2010 Año de la Biodiversidad CF Nº 150

CIENCIA FÁCIL N º 150
Autora: María Cristina Chaler.

2010 Año de la Biodiversidad

Se denomina biodiversidad a la variedad de las especies de un lugar determinado, tanto en plantas, animales como en microorganismos. Luego de millones de años de Evolución y a través de procesos naturales en nuestro planeta existe una gran cantidad de especies y aún dentro de la misma especie una enorme variación acorde a la región o al lugar en donde se desarrollan. Esta diversidad por supuesto que se manifiesta fenotípicamente acorde con la variedad genotípica que les corresponde y es obra exclusiva una sutil y compleja Evolución.
Nada se da en la naturaleza en forma arbitraria de modo que la existencia de cada uno de los organismos vivos tiene una razón de ser y forman parte del equilibrio Natural, de modo que la ruptura del mismo genera consecuencias nefastas para el planeta y la vida que contiene.
El cambio climático, generado por la contaminación ambiental producto de la tala indiscriminada de bosques, la proliferación de industrias, la concentración de poblaciones, la agricultura indiscriminada, el uso irracional de agua, la distribución de los contaminantes, es otro de los factores que alteran la biodiversidad planetaria.
En los últimos años, el hombre a través de su ambición desmedida, ha alterado este equilibrio y puso en peligro la biodiversidad del planeta, se estima que se extinguen aproximadamente 200 especies por día, entre animales y vegetales, sabiendo que por cada uno de los vegetales hay una dependencia de aproximadamente 10 especies animales. Esto no es algo de poca importancia, ya que todo el ecosistema se encuentra relacionado y la extinción de una sola especie implica un grave desequilibrio, con altos costos socioeconómicos.
La biodiversidad se distribuye en el planeta según un mapa dinámico, no es estática sino que varía con el tiempo, el clima, con el lugar geográfico y con la presencia de otras especies.
Es necesario tomar conciencia de la importancia de generar desarrollos sustentables es decir planes de progreso que no afecten al medio ambiente y conserven la biodiversidad.
Numéricamente no existen cifras para medir la diversidad de las especies que habitan el planeta pero podemos asegurar que son millones y millones que se distribuyen a lo largo de los suelos de nuestro planeta, aún en las condiciones más extremas.
Esta riqueza de vida, no es homogénea sino que depende de muchos factores.

La tierra es más biodiversa que las aguas.
Cerca de los trópicos la biodiversidad aumenta y disminuye al alejarnos de ellos.
Dentro de los mismos trópicos hay biomas más diversos que otros.
Latino América se caracteriza por su abundante biodiversidad

El peligro
Actualmente esta biodiversidad se encuentra en peligro, por una serie de causas multifactoriales
Las podemos enumerar como:
Políticas.
Sociológicas.
Demográficas.
Distribución despareja de la riqueza.
Ecológicas.
Malos planeamientos.
Falta de planeamiento.
Falta de Educación.
Falta de legislación.
Falta de toma de conciencia.
Geoclimáticas.
Explotaciones no racionales.
Intereses contrapuestos.

Podríamos hacer una enumeración más larga, pero las nombradas están absolutamente interrelacionadas entre sí y resultan ser los factores determinantes de la extinción d muchas especies.

Hacer oídos sordos a este problema, resultará a la larga un perjuicio para la humanidad entera y aún para aquellos países que no quieran tomar conciencia del problema y minimizarlo frente al rédito de las explotaciones económicas.

Bacterias beneficiosas CF Nº 149

CIENCIA FÁCIL N º 149
Bacterias beneficiosas
Autora: María Cristina Chaler.

