lunes, 16 de marzo de 2009

Cultivos Transgénicos

Los transgénicos en Argentina
Desde hace unos 10 mil años, el hombre domesticó a las plantas y animales para alimentarse de ellos. Así surgieron la agricultura, la ganadería y la elaboración de alimentos como la fabricación del pan, el queso, el vino y el yogur.

Sin bien muchas de estas técnicas son aún utilizadas, desde hace 20 años, los científicos descubrieron técnicas más complejas para darle a los cultivos las características que deseaban y así surgieron los cultivos transgénicos u organismos genéticamente modificados (OGM).
Una planta transgénica es aquella a la que se le introducen genes nuevos, los cuales le darán una característica nueva que antes no tenía. Las técnicas utilizadas para este fin se realizan en laboratorios y son llamadas “técnicas de Ingeniería Genética”.
Si bien mucha gente piensa que la gran mayoría de los alimentos que consumimos están fabricados a partir de plantas transgénicas, en realidad, en nuestro país existen solamente tres cultivos transgénicos.
Ellos son:
El algodón es un cultivo típico de las provincias de Chaco y Santiago del Estero. De él se extrae la fibra del capullo (utilizado en la industria textil) las semillas, e incluso los residuos que quedan luego de la cosecha.
Al igual que el maíz Bt, el algodón Bt es resistente a distintos tipos de insectos, las cuales se alimentan del capullo del algodón y así se pierde toda la fibra que se extrae de esta planta. El primer algodón Bt apareció en nuestro país 1998. Ahora, cuando el insecto plaga se alimenta del algodón transgénico, muere sin la necesidad de aplicar insecticidas y los agricultores trabajan más seguros sin riesgo de contraer enfermedades por usar estas sustancias tan peligrosas para su salud. A partir de 2004, también se siembra en nuestros campos, el algodón TH, tolerante al herbicida glifosato.

El maíz es uno de los tres cultivos más importantes del mundo. A partir de éste se obtienen más de 600 productos, los cuales se usan para fabricar alimentos, medicamentos, plásticos, telas, papel y productos de belleza.
Las características introducidas al maíz, mediante ingeniería genética son dos: tolerancia a herbicida (al igual que la soja) y resistencia a insectos plaga (logrando que las plantas de maíz produzcan por sí mismas un insecticida que elimina a los insectos que se alimentan de sus hojas o tallos). En la Argentina existen maíces TH (tolerantes a herbicidas), BT (resistente a insectos) y otros que poseen ambas características (TH y BT). Hoy en día, más de la mitad del maíz cultivado en Argentina es transgénico.

La soja es una importante fuente de proteínas, calcio, hierro, zinc, fosfato, magnesio, vitamina B, ácidos grasos más saludables, y otras sustancias que ayudan en la prevención de enfermedades cardíacas. Además de emplearla para alimentación, se la utiliza en la fabricación de productos farmacéuticos y combustibles. La soja fue el primer cultivo transgénico en la Argentina. La soja transgénica (soja TH o RR) puede tolerar los efectos de los herbicidas, es decir que al rociar estos productos sobre el campo sembrado con soja, todas las malezas mueren mientras que la soja transgénica sobrevive.
Hoy en día, casi el 100% de la soja cultivada en los campos es transgénica y tiene esta característica que es muy útil para los agricultores porque les hace ahorrar plata y trabajar de manera más eficiente.

el gusano NEMATODO

Con biotecnología, aumentaron la resistencia de la soja
frente a uno de sus peores enemigos:
el gusano nematodo.
El nematodo del quiste de la soja vive en el suelo, donde puede retorcerse dentro de las raíces para alimentarse, aparearse y poner huevos. El daño causado por este gusano en las células de las raíces dificulta el flujo de nutrientes y agua al resto de la planta, causando el debilitamiento de la planta. Tales ataques les cuestan a los productores de soja hasta mil millones de dólares en pérdidas por año. Aunque hay variedades de soja resistentes al nematodo, con el tiempo van surgiendo nematodos capaces de vencer tal resistencia y transformarse en cepas más virulentas.
Fumigar los suelos antes de la siembra puede ser una solución parcial, pero tal control químico es muy costoso. Como una alternativa, el fisiólogo de plantas Ben Matthews, y sus colegas del ARS en Maryland, están explorando el uso de la ingeniería genética para aumentar la resistencia contra el nematodo en la soja usando diferentes genes.

A comienzos del 2008, el grupo de investigadores completó los ensayos en invernadero con plantas de soja modificadas genéticamente para contener copias de uno de los genes usados por el nematodo para producir cierta proteína. Así, cuando los nematodos ingieren las copias del gen mientras se alimentan de las raíces de la planta, estas copias "desactivan" la expresión del gen propio del nematodo, impidiéndole la formación de dicha proteína.
En las pruebas de invernadero, del 80 por ciento al 90 por ciento de los nematodos que se alimentaron de las raíces de la soja transgénica murieron o dejaron de madurar dentro de los 30 días. El grupo de Matthews, junto con un experto de bioinformática con la Universidad Towson en Maryland, usaron la genómica comparativa y las secuencias del genoma de una especie modelo de nematodo, Caenorhabditis elegans, para identificar al gen usado en sus investigaciones. Los investigadores aseguran que los resultados son promisorios aunque preliminares, ya que aún necesitan ser confirmados en experimentos a campo. Luego de tales ensayos y toda la etapa regulatoria, las variedades resistentes de soja podrían estar en el mercado, creen, en unos ocho años.

