“BIOLOGÍA SINTÉTICA Y BIOLOGÍA ESTRUCTURAL”

“BIOLOGÍA SINTÉTICA Y BIOLOGÍA ESTRUCTURAL”

ESTUDIANTE: MISHELL KATHERINE GREFA GREFA

SEGUNDO BIOTECNOLOGÍA “A”

ING. Patricio Orozco

Palabras: 1200

1. Introducción

La biotecnología es toda aquello que utilice aplicaciones tecnológicas en la que interviene sistemas biológicos y organismos para crear o modificar productos o procesos en usos específicos (Bellet, 2006). Se puede decir que el nacimiento de dicha biología fue debido a los adelantos de la Biología Molecular, con un objetivo claro el cual es crear sistemas biológicos que no posee nuestro medio ambiente (Alonso, 2013).

Por otro lado, la Biología Estructural es una rama de la Biología Molecular el cual estudia la estructura molecular de las macromoléculas biológicas, especialmente de proteínas y como afectan las alteraciones de dichas estructuras en su funcionamiento bioquímico y celular (Trajtenberg, 2014).

1. Historia

Para que la Biología Estructural como tal surgiera, varias técnicas debían de desarrollarse, así como la difracción de rayos X y las muchas posibilidades de que esta técnica pueda realizar cálculos estructurales de diversas moléculas, el descubrimiento de la estructura del ADN al igual que el estudio de la mioglobina, hemoglobina instauraron a esta biología como la clave de una de las biologías más conocidas, la molecular. ​Avances en la cristalografía de macromoléculas y la mejora de computadoras digitales permitieron la secuenciación rápida y barata de los genomas y estas a su vez ayudaron a la expansión de la biología estructural (López M., 2006).

Es en los 90 en el que ocurre dos avances importantes en el campo de la Biología Sintética, como son: el hallazgo de la reacción en cadena de la polimerasa y métodos de secuenciación automática, que ayudan en la actualidad realizar por completo la secuenciación total del genoma humano (Andreu, 2008).

1. Campos de estudios de la Biología Sintética y Molecular

Biología Sintética

Medicina: Gracias a los biosensores que permiten medir e identificar los parámetros biológicos de alguna sustancia especifica en el cuerpo, han hecho posible mejorar tratamientos tradicionales y desarrollos tecnológicos como: fármacos inteligentes, reparación y regeneración de tejidos, la terapia genética (Macía, 2016).

Medio Ambiente: Hace hincapié en el desarrollo sostenible, es decir el mejoramiento de microorganismos que permitan eliminar o a su vez transformar compuestos tóxicos y sintetizar bioplásticos(Biotechnology Innovation Organization, s.f.).

En la biorremediación se estudia el Escherichia coli y Pseudomonas aeruginosa ambas bacterias gramnegativas utilizadas para tratar de eliminar los productos procedentes del petróleo, el almacenamiento de metales pesados y compuestos con naturaleza radiactiva en sus paredes celulares (López M., 2006).

Industria: Se ha trabajado con la aplicación de energías renovables, así como la elaboración de biocombustible comenzando con biomasas (BIOFUEL.ORG. UK, 2010). Además, en la mejora de procesos como: fermentación a nivel industrial, procesos de manufactura y diseño de ARNs de interferencia (Meneses-Acosta, 2013).

Reprogramación celular: Realizan estudios en el que se modifican las células madre, regeneración de órganos, modificar aspectos del sistema inmune con el fin de neutralizar enfermedades contagiosas (López M., 2006).

Biología Estructural

Diseño de medicamentos:  Producir medicamentos con las propiedades necesarias para extraer ciertas proteínas que se encuentran activos en los procesos patológicos y de esta manera inhibirlos para que no causen daño. Como la dorzolamida, un inhibidor de la anhidrasa carbónica la cual es una enzima que cataliza el cambio de ácido carbónico en agua  y CO2, que se utiliza para combatir y el posterior tratamiento del  glaucoma (Greer, Erickson, Baldwin, & Varney, 1994).

Ingeniería de proteínas:  Con la ingeniería genética se busca la mejora de ciertas propiedades que tienen los materiales biológicos y también producir materiales con características estructurales y sintéticas según la función que realicen. Un ejemplo es la mejora de la insulina, se modificó su estructura para que la administración vía intravenosa sea más sencilla de realizarse (Soberón Mainero, 1994).

1. Herramientas Básicas

La Biología Sintética tiene como punto de inicio en el campo investigativo pequeños fragmentos normalizados de genes, proteínas o secciones de cromosomas con una función conocida, que le permita acoplarse para controlar el funcionamiento del organismo. La estrategia que utiliza es el uso de los Biobricks, que son fragmentos de ADN que establecen una o varias funciones ordenadas (Andreu, 2008).

Biología Estructural por su parte utiliza como herramienta de estudio la espectrometría de masas para analizar los ensamblajes no homogéneos de proteínas, que se encuentran intactos en la fase gaseosa.

1. Visión de la Biología Sintética y Estructural

1.  Visiones a medio plazo

En biología Sintética la síntesis te materiales biológicos se encontrarán beneficiados de diversas formas, empezando por los procesos en los que se implique la síntesis, integración y organización de componentes que formarán parte de los nuevos materiales que se desarrollarán. Y también con la ayuda de otra disciplina, la nanotecnología que es la que se dedica al diseño y manipulación de la materia a nivel de átomos o moléculas (Mendoza, 2006).

La Biología Estructural se encuentra íntimamente relacionada con procesos celulares y es de gran importancia para los biólogos ya que se encuentra ligada a la conformación tridimensional; clasificación estructural de las biomoléculas (Schmidt, 2010). Tiene la capacidad de crear microorganismos capaces de producir enzimas con propiedades que no existen en la naturaleza esto generará gran impacto en la biotecnología industrial debido a que abrirá nuevas propuesta y posibilidades en este sector. Los expertos sitúan el desarrollo de la producción de Bioenergía mediante Biología Sintética para los próximos 10 años (Meneses-Acosta, 2013).

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