Profundizaremos sobre el beneficio que aporta al hombre estos pequeños seres vivos que son las bacterias.
Recordemos de notas anteriores
¿Como las clasificamos?
Hay variadísimas clasificaciones pero para los fines de esta nota mencionaremos la más antigua. Según su forma.
Cocos: de forma esférica u ovoide los cuales pueden estar como:
Diplococo: en grupos de a dos
Tetracoco: agrupados de a cuatro
Estreptococo: formando cadenas.
Estafilococo: agrupados en forma de racimos
· Bacilos con forma de bastones
· Actino bacterias con forma de filamentos que se rodean de una vaina protectora
· Espirilos son bastones pero de forma helicoidal.
· Vibrios: Son curvos como una coma.
· Espiroquetas tienen forma de hilos flexibles enrollados en espiral con diez o más vueltas.
Existen otras con tamaños y geometría variada que les da la capacidad de adaptación al medio y les permite adquirir los nutrientes para poder sobrevivir.
Según como se alimentan:
· Heterótrofas: cuando descomponen sustancias orgánicas para alimentarse
· Autótrofas: cuando generan su propio alimento
Según necesiten o no la presencia de oxígeno para su desarrollo se clasifica en:
· Aeróbicas las que necesitan oxígeno para obtener energía
· Anaeróbicas: obtienen energía sin la presencia de oxígeno.
Recordemos que
La fermentación es un proceso que se produce mediante organismos vivos o fermentos que son microorganismos que se alimentan de determinada sustancia que contiene la materia a fermentar (sustrato) y al hacerlo la descomponen en otras sustancias llamadas productos.Según los productos finales que generan se clasifican en forma diferente.Si el producto esalcohol se le dará el nombre de Fermentación Alcohólicaácido láctico Fermentación Lácticaácido acético (vinagre) fermentación acéticaácido butírico fermentación butíricasustancias pútridas fermentación pútridaglicerina será fermentación de la glicerina.Los microorganismos que provocan este proceso suelen ser hongos, levaduras o bacterias. Sabemos que en la industria alimentaría se usan estos microorganismos “buenos” es decir no patógenos (que no enferman) para producir alimentos fermentados.Para la elaboración del yogurt se introducen en la leche bacterias benignas que se alimentan del azúcar de la misma (lactosa) y la transforman en ácido láctico de modo que se trata de una fermentación láctica. Este proceso cambia por completo las características de la leche dándole otra textura y sabor y además le adiciona propiedades nutricionales diferentes y el alimento resulta ser un fármaco beneficioso ya que cura y previene determinadas enfermedades, elevando el potencial del sistema inmunológico, de modo que se trata de un excelente alimento.
Refresquemos de Ciencia fácil Nº 45 “Sepamos lo que comemos”
El ser humano tiene en su intestino una grupo de 100 millones de bacteria benignas que recibe el nombre de Flora intestinal estas están divididas en grupos de diferentes especies y ayudan a su vez a finalizar el proceso de la digestiónLas bacterias viven en nuestro intestino grueso y se alimentan de la sustancia que llegan al mismo. La flora se puede considerar como un gran órgano de nuestro cuerpo que metaboliza e influye enormemente en la salud y en la inmunidad hacia las diferentes enfermedades Las bacterias beneficiosas que habitan en este órgano son los lacto bacilos y las bifido bacterias que segregan sustancias beneficiosas que evitan el crecimientos de otras bacteria patógenas, evitando las infecciones intestinales y resguardando la salud.No debemos olvidar que junto con lo alimentos ingerimos gérmenes patógenos que el proceso digestivo va eliminando. Si alguno de ellos llega al intestino los defensores nos protegen. También esta comprobado que las segregaciones de estas colonias tienen efecto antitumoral (evitan tumores).
También las bacterias benefician al hombre en la medida de la utilidad que le prestan como es el caso de las mineras y las descontaminantes tratadas en notas anteriores.
Por otro lado la ciencia Utiliza a las bacterias en el largo camino de la investigación genómica y con la nueva técnica de ADN recombinante resultan ser pequeñas fábricas de productos como medicamentos o vacunas. Esta técnica tiene un futuro promisorio en materia de elaboración de medicamentos.
En la superficie de la piel también existen bacterias que nos benefician y mantienen el equilibrio ácido base de la misma, además de protegernos de excesivas inflamaciones ante una lesión.
Bacterias que se asocian a las plantas (rizo bacterias)
Estas bacterias se asocian a la raíz de las plantas por fuera, pegadas y por dentro se generan así una simbiosis beneficiosa en donde tanto la planta como ellas se benefician.
Estas bacterias favorecen el crecimiento de las raíces y las fortalece, de este modo se favorece la absorción de agua y sustancias que benefician la nutrición de la planta, haciéndolas más vigorosas y resistentes a las sequías.
También protegen a las plantas de bacterias del suelo que las pudiesen perjudicar y aumentan su resistencia a las enfermedades, podríamos compararlas con la flora intestinal de los humanos.
Se piensa que este tipo de bacterias se podrían utilizar como biofertilizante y resultaría beneficioso ya que no ejercería efectos perjudiciales para el medio ambiente.
Equilibrio ambiental
El ciclo del nitrógeno de nuestro planeta es uno de los ciclos que mantiene el equilibrio del ecosistema, en el mismo intervienen los gases atmosféricos en relación con el suelo, si no se diera este equilibrio, no existiría vida ya que ella necesita de este elemento para perpetuarse (ver notas de Ciencia fácil la tabla periódica en nuestro cuerpo).
En este proceso las bacterias nitrificantes fijan el nitrógeno atmosférico a las raíces de las plantas y al suelo ya que lo transforman en sales solubles y asimilables, las bacterias desnitrificantes reducen esas sales del suelo (nitratos y nitritos) y las transforman en nitrógeno gaseoso devolviéndolo a la atmósfera y restableciendo el equilibrio.
Seguramente en pocos años se descubran muchísimos más beneficios que estos pequeños organismos le brindan al hombre y al planeta. Podríamos llamarlas compañeras permanentes de la vida.