F O T O S I N T E S I S - A R T I F I C I A L -

La fotosíntesis artificial para producir
combustibles líquidos a partir de dióxido de carbono
Investigadores estadounidenses pertenecientes al Berkeley Lab han dado un paso más para conseguir un sistema capaz de imitar a la función fotosintética que realizan las plantas, mediante la cual captan energía solar y la convierten en energía electromecánica. Los investigadores han descubierto que nanocristales de óxido de cobalto son capaces de llevar a cabo una de las fases más importantes de la fotosíntesis, como es la de dividir moléculas de agua. Los descubridores consideran que este componente es lo suficientemente eficaz como para dar el paso de desarrollar una fotosíntesis artificial. Esto permitiría obtener energía limpia y abundante.
Durante millones de años, las plantas han usado la fotosíntesis para captar energía del sol y convertirla en energía electromecánica. Ingenieros y científicos han intentado desarrollar una versión artificial de la fotosíntesis que pudiera ser usada para producir combustibles líquidos a partir de dióxido de carbono y agua. Ahora, investigadores del Berkely Lab, han dado un paso muy importante en esta dirección con el descubrimiento de que cristales de óxido de cobalto de tamaño nanométrico pueden de manera efectiva provocar una de las reacciones críticas de la fotosíntesis, la de dividir las moléculas de agua. “La fotooxidación de las moléculas de agua en oxígeno, electrones y protones es una de las dos reacciones esenciales de un sistema de fotosíntesis artificial. Proporciona los electrones necesarios para reducir el dióxido de carbono en combustible”, comenta Heiz Frei, que ha participado en este proyecto.
“La fotooxidación requiere un catalizador que sea eficiente en el uso de los fotones solares y lo suficientemente rápido para continuar con el flujo solar y evitar la pérdida de esos fotones. Grupos de nanocristales de cobalto de óxido son lo suficientemente eficientes y rápidos, así como robustos”, puntualiza.

La fotosíntesis artificial para la producción de combustibles líquidos proporciona la posibilidad de una fuente de energía renovable que no contribuiría al calentamiento global resultante de la combustión de petróleo y carbón. La idea es mejorar el proceso que durante mucho tiempo ha servido a las plantas y a ciertas bacterias para integrarse en un una única “plataforma” capaz de almacenar la luz solar, captar los fotones y los sistemas catalíticos que pueden oxidar agua, en otras palabras crear una hoja artificial, Moléculas inorgánicas “Para sacar ventaja de la flexibilidad y la precisión con la que absorbe, las propiedades catalíticas pueden ser controladas mediante estructuras moleculares inorgánicas”, comenta Frei. En fases previas del trabajo, los investigadores se han dado cuenta de que el óxido de iridio era lo suficientemente rápido para hacer ese trabajo. Sin embargo el iridio es el metal menos abundante de la tierra y no puede ser usado a gran escala. Necesitaban un metal igual de efectivo pero más abundante. Las plantas llevan a cabo la fotooxidación de las moléculas de agua a través de un proceso complejo llamado Fotosistema II, en la que enzimas que contienen manganeso sirven como catalizadores. Buscando catalizadores puramente inorgánicos que disolvieran el agua, que mimetizaran las propiedades del manganeso en la naturaleza, pero que fueran más robustos, los investigadores dieron con el óxido de cobalto, un material muy abundante. Cuando Frei y su equipo probaron con micropartículas de óxido de cobalto, descubrieron que eran poco eficientes y no lo suficientemente rápidas como para propiciar la fotosíntesis. Sin embargo, cuando usaron nanopartículas de ese mismo material, la historia cambió.

Hasta la hoja artificial .- “El rendimiento de los grupos de nanocristales de óxido de cobalto resultó 1.600 veces mayor que el de las partículas de tamaño micrométrico”, comenta Frei. Los investigadores usaron silicio mesoporoso (material poroso que cuyos poros tienen un diámetro de entre 2 y 50 nanometros) para “cultivar” los nanocristales de cobalto mediante una técnica llamada “impregnación húmeda”. Los cristales que mejor funcionaron fueron unos con forma de barra que medían 8 nanometros de diámetro y 50 de largo, que estaban interconectados por pequeños puentes para formar haces. A esos haces se les dio forma de una esfera de 35 nanometros. Aunque la eficiencia catalítica del cobalto es en sí misma importante, el factor que determinó todavía una mayor eficiencia y velocidad fue su tamaño. Frei llevará a cabo más estudios para comprender por qué los nanocristales de óxido de cobalto son tan eficientes y rápidos como fotocatalizadores. Asimismo, buscarán nuevos metales que puedan realizar esa misma función. El siguiente paso, sin embargo, será el más complicado: integrar la reacción que provoca la oxidación del agua con la reducción del dióxido de carbono para, finalmente, crear un sistema parecido al que se puede ver en la hoja de un árbol, por ejemplo. “La eficiencia, la velocidad y el tamaño de nuestros nanocristales de óxido de cobalto son comparables al Fotosistema II”, dice Frei. “Creemos que tenemos un componente prometedor para desarrollar un sistema de conversión de luz solar en energía. Este es el siguiente reto en el campo de la fotosíntesis artificial”.