Los microorganismos y la biotecnología
Generalmente asociamos a los microbios con las enfermedades que causan a las personas, animales y plantas. Sin embargo, muchos microrganismos son esenciales para la elaboración de alimentos, medicamentos y otros productos de interés industrial.
Podemos definir biotecnología como el empleo de organismos vivos para la obtención de un bien o servicio útil para el ser humano. Sin duda los microorganismos son un grupo clave de organismos, relacionados entre sí por su tamaño microscópico, que contribuyen con enzimas y productos útiles para utilizar en diferentes procesos. La gran mayoría de estos organismos son unicelulares y viven en forma solitaria o formando colonias, aunque hay otros que son pluricelulares. El grupo abarca tanto a organismos procariontes (bacterias) como a eucariontes (protozoos, algas y hongos).
Entre los microbios útiles se destacan las levaduras, que producen el alcohol para la elaboración del vino y el dióxido de carbono para “levantar” la masa del pan, y las bacterias ácido lácticas, que aportan el ácido láctico en los productos lácteos, cárnicos y vegetales fermentados. En muchos productos de la industria alimenticia, los microorganismos están presentes durante el proceso de producción, pero ausentes como células viables en el producto final. En otros, los microorganismos vivos están en el producto final, como en el caso de los probióticos, cuya presencia en los alimentos estaría asociada con efectos beneficiosos para la salud. Hay hongos filamentosos que también se emplean en la elaboración de alimentos, como ciertas cepas de Penicillum, que les otorgan las propiedades tan características a los quesos del tipo Roquefort y Camembert.
Además de la industria alimenticia, hay otras industrias que se benefician de los productos de los microorganismos, entre ellas, la farmacéutica. Hay bacterias que producen una variada gama de antibióticos, como ciertas cepas del género Streptomyces (estreptomicina, tetraciclina, eritromicina), y también hongos filamentosos, del género Penicillium, que producen la penicilina.
Incluso la industria textil y de detergentes utiliza enzimas producidas a partir de microrganismos. Entre las enzimas más frecuentes se pueden mencionar a las proteasas, amilasas y lipasas para la fabricación de detergentes en polvo, la celulasa y otras enzimas para ablandar las telas en la industria textil.
Hoy en día, la mayor parte de las enzimas utilizadas en estas diferentes industrias se producen a partir de bacterias u hongos genéticamente modificados. La incorporación de la ingeniería genética, o metodología del ADN recombinante, permitió optimizar la eficiencia del proceso de producción y/o la calidad de los productos. Por un lado, es posible modificar el control de vías metabólicas, por ejemplo, para la sobreproducción de aminoácidos, ácidos orgánicos, vitaminas, etc., y por otro, permitió fabricar proteínas bajo la forma de proteínas recombinantes.
Las ventajas que presenta la producción de una proteína como proteína recombinante son varias:
• Permite obtener proteínas humanas, o de cualquier origen, en organismos fácilmente cultivables.
• Se obtienen grandes cantidades del producto, de una forma más fácil y sobre todo reproducible, en comparación con el obtenido por extracción a partir de su fuente natural (en el caso de la insulina, se obtenía a partir de páncreas de animales y hoy en día usamos insulina humana recombinante producida en bacterias).
• Se obtienen productos libres de patógenos y otros riesgos potenciales. Esto es particularmente importante en el caso de los productos farmacéuticos, ya que se evita el contagio de enfermedades por empleo de hormonas o factores derivados de sangre u órganos humanos. Por ejemplo, los factores de coagulación o la hormona de crecimiento pueden administrarse libres de contaminación como proteínas recombinantes, en lugar de proteínas purificadas de sangre e hipófisis humanas, respectivamente.
• Pueden producirse proteínas que no existen en la naturaleza, como los anticuerpos de cadena simple, útiles en el diagnóstico y tratamiento de algunas enfermedades.
• La posibilidad de producir vacunas seguras de forma eficiente.
Prácticamente todas las enzimas que se emplean en la industria (farmacéutica, alimenticia, textil, papel, química, detergentes, etc.) son recombinantes. Muchas de ellas son producidas a partir de microbios bien conocidos y fácilmente cultivables. Aún más, la ingeniería genética permite modificar al azar o de manera dirigida los genes, creando así variantes de enzimas o proteínas de interés con nuevas propiedades.
Esperamos que, a partir de este artículo, puedan identificar la gran variedad de bienes y productos que usamos y consumimos en nuestra vida diaria que son producto de los microorganismos y la biotecnología.