Biotecnología y bacterias CF Nº 148

CIENCIA FÁCIL N º 148
Biotecnología y bacterias beneficiosasAutora: María Cristina Chaler.

Recordemos que estos pequeños organismos no siempre  son perjudiciales, en estos tiempos  con los nuevos adelantos, resultan de gran utilidad para el hombre en varias áreas de la biotecnología.

Ya en notas anteriores habíamos mencionado que muchas bacterias tienen una enorme capacidad de resistencia a las condiciones más extremas, han sobrevivido largamente y resultan ser la vida más abundante en nuestro planeta. Estas condiciones son aprovechadas por el hombre para inventar métodos que resulten ya sea por sus propiedades o por sus productos de utilidad tecnológica.
El tamaño de una bacteria es mayor que el de los virus. La unidad con que se miden son los micrómetros es decir el 1/1000000m que corresponde a 1mm dividido en 1000 partes. Hay algunas excepciones las hay de gran tamaño y pueden verse a simple vista.

Las bacteria y la vida.
En el tracto digestivo de todo ser vivo habitan bacterias que conforman a partir del momento de su nacimiento, la llamada flora intestinal encargada de proteger y reforzar el sistema inmunológico. Sin su presencia algunos nutrientes no se podrían asimilar. Esta flora en el ser vivo forma una especie de micro ecosistema que se mantiene en equilibrio y evita que proliferen las bacterias patógenas. Una buena nutrición y una vida sana hacen que se mantenga en buenas condiciones. El exceso de antibióticos las mata. Si bien a veces es necesario ingerirlos para combatir  a aquellas bacterias que nos enferman (patógenas), siempre hay que tener en cuenta que se destruyen las beneficiosas y hay que compensar de alguna manera este efecto.

Nuestro Planeta y las bacterias
También el equilibrio de nuestro planeta está sostenido por bacterias. Intervienen en la cadena trófica (Alimentaria) como degradadores de la materia orgánica, se encargan de la limpieza planetaria, degradando la basura y manteniendo el medio ambiente equilibrado. (Ciencia fácil Bacterias).

La industria.

Ya mencionamos la utilidad de algunas de ellas en la industria farmacéutica donde se aplican técnicas de ADN recombinanante para la fabricación de medicamentos como la insulina y algunas vacunas, o para el desarrollo de otros productos. Tradicionalmente, en la industria alimentaria se usan para la fabricación de comestibles fermentados como el vinagre y productos lácteos como yogures, leches ácidas, probióticos, prebióticos, etc.

La Minería
Las bacterias mineras _ “Acidithiobacillus ferrooxidans”son de gran utilidad. Cuando el mineral de cobre (cuprífero) en una mina, posee bajo porcentaje  (menor al 0,5 %) su explotación no resulta rentable, se impulsaron métodos de investigación para generar mayor eficiencia y rendimiento  que permitan aprovechar minerales con bajos porcentajes del metal.
Las bacterias quimiolitoautotróficas (come rocas), a diferencia de los seres humanos cuyo combustible de vida es la glucosa, oxidan compuestos inorgánicos para generar su alimento. Esta capacidad metabólica es la que se aprovecha para solubilizar cobre. Reciben el nombre de bacterias mineras por ser capaces de degradar las rocas   alimentándose de ellas. Este proceso recibe se llama biolixiviación  aprovechando que las bacterias transforman al azufre en ácido sulfúrico y oxidan al mineral de hierro liberando Cobre y haciéndolo soluble. Con el avance tecnológico se ha secuenciado el genoma de estas bacterias mineras y se piensa emplearlas en forma más eficiente.

La piro metalurgia es uno de los métodos que se aplica para la extracción del cobre en un 70 % de los casos. Se funde el mineral metálico en hornos a 1200 °C. Los más pesados van al fondo y los  más livianos flotan sobre ellos, como es el caso del cobre.
La hidrometalurgia  consiste en disolver el mineral con ácido sulfúrico (H2SO4) y separando de este modo el cobre de otros metales. Este proceso resulta de bajo rendimiento cuando se tratan   minerales que posean azufre,óxidos de hierro y pequeñas cantidades de cobre, aquí es donde las bacterias mineras resultan útiles porque se alimentan del hierro y azufre y separan al cobre. Se genera una disolución rica en cobre ( 30 gramos por litro) que se puede enviar a refinerías para su extracción.

