UNIDAD 2
Ecología y crecimiento poblacional de los seres humanos
Bioingeniería
La bioingeniería se enfoca principalmente en la salud y medicina humana, apoyándose en la biotecnología, que permite modificar procesos biológicos para crear medicinas, vacunas y prótesis. El desarrollo de la biotecnología requiere conocimientos de física y química, ya que estas ciencias son fundamentales para comprender los procesos biológicos. Su enfoque principal es la medicina, en estrecha relación con la biología, la cual facilita la comprensión de los ciclos y procesos biológicos, así como la interacción entre tecnologías y sistemas biológicos.
Enfoque
El principal enfoque de la biotecnología es la medicina, teniendo una gran relación con la ciencia de la biología que nos ayuda a entender los procesos y ciclos biológicos de muchos organismos. Igualmente, nos ayuda a entender las relaciones entre los procesos biotecnológicos y su interacción con las metodologías de manejo y de operación en los sistemas biológicos.
Ramas de la bioingeniería
Ingeniería de bioprocesos
Ingeniería genética
Ingeniería genética en bacterias
Ingeniería genética en levaduras y hongos
Ingeniería genética en animales
Ingeniería genética en plantas
Ingeniería biomédica
Biomimética
Cariotipo humano
¿Alguna vez lo escuchaste? Aquí nace la bioingeniería y ahora gracias a la tecnología puedes ver los cromosomas en vivo y en una representacíon en 3D.
Nuestro cerebro
Es impresionante como funciona, siempre hay algo nuevo por descubrir, pero ¿Has tenido la oportunidad de verlo? Escanea el QR y te sorprenderás.
Ingeniería de bioprocesos
¿Qué es?
La ingeniería de bioprocesos utiliza organismos vivos o sus componentes celulares para producir productos útiles para los seres humanos, como antibióticos, vacunas, hormonas, ácidos orgánicos y biocombustibles, que impactan tanto en la salud como en sectores como la energía. Además de estos productos, los bioprocesos incluyen servicios como la biorremediación y el tratamiento de efluentes, que contribuyen a la limpieza de ambientes contaminados y al tratamiento de aguas residuales. En conjunto, estos procesos no solo benefician la salud y la alimentación, sino que también promueven la sostenibilidad ambiental y el desarrollo de alternativas energéticas renovables.
Ingeniería genética
El campo de la ingeniería genética, iniciado en la década de 1970, se centra en el estudio y manipulación del ADN. Consiste en introducir ADN modificado en células vivas, incorporándolo al material genético. Este enfoque ha llevado a avances significativos, como el descubrimiento de la regulación de la síntesis de insulina en el ADN humano. Además, las técnicas de ingeniería genética han sido fundamentales en la solución de problemas de salud y otros ámbitos, abarcando a todos los seres vivos, aunque algunos grupos reciben más atención que otros.
Ingeniería genética en bacterias
Las bacterias son los organismos más analizados dentro del campo de la ingeniería genética. La bacteria más usada es la Escherichia coli. Sin embargo, en el campo de la microbiología existen muchas bacterias estudiadas con gran importancia para la salud humana.
Las levaduras y hongos, junto a las bacterias son los sistemas mayormente estudiados. La levadura de Saccaromyces cerevisiae fue el primer genoma eucariota en ser secuenciado en su totalidad. Existen otras levaduras de importancia como la P. pastoris, que es utilizada para conseguir proinsulina en cultivo discontinuo y quitinasa en cultivo continuo. En el campo de los hongos, el que más se ha utilizado, y se destaca por su labor médica, pertenece al género Penicillium.
Ingeniería genética en levaduras y hongos
Ingeniería genética en animales
La manipulación genética en animales se utiliza con fines diversos, como la investigación médica mediante la creación de modelos con enfermedades humanas, el aumento de la productividad ganadera y la producción de fármacos. Entre los animales modificados genéticamente destacan los peces transgénicos, debido a su fácil manipulación y fecundación externa que facilita el estudio del desarrollo embrionario, y los mamíferos como los ratones knockout, ampliamente empleados en laboratorios pese a sus múltiples mutaciones, por su valor en la investigación científica.
Ingeniería genética en plantas
Actualmente, más de cuarenta especies de plantas han sido modificadas genéticamente para adquirir características que antes no poseían, como resistencia a virus, bacterias, insectos y condiciones ambientales adversas. Estas modificaciones también han mejorado la calidad y producción de cultivos de interés comercial y agrícola. En plantas frutales, la ingeniería genética ha logrado retrasar su maduración, conservando intactas sus propiedades organolépticas. Además, la biotecnología ha permitido el desarrollo de plantas con aplicaciones farmacológicas, capaces de producir anticuerpos, hormonas y proteínas.
Ingeniería biomédica
La ingeniería biomédica es una disciplina que combina los principios de la ingeniería con las ciencias biomédicas para diseñar y desarrollar tecnologías, dispositivos y sistemas que mejoren la salud humana y la atención médica. Entre sus aplicaciones destacan la creación de prótesis, equipos médicos, órganos artificiales, sistemas de diagnóstico por imagen, software para análisis clínico y terapias basadas en ingeniería genética.
Biomimética
La biomimética, también conocida como biomimicry, es una disciplina que estudia y se inspira en las estructuras, procesos y sistemas de la naturaleza para desarrollar soluciones innovadoras a problemas humanos en áreas como la ingeniería, el diseño, la arquitectura y la medicina. Su objetivo es imitar la eficiencia, sostenibilidad y funcionalidad que se observa en organismos vivos y ecosistemas. Ejemplos incluyen el velcro inspirado en las semillas del cardo, trenes de alta velocidad diseñados con base en el pico del martín pescador o materiales autolimpiantes basados en la estructura de las hojas de loto.
