidón, un polímero natural fabricado por las plantas. Los cereales y los tubérculos tienen mucho almidón, y éste puede ser convertido en plástico.

La aparición de nuevas tecnologías y un mejor conocimiento de los organismos han permitido producir medicamentos en bacterias, mejorar plantas y emplear microbios para limpiar el ambiente. De eso se trata la biorremediación, es el uso de organismos vivos para eliminar o neutralizar contaminantes del medio ambiente.
Hay microbios que pueden degradar petróleo, hidrocarburos e insecticidas. Los metales pesados como el mercurio no son biodegradables, pero las bacterias pueden concentrarlos de tal forma de poder aislarlos más fácilmente. También se pueden emplear plantas para limpiar suelos contaminados. Este proceso se llama fitorremediación y se encuentra en desarrollo.

Los cultivos genéticamente modificados que han llegado al mercado llevan características que benefician directamente a la producción agrícola. Sin embargo hay muchos desarrollos que incluyen la introducción o modificación de características que pueden ser aprovechadas directamente por la industria o el consumidor. En esta nueva generación de cultivos transgénicos se buscan cambios específicos en la composición de las plantas, a través de la modificación en la proporción de nutrientes u otros componentes, la biofortificación, o la eliminación de toxinas y alérgenos naturales. 

La siguiente tabla resume algunos ejemplos de enzimas que se emplean en diferentes procesos de la industria alimenticia. La gran mayoría hoy se obtiene de microorganismos genéticamente modificados.