Bacterias descontaminantes

Las bacterias descontaminantes, se pueden utilizar en los efluentes de las industrias mineras que  deben cumplir con estándares de descargas y reducir al mínimo la presencia de metales pesados.Significaron siempre un serio problema medioambiental y quizás este proceso sea una de las soluciones. La propiedad que se utiliza es la biosorción basada en la capacidad que poseen las bacterias de captar en su superficies iones de metales pesados y hacerlos insolubles reteniéndolos y purificando el medio de metales como Cu 2+ (ión cobre), Zn2+ (ión zinc), Fe+3 (ión férrico) y Cd+2(ión cadmio).
Este método se ha ido mejorando a través del tiempo, cultivando bacterias en superficies inertes, que tienen gran capacidad de absorción de metales y poca movilidad que les permite retenerlos mejor  durante el proceso. Esta absorción es reversible y la biomasa  se recupera volviendo a las condiciones iniciales para ser  utilizada. 
Este proceso es el resultado de más de 10 años de Investigación en los laboratorios de Microbiología y Biotecnología y Operaciones Unitarias de la facultad de Ciencias Químicas y Farmacéuticas de la Universidad de Chile. Se está tratando de convertirlo en un método de descontaminación generalizado.

El hombre debe pensar que el planeta que sostiene su vida es sumamente frágil. Tiene la responsabilidad de cuidarlo para sí y para los habitantes del futuro. Loa científicos generan como resultado  de sus investigaciones métodos y técnicas cada vez más sofisticados y eficientes. 
El avance de la tecnología debe ser acompañado por el cuidado del medio ambiente, de lo contrario es retroceso.

La toma de Conciencia CF 147 (Medio Ambiente)

CIENCIA FÁCIL N º 147

La Toma de Conciencia
Autora: María Cristina Chaler.Si de medio ambiente hablamos…
Recordemos que el único que tuvo y tiene el poder de modificar el equilibrio del medio ambiente es el hombre. Hasta ahora por su ambición desmedida y su desconocimiento de las consecuencias, se alteró el medio en que se desarrolla la vida en el Planeta. Es hora de restablecerlo, de lo contrario, la Tierra llegará a ser un planeta inhabitable.

Entre los problemas que nos acosan encontramos:
· EL deterioro de la atmósfera protectora
“Una capa de gases que rodea y protege a la tierra y está formada por diferentes estratos, cada uno de ellos cumpliendo funciones vitales.La capa de ozono (O3) es la encargada de protegernos de los rayos UVB (de longitud de onda 290 a 520 nm) (léase nanometro (nm) = 1m /1000 millones) y de loa UVC (longitud de onda inferior a 290 nm) que nos resultarían extremadamente dañinos ya que cuando más pequeña es la longitud de la onda luminosa, más energéticos y penetrantes resultan, y al incidir sobre nuestra piel puede alterar el código genético que porta cada una de nuestras células y generar cáncer (melanoma).Si esta capa desapareciera totalmente sería imposible vivir sobre la tierra.
Ya sabemos que esta capa protectora se encuentra deteriorada por causa de los productos eliminados a la atmósfera, como los compuestos de Cloro Fluor y Carbono (clorofluorcarbonados) (CFCs) que generaban masivamente la industria antes del protocolo de Montreal (1987) en donde se efectiviza el compromiso de reducir la producción de los mismos, Se empleaban en la refrigeración, en la fabricación de goma espuma y como propelentes de aerosoles, lanzándolos masivamente a la atmósfera con el consecuente daño. El análisis químico de esta teoría le mereció el premio Nóbel de la Química en el año 1995 a Mario J Molina, un científico mejicano nacido en 1943.
Hay otras sustancias que también generan daño a la capa de ozono tales como los óxidos de nitrógeno, producidos por los desechos industriales y el metano producto de la descomposición orgánica, gas de los pantanos, desechos del ganado y subproducto del cultivo de arrozales.

El ozono tiene un ciclo de regeneración que esta dado por las siguientes reacciones químicas: O2 (g) + UVC ------O +O

2O2+2 O--------2O3
Si sumamos las ecuaciones 1 y 2 tenemos como resultado:

3O2 --------2 O3
Que luego vuelve a restituir el oxigeno por interacción con los UVB

2 O3 (g) + UVB--------3 O2 (g)Si observamos las Ecuaciones de equilibrio vemos que el ozono atmosférico se regenera a partir de tres moléculas de oxigeno a expensas de los rayos UVC y luego los UVB vuelven a restablecer el equilibrio. Este equilibrio ha sido alterado.
Junto con el deterioro de la capa d ozono (O3) se produjo la contaminación atmosférica por el exceso de gases en la misma que aumentan el efecto invernadero
Recordemos que:
“El dióxido de carbono (CO2) es el subproducto de la respiración de todos los seres vivientes del planeta y se encuentra en el aire en un porcentaje de 0.035 % en volumen. Esta pequeña molécula junto con el vapor de agua, (H2O (v)), el metano (CH4) y el dióxido de azufre (SO2) son las responsables de la retención de los rayos infrarrojos generadores de calor.Si estos gases no se encontraran en la atmósfera, la vida en la Tierra sería imposible ya que el planeta estaría congelado y moriríamos de frío.” Estas moléculas forman una capa protectora que retiene el calor y así se mantiene la temperatura necesaria para el desarrollo de la vida, pero el exceso de ellas intensifica la retención de rayos infrarrojos y genera un recalentamiento que llamado efecto invernadero.
La contaminación de los gases de la atmósfera, también traen como consecuencia la llamada lluvia ácida. Al llover se produce la combinación de los óxidos ácidos que hay en el ambiente con el agua de lluvia generando ácidos sumamente corrosivos y contaminantes para el suelo
Recordemos algunos ejemplos de Ciencia Fácil idioma de la química parte IV:
“El óxido nitroso se combina con el agua de la siguiente forma:N2O5 + H2O------ H2N2O6-------2 HNO3

