La parola “biotecnologia” si riferisce all'integrazione di organismi, cellule, loro parti molecolari
nei processi industriali per la produzione di beni e servizi. Sostanzialmente la biotecnologia
consiste nella decifrazione e nell'utilizzo pratico delle conoscenze biologiche.
Le biotecnologie sono utilizzate da tantissimo tempo nel settore agroalimentare per ottimizzare il
ruolo dei microrganismi nella produzione di alimenti comuni come vino e birra (che utilizzano la
fermentazione), nella lievitazione del pane, nella produzione del formaggio nonché dei meccanismi
di incrocio e selezione di varietà animali e vegetali ha portato negli ultimi decenni il settore
agroalimentare ad essere sempre più influenzato dalle biotecnologie.
Oggi la biotecnologia maneggia i geni degli organismi e li inserisce in altri organismi perché
acquistino la caratteristica voluta mentre in passato usava i processi degli organismi, come per
esempio la fermentazione.
Numerose sono anche le applicazioni nel campo del biorisanamento (riciclo e bonifica di rifiuti
attraverso microrganismi attivi).
Le biotecnologie sono poi ampiamente utilizzate nello sviluppo di nuove terapie mediche o
innovativi strumenti diagnostici.
Microrganismi come Escherichia coli o alcuni batteri possono essere utilizzati per la sintesi di
sostanze come insulina o antibiotici.
Anche cellule di mammifero geneticamente modificate sono ampiamente utilizzate nella biosintesi
di farmaci e promettenti nuove applicazioni sono legate alla biosintesi di farmaci attraverso
organismi vegetali.
Applicazioni al centro di ampio dibattito sono quelle atte alla produzione di animali e piante
transgeniche (come il mais BT) noti a tutti come OGM.
Lo strumento principale di cui si avvalgono le biotecnologie, è l'ingegneria genetica. Questa
disciplina si impegna per quello che riguarda il clonaggio (copiatura) dei geni (specifiche sequenze
di DNA ) di un organismo e le relative analisi che permettono di costruire banche dei geni o di
utilizzare vettori (che trasferiscono) di espressione in modo di controllare l'attività di una data
proteina d'interesse per fini di ricerca o produttivi.
Applicazioni biotecnologiche sono numerose:
Biotecnologie marine. Riguarda l'utilizzo delle risorse marine allo scopo di migliorare le
conoscenze in ambito produttivo ed ecologico, potenziando la produzione di alimenti derivati e la
loro salubrità; propone nuove soluzioni per il controllo della proliferazione di organismi acquatici
dannosi per l'uomo e l'ambiente; ricerca nuove molecole con potenzialità farmaceutiche.
Biotecnologie ambientali. Queste possono essere suddivise in due gruppi: salvaguardia della
biodiversità e protezione dai contaminanti (utilizzo di microorganismi e piante in grado di isolare e
rimuovere dall'ambiente le sostanze ritenute inquinanti come per esempio metalli pesanti e
idrocarburi).
Biotecnologie agroalimentari. È il settore delle biotecnologie che si occupa dei processi agricoli.
L’applicazione più conosciuta è sicuramente il mais Bt, una pianta di mais modificata
geneticamente in modo da produrre una tossina batterica, proveniente tossica per gli insetti.
In commercio esistono differenti varietà di coltivazioni in grado di resistere ad erbicidi o con
maggiore resistenza alle malattie. Esistono modifiche che intervengono su intere vie metaboliche
della pianta in modo da incentivare la produzione di metaboliti secondari utili.
L’utilizzo in campo delle biotecnologie agroalimentari, se correttamente contestualizzata alle
esigenze della società e del mondo agricolo, è importante per raggiungere incrementi di produttività
soprattutto nelle aree dove gli eventi climatici avversi si verificano con intensità maggiore. La
stabilizzazione delle produzioni attenuerebbe lo stress sulle scorte e la fluttuazione dei prezzi
riducendo automaticamente la possibilità che gli individui più vulnerabili passino dalla condizione
di povertà alla condizione di fame o sottonutrizione.
Biotecnologie farmaceutiche. È il settore delle biotecnologie che si occupa dei processi biomedici
e farmaceutici. La nascita dei primi farmaci biotecnologici risale alla produzione di antibiotici con
microrganismi, quali le penicilline prodotte da funghi del genere Penicillium.
Negli anni ottanta, con l’introduzione della tecnologia ricombinate è stata possibile la produzione di
insulina su scala industriale in un batterio chiamato Escherichia coli.