Dando como producto: Ácido nítrico
Cuando el óxido sulfúrico se combina con aguaSO3+ H2O------ H2SO4El producto es: Ácido sulfúrico Y así podemos generalizar esta combinación química para todos los óxidos no metálicos (óxidos ácidos o anhídridos) que están contaminando la atmósfera, la mayoría productos de las emanaciones industriales. La lluvia ácida corroe los monumentos y los edificios generando un deterioro que resulta antieconómico para los gobiernos urbanos.
Y a todo lo dicho se suma la contaminación de las aguas.
El agua es una de las sustancias vitales más indispensables y el hombre no sólo la ha desperdiciado sino que ha volcado en ellas todos sus desechos. Las poblaciones se instalan cerca de los lugares donde hay agua, pero a medida que crecen van contaminando cada vez más a ese vital elemento.
“Las aguas extremadamente saturadas de materias orgánicas (desechos de comestibles, excrementos y otras) generan como defensa un proceso natural de biodegradación pero como éste se produce a expensas del oxígeno que hay en el medio, el proceso hace que la cantidad del mismo disminuya y en consecuencia se perjudica la vida que depende de este gas. (Aeróbica).La demanda biológica de oxígeno (DBO) nos da una idea de la contaminación del agua.El agua potable tiene un DBO inferior a 1,5 ppm (partes por millón) mientras que las aguas residuales suelen alcanzar valores alrededor de 250 ppm y las desechadas por algunas industrias alimenticias (lácteos, carnes y conservas) si es que sus aguas no son debidamente tratadas, a veces superan las 15000 ppm.” (Ciencia Fácil Medio Ambiente III).
Sumemos la contaminación de los suelos junto con la del agua subterránea que en muchos casos se extrae con bombas y se utiliza en los hogares.
Recordemos que:
“El hombre ejerce sobre el suelo tres procesos contaminantes importantes ya que cultiva, genera industrias, y lo habita. En los últimos años las actividades económicas crecieron tanto y la ambición del hombre es tan desmedida que la depredación del suelo avanzó peligrosamente.Los cultivos contaminan a través de los fertilizantes y pesticidas, estos últimos son poderosos venenos que usados en exceso perjudican enormemente a la micro fauna y a la microflora del mismo, ambas tan necesarias como para que cumpla su función.El exceso de cultivos y las prácticas inadecuadas, los mono cultivos, las rotaciones mal encaradas desgastan la composición del suelo hasta el punto de transformarlo en inservible en forma irreversible.Las industrias generadas por el hombre usan grandes extensiones para asentarse y si sus desechos y afluentes no son tratados adecuadamente contaminan no sólo la superficie sino también a las napas subterráneas incluyendo las aguas que hay en ellas.”
“Los asentamientos industriales sin control estricto pueden generar contaminación tóxica con metales pesados como el plomo (Pb), arsénico(As), cadmio (Cd), magnesio (Mg), zinc (Zn), etc., contaminación térmica provocada por afluentes expulsados a elevadas temperaturas, contaminaciones radioactivas y también acidificación del mismo (disminución del pH (potencial hidrógeno)) que trae como consecuencia la destrucción de los nutrientes, la muerte de su fauna y el deterioro permanente.”
La toma de conciencia del deterioro que provoca el progreso indiscriminado que no tiene en cuenta el cuidado del medio ambiente es sumamente necesaria para enfocar los nuevos descubrimientos hacia la conservación del mismo, de alguna manera hay que revertir los daños provocados.
En la actualidad se trata de enfocar los estudios para generar nuevas tecnologías con este fin.
· Aplicaciones nanotecnológicas
1. Para la reducción del uso de energías no renovables.
2. Aditivos a combustibles que los hagan menos contaminantes.
3. Almacenamiento de electricidad.
4. Agregado de nano partículas a pinturas para transformarlas en auto lavables y para que liberen sustancias que bajen el porcentaje de óxidos de nitrógeno en la atmósfera y en consecuencia disminuya la contaminación además de la lluvia ácida.
5. Nano partículas de oro que al interaccionar con el sol descontaminan el medio ambiente
6. Desarrollo de pinturas con nanobactericidas que sean menos contaminantes para el ambiente.
Ya hablamos en la nota anterior que la biotecnología también se encuentra generando técnicas para la preservación del medio ambiente. (Ver Ciencia Fácil Nº 146).
De aquí en adelante todas las áreas de la producción deberán tener en cuenta la sustentabilidad del medio ambiente y los gobiernos generar políticas acordes.
TODO AQUELLO QUE DAÑE AL MEDIO AMBIENTE NO SERÁ ACEPTADO A NINGÚN PRECIO.
De lo contrario los perjuicios generarán mayor costo económico en un futuro no muy lejano.

Biotecnología y Medio Ambiente CF Nº 146

CIENCIA FÁCIL N º 146

El medio ambiente y la biotecnología
RESTABLEZCAMOS EL EQUILIBRIO
Autora: María Cristina Chaler.

Recordemos que en notas anteriores hablamos del sutil equilibrio que rige al universo todo.
Recordemos que:

El equilibrio es una condición universal y el hombre lo ha ido descubriendo a través de todas sus Ciencias. Ya en el siglo XVII Newton, enunciaba sus principios físicos observando el movimiento de los cuerpos.Su primer principio de inercia decía: “Todo cuerpo tiende a conservar en forma indefinida el estado de reposo o de movimiento en que se encuentra”. Si esto de alguna manera se viese alterado existe un tercer principio newtoniano que dice: “Cuando un cuerpo ejerce una fuerza sobre otro (acción) este responde con una fuerza igual y de sentido contrario (reacción)”. La llamada reacción tendrá la tendencia a anular a la primera para restablece el estado que el cuerpo se resiste a abandonar. Estos pares de interacción de encuentran en todo lo que nos rodea.
A nivel molecular, en química, el famoso principio de Chatellier rige los equilibrios químicos.”Cuando una causa exterior afecta un sistema químico en equilibrio éste se opone a la misma generando un efecto que anula al que provoca tal desequilibrio”En biología un cuerpo viviente posee un el equilibrio regido por un principio que recibe el nombre de homeostasis un cuerpo vivo cuando es alterado genera un efecto de modo que esa alteración se anule. Cuando nos exponemos a un frió intenso todo nuestro organismo reacciona en consecuencia para oponerse al mismo y evitar la enfermedad.A nivel naturaleza conocemos ampliamente el famoso equilibrio ecológico ya que una mínima alteración en un bioma (conjunto de seres vivos) genera enormes cambios naturales para compensarla.Termodinámicamente (estudio de los calores, trabajos y energías generados por los sistemas),
Hay un equilibrio entre la tendencia al orden (primer principio de la termodinámica) y tendencia al desorden (segundo principio de termodinámica). Orden y desorden conviven ambos y se equilibran manteniendo vivo al Universo. (Nota de sutil equilibrio de Ciencia fácil)Todos estos descubrimientos científicos y muchos más no van demostrando que la vida perdura manteniendo ese estado de equilibrio que la rige.
No debemos confundir la palabra equilibrio con quietud, por el contrario se trata de un equilibrio con movimiento permanente (dinámico) que se sostiene desde el micro hasta el macro mundo en donde está inmersa la vida y podríamos afirmar el Universo todo.
El hombre naturalmente es un ser curioso y muy inteligente y a través de la Ciencia y la Tecnología o por el camino inverso, ha ido descubriendo a la naturaleza y creando nuevos productos para lograr confort. El motor fue la Ciencia y Tecnología o la Tecnología y la Ciencia que se retroalimentan para avanzar cada vez con mayor rapidez. Todo esto, unido a la revolución del conocimiento generó en las últimas décadas innumerables adelantos que no dejan de maravillarnos, pero que hacen surgir enormes discusiones de grupos a favor y en contra de estos avances.
La posición ante esto me atrevo a decir que debería ser la siguiente:
Pensemos que si se alcanzaron los descubrimientos, el avance es inevitable, de modo que a pesar de tanta controversia, éste no se detendrá nunca, por lo menos mientras el hombre sea quien decide, de modo que sólo es necesario preguntarnos que hacemos con todo este adelanto en beneficio de la humanidad y esperar que lo económico no predomine sobre lo ético.