Attualmente vengono prodotte un gran numero di proteine ricombinanti ad uso medico quali: fattori
sanguigni, ormoni (insulina ed ormone della crescita), fattori di crescita, vaccini e anticorpi.
Biotecnologie industriali. È il settore delle biotecnologie che si occupa dei processi di interesse
industriale. Le principali applicazioni in questo settore prevedono l’utilizzo di enzimi, cioè proteine
deputate ad accelerare un data reazione chimica.
Nella produzione di latte per bambini le proteasi sono utilizzate da più di 50 anni nella produzione
di latte vaccino per neonati, dato che agiscono scindendo le proteine presenti nel latte, rendendo il
latte più digeribile e diminuendo i problemi di allergie. Sempre nel settore lattiero-caseario,
l’enzima beta galattosidasi è utilizzato per rendere il latte ad alta digeribilità.
Nel settore dei succhi di frutta, gli enzimi pectinasi sono impiegati per scindere la pectina, un
polisaccaride presente nella frutta, e per ottenere succhi di frutta limpidi e stabili.
COS'È L'INGEGNERIA GENETICA?
La Biotecnologia avanzata si impegna a creare nuovi organismi a partire dal trasferimento di geni
da un organismo ad un altro e si avvale dell’Ingegneria genetica. Quest’ultima fonde competenze di
genetica e di biologia molecolare. Fondamentale fu la scoperta della struttura del DNA, la sostanza
in cui risiedono tutte le informazioni genetiche.
Il trasferimento dei geni (unità che permettono l’ereditarietà di determinate caratteristiche da una
specie ad un’ altra) avviene grazie alla struttura del DNA, comune ai viventi: una “doppia elica”
composta da molecole di zucchero e di fosfato. Tuttavia occorre individuare le funzioni di ogni
specifico gene e la comprensione delle sue interazioni con gli altri geni sia dell’organismo donatore,
sia del ricevente.
Grazie alle nuove caratteristiche genetiche, un’entità vivente può trasformarsi esteriormente o
acquisire proprietà produttive nuove, come nel caso dell’elaborazione di proteine utili all’uomo da
parte di batteri.
Con la biotecnologia i ricercatori si avvalgono della comprensione dei meccanismi biologici che
governano una determinata malattia e delle banche dati genetiche, per individuare molto più
rapidamente molecole efficaci per trattare altri disturbi.
I nuovi farmaci biotecnologici, inoltre, sono più precisi e più mirati perché basati su una maggiore
conoscenza dell’organismo.
QUALI VANTAGGI PER L'UOMO?
Le biotecnologie consentono di proteggere in maniera più efficace la nostra salute, grazie ai nuovi
farmaci sviluppati: vaccini più sicuri, medicinali contro disfunzioni metaboliche a base genetica
prima incurabili, trattamenti contro diverse forme di epatite, antitumorali più efficaci e meno
dannosi per l’organismo, stimolatori delle difese immunitarie in caso di loro abbassamento e
regolatori delle stesse in caso di funzionamento eccessivo.
Tali trattamenti hanno migliorato sostanzialmente le aspettative dei malati di HIV/AIDS.
L’insulina umana prodotta mediante ingegneria genetica è stata il primo farmaco biotecnologico ad
essere immesso sul mercato. Essa è una proteina prodotta nel pancreas: essenziale per la
regolazione del metabolismo dei carboidrati e per la cura del diabete. Poiché la sua struttura è simile
in molti mammiferi, è stato possibile trattare il diabete somministrando tale ormone estratto dal
pancreas bovino o suino. Tale processo, tuttavia, è risultato complesso e costoso. Per questo è stato
clonato il gene dell’insulina umana.
Altre importanti innovazioni portate dalla biotecnologia sono la mappatura del genoma umano
(ovvero del nostro intero patrimonio genetico), nuovi test diagnostici (ad esempio il prenatale,
praticato sull’embrione per svelare anomalie genetiche) e loro rapide versioni.
Non dobbiamo dimenticare che oggi vi sono grandi prospettive per l’applicazione della
biotecnologia alla soluzione di molti problemi ambientali: controllo dell’inquinamento,
eliminazione dei rifiuti tossici, recupero dei metalli dalle scorie minerarie, grazie all’azione di geni
utili per la biodegradazione di composti chimici tossici.
Molte sono, inoltre, le varietà vegetali modificate con l’ingegneria genetica dette O.G.M.
(organismi geneticamente modificati) al fine di migliorarne le qualità nutrizionali (latte
particolarmente ricco di sostanze proteiche, riso arricchito di vitamina A ed E), la resistenza alle
malattie, la produttività e la tolleranza ai fattori nocivi.
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