La toma de conciencia de que el medio ambiente es sumamente frágil, ya se dio hace tiempo atrás de modo que se deben generar tecnologías para mantenerlo y cuidar la biodiversidad, ya que si una sola especie se extingue en el momento que no le corresponde por evolución o sea, forzada por la acción del hombre, esto alterará la cadena de vida relacionada con la misma y modificará el entorno, provocando reacciones como respuesta a esa alteración que perjudicarán a toda la humanidad, esto de alguna forma ya lo estamos percibiendo con :· el cambio climático por efecto invernadero y sus graves consecuencias como la desertificación de suelos, copiosas lluvias.
· Sequías por un lado e inundaciones por otro.
· La destrucción de la capa de ozono.
· La contaminación de los suelos, el agua potable, los mares y la atmósfera.
· El agotamiento de los suelos por cultivos indiscriminados.
Y muchos perjuicios más que se fueron provocados por el desconocimiento o la ambición desmedida.
Recordemos notas anteriores:“El hombre en poco tiempo alteró significativamente la ecología del planeta por diferentes motivos: el uso indiscriminado de los recursos naturales junto con la explosión demográfica y las consecuencias que ello trae, el incremento de la polución, la creación de industrias sin tener en cuenta el impacto ambiental que provocan y la desmedida ambición. Esta alteración trae y traerá serias consecuencias que la humanidad ha de sufrir a corto y a largo plazo.Es hora de tomar conciencia de que si seguimos así, los efectos serán cada vez más graves y en definitiva nos estamos condenando a un futuro de destrucción.”(Medio ambiente Nº 1)

Ante semejantes avisos que está enviando nuestro planeta es necesario enfocar las nuevas tecnologías hacia el cuidado del medio ambiente la biotecnología ambiental así lo hace ya que surge hace un tiempo desde la toma de conciencia de los problemas ambientales.
A través de ella se generan técnicas y productos para la conservación del medio ambiente como
· Nuevos combustibles.
· Microorganismos o plantas descontaminantes de aguas dulces por eliminación de metales pesados.
· Eliminación de las manchas de petróleo o mareas negras mediante el uso de bacterias recombinantes que son capaces de digerir diferentes hidrocarburos.
· Elaboración de productos reciclables.
· Generación técnicas industriales compatibles con la conservación del medio ambiente, como en el caso de las bacterias mineras (Thiobacillus ferooxidans) para el proceso de extracción de cobre y oro.
· Generación de productos descontaminantes de suelos.
· Nuevas formas de obtención de energías.
· Tratamientos de residuos.
· Creación de nuevos herbicidas, pesticidas o insecticidas.
· Nuevas técnicas para la industria petrolera.
La biotecnología ambiental es una de las Fuerzas del Conocimiento Científico _ tecnológico que tiende a compensar los desastres ecológicos que el hombre ha provocado a través de su avance indiscriminado, quizás se transforme en la tensión equilibrante que necesita el Planeta.

ADN recombinante CF Nº 145

CIENCIA FÁCIL N º 145
Aplicación de Conocimientos
Biotecnología y aplicaciones
ADN recombinante
Autora: María Cristina Chaler.La técnica del ADN recombinante ha revolucionado el campo de la medicina y de los alimentos, en esta nota veremos como se logró avanzar hacia esta técnica.
¿Cuales fueron los caminos llegar a la técnica del ADN recombinante?
· El ADN se puede cortar en trozos bien determinados de modo que resulta posible aislar ciertos genes.
· Esos trozos se pueden multiplicar (clonación)., así se pueden obtener muchos de ellos y luego estudiarlos
· Hay métodos para identificar las secuencias de las bases de un trozo de ADN en forma rápida y precisa (secuenciación de nucleótidos).
· Hay formas de alterar esas secuencias de modo que se pueden obtener versiones modificadas de ciertos genes.
· Hay métodos para transferir genes de una especie a otra.
· La especie modificada comenzará a expresarse a través de su genoma modificado y elaborará productos de otra especie que pueden resultar beneficiosos.

Tijeras biológicas
Una forma de ubicar los genes es poder cortar al ADN y analizarlo, pero esto, no resultaba nada fácil hasta el descubrimiento de unas tijeras biológicas llamadas endonucleasas de restricción, enzimas que se aíslan de las bacterias.
Las bacterias las poseen para defenderse de las invasiones de genes extraños a su propio genoma, estas enzimas son capaces de reconocer las secuencias de las bases que corresponden al genoma original de las bacterias y cuando se encuentran con secuencias extrañas, las cortan eliminándolas y de este modo se protege la supervivencia de la bacteria.
Estas enzimas de restricción cortan al ADN en lugares determinados, de modo que los trozos obtenidos no resultan tan al azar sino que se pueden liberar genes determinados.
En este momento en el mercado ya se conocen más de 100 (cien) endonucleasas de restricción que se utilizan para estos fines.
Una vez liberado y purificado el gen se lo multiplica por clonación, para luego determinar la secuencia de sus bases.
Las aplicaciones de esta técnica abre enormes campos de acción para la modificación de genomas en:
· Animales.
· Plantas.
· Modificar microorganismos para producir fármacos como en el caso de la insulina. (ver notas anteriores).
· Fabricar interferones.
· Fabricar vacunas.
· Producir de hormonas de crecimiento(somatrofinas)
· Generar plantas resistentes a climas y otros factores
· Producir sustancias que resulten escasas en la naturaleza.
· Fabricar con bajo costo productos en grandes cantidades.
· Fabricar de proteínas que resulten escasas (recombinantes)
· Elaborar de la cartografía de los genes humanos
· Diagnosticar enfermedades presentes.
· Diagnosticar enfermedades a futuro.
· Generar diagnósticos prenatales.
· Realizar terapias génicas para diferentes enfermedades.
· Aplicar los conocimientos de genoma en medicina forense.
· Estudiar las funciones de cada gen.
· Mejorar a las propiedades de los alimentos, tanto en el gusto como alimenticias.
· Fabricar vacunas comestibles para su implementación masiva.
· Otros

Podemos asegurar que los avances en esta técnica han generado una revolución biotecnológica, que evidentemente anuncia un futuro de cambios en muchas áreas de producción, en medicina y aún en investigación, es decir en la humanidad entera.
El progreso es inevitable y el hombre debe hacer el mejor uso de los descubrimientos para que resulten beneficiosos a la humanidad y al planeta que la contiene.
Es necesario que los gobiernos generen políticas de inversión en Ciencia y tecnología para no quedar fuera de esta carrera científica y revolucionaria.

Los medicamentos, HOY. CF Nº 144

CIENCIA FÁCIL N º 144
Aplicación de Conocimientos
Medicamentos
Autora: María Cristina Chaler.
Como ya dijimos n notas anteriores la biotecnología tiene amplias aplicaciones y el campo de la farmacología goza de ellas ya que la fabricación de ciertos medicamentos se ha mejorado enormemente a partir de las nuevas tecnologías.

La insulina
La insulina es una hormona que segrega el páncreas y tiene la capacidad de facilitar la entrada de glucosa a la célula para que se pueda “alimentar” y generar la energía para seguir viviendo.
El órgano encargado de fabricar esta hormona es el páncreas (ver nota de Ciencia Fácil el Páncreas). Cuando la segregación de insulina es deficiente se produce la enfermedad llamada diabetes mellitus. Este tipo de enfermos requieren de alguna manera mantener el nivel de glucosa en sangre para evitar la hiper glucemia. Tiempos atrás los laboratorios medicinales obtenían la insulina a partir del páncreas de animales sacrificados, siendo este proceso bastante costoso ya que se necesitaban aproximadamente 100000 páncreas para obtener 1 kilogramo de insulina.
A partir de la década del 80 Eli Lilly and Company incorporó la manipulación genética de colibacterias a las que se les transplanta ADN humano con el gen productor de insulina, es decir hace uso de la técnica de ADN recombinante, producto de la ingeniería genética. Se trata de una molécula de ADN artificial, que posee en sí mismo genes de diferentes especies.
Luego de modificar genéticamente a las bacterias se las coloca en un biorreactor con el cultivo adecuado para que crezcan y produzcan a la vez insulina humana, de este modo la producción s hace más eficiente y menos costosa.
Vacunas
Las vacunas son preparados (antígenos) que una vez que se introducen en un organismo vivo generan una respuesta inmunológica de defensa, protegiendo así al ser viviente de una determinada enfermedad
La Hepatitis B
Esta enfermedad está causada por el virus VHB, que ataca al hígado y hace que este se inflame y no trabaje en forma adecuada generando un proceso agudo o crónico y culminando con la muerte o cáncer de hígado.
Hay más de 300 millones de personas infectadas en el mundo, y una de las formas de contagio es tener relaciones sexuales sin la protección adecuada, aproximadamente mueren entre 300000 y 500000 personas por año a causa de esta enfermedad.
El contagio se produce a través de:
· Relaciones sexuales sin protección
· Transfusiones de sangre contaminada
· Contacto con jeringas u objetos contaminados
· Mediante procedimientos médicos inadecuados
· Por compartir hojas de afeitar, cepillos de dientes, etc. que entren en contacto con fluidos corporales.
· Por transmisión vertical o sea de madre contaminada a hijo.

Para esta enfermedad hay vacunas que actualmente se elaboran a partir del conocimiento de la secuencia genética del antígeno HBsAg.
Mediante técnicas de ADN recombinante William Rutter y sus colegas de la Universidad de California-San Francisco obtuvieron de Merck en 1977 material que contenía el virus. Así desarrollaron una vacuna para la hepatitis B preparando partículas de HBsAg mediante tecnología recombinante, utilizando levaduras genéticamente modificadas, esta fue la primera de su tipo y fue aprobada por la Food and Drug Administration de EE.UU. en 1986 después de 9 años de investigación.
En la actualidad hay más de 600 medicamentos que están en investigación en la etapa de pruebas clínicas (aplicación en humanos) que buscan beneficiar a millones de personas, estos apuntan a más de 100 enfermedades entre ellas el cáncer, enfermedades infecciosas y enfermedades para combatir el VIH/SIDA y resultan ser la esperanza del futuro.

Las técnicas biotecnológicas van avanzando y la humanidad de un futuro no muy lejano se va a beneficiar con ello.