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Pespectivas de la ingeniería en metabólica, Apuntes de Enzimas y Metabolismo

Este documento se trata acerca de lo que es la ingeniería metabólica en México y los experimentos que se han realizado

Tipo: Apuntes

2021/2022

Subido el 15/02/2022

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Perspectivas de la Ingeniería Metabólica en México
Definimos a la ingeniería metabólica como la introducción de modificaciones
especificas en las rutas metabólicas con el fin de mejorar las propiedades
celulares. Se utilizan diferentes técnicas experimentales y analíticas para
determinar los flujos en dichas rutas en la célula o tejido de interés (Santos &
Revuelta, 2010). Un ejemplo de esto es la producción de biocombustibles y
bioplásticos a partir de residuos agroindustriales.
El cambio climático en el mundo ha generado la necesidad de buscar alternativas
sustentables para evitar la emisión de gases contaminantes. La producción de
biocombustibles como fuente de energía alternativa a los combustibles fósiles
busca presentar nuevas maneras de obtención que sean renovables y amigables
con el medio ambiente (Román, 2018).
“La cantidad de combustible que usamos en México equivale al agua que
utilizamos para beber. Es decir, en promedio en Méxicoper cápitaconsumimos un
litro de gasolina por día, por persona.” (Santillán, 2017). Gracias a estos percances,
el laboratorio de Ingeniería Metabólica y Biología Sintética del instituto de
biotecnología de la UNAM ha desarrollado una línea de investigación para la
generación de biocombustibles y bioplásticos biodegradables con el fin de utilizar
materia prima de bajo costo y además que no genere impacto negativo al
ambiente. Para esto, los investigadores trabajan con biomasa de rastrojo de maíz,
bagazo de agave, bagazo de caña, cascarilla de arroz o los residuos que quedan
de la cosecha del sorgo y la cebada.
El doctor Alfredo Martínez Jiménez del Instituto de Biotecnología, puntualiza que
los desperdicios de los materiales que primero fueron plantas y que contienen
compuestos que ya no se utilizan, se convierten en contaminantes; sin embargo,
estos siguen conservando, en su estructura, polímeros que son de interés para la
producción de biocombustibles o bioplásticos (Santillán, 2017).
Los residuos agroindustriales son mejor conocidos como lignocelulosa la cual se
compone de celulosa y hemicelulosa. La celulosa es un polímero de la glucosa,
utilizada para la obtención de energía y alimentación de los microorganismos.
Mientras que la hemicelulosa contiene una azúcar polimerizada conocida como
xilosa. Los investigadores se enfocan en desarrollar bacterias que puedan utilizar
la xilosa para convertirla en etanol y ácido láctico.
Como es bien sabido, el etanol es un biocombustible importante ya que es un
recurso renovable proveniente de la biomasa. Disminuye en gran forma las
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¡Descarga Pespectivas de la ingeniería en metabólica y más Apuntes en PDF de Enzimas y Metabolismo solo en Docsity!

Perspectivas de la Ingeniería Metabólica en México Definimos a la ingeniería metabólica como la introducción de modificaciones especificas en las rutas metabólicas con el fin de mejorar las propiedades celulares. Se utilizan diferentes técnicas experimentales y analíticas para determinar los flujos en dichas rutas en la célula o tejido de interés (Santos & Revuelta, 2010). Un ejemplo de esto es la producción de biocombustibles y bioplásticos a partir de residuos agroindustriales. El cambio climático en el mundo ha generado la necesidad de buscar alternativas sustentables para evitar la emisión de gases contaminantes. La producción de biocombustibles como fuente de energía alternativa a los combustibles fósiles busca presentar nuevas maneras de obtención que sean renovables y amigables con el medio ambiente (Román, 2018). “La cantidad de combustible que usamos en México equivale al agua que utilizamos para beber. Es decir, en promedio en México per cápita consumimos un litro de gasolina por día, por persona.” (Santillán, 2017). Gracias a estos percances, el laboratorio de Ingeniería Metabólica y Biología Sintética del instituto de biotecnología de la UNAM ha desarrollado una línea de investigación para la generación de biocombustibles y bioplásticos biodegradables con el fin de utilizar materia prima de bajo costo y además que no genere impacto negativo al ambiente. Para esto, los investigadores trabajan con biomasa de rastrojo de maíz, bagazo de agave, bagazo de caña, cascarilla de arroz o los residuos que quedan de la cosecha del sorgo y la cebada. El doctor Alfredo Martínez Jiménez del Instituto de Biotecnología, puntualiza que los desperdicios de los materiales que primero fueron plantas y que contienen compuestos que ya no se utilizan, se convierten en contaminantes; sin embargo, estos siguen conservando, en su estructura, polímeros que son de interés para la producción de biocombustibles o bioplásticos (Santillán, 2017). Los residuos agroindustriales son mejor conocidos como lignocelulosa la cual se compone de celulosa y hemicelulosa. La celulosa es un polímero de la glucosa, utilizada para la obtención de energía y alimentación de los microorganismos. Mientras que la hemicelulosa contiene una azúcar polimerizada conocida como xilosa. Los investigadores se enfocan en desarrollar bacterias que puedan utilizar la xilosa para convertirla en etanol y ácido láctico. Como es bien sabido, el etanol es un biocombustible importante ya que es un recurso renovable proveniente de la biomasa. Disminuye en gran forma las

cantidades utilizadas de nafta. Esto lleva a una reducción en el uso y la importación de hidrocarburos y favorece el uso de recursos naturales renovables nacionales, además de contribuir a disminuir la contaminación (Alvarez, Evelson, & Boveris, 2008). Por su parte, el ácido láctico también es producido a partir de estos residuos y al polimerizarse, pueden generarse plásticos PET (Politereftalato de Etileno). El grupo de investigadores, dirigidos por el doctor Alfredo Martínez Jiménez, trabajaron con el microorganismo Escherichia coli ya que cuenta con más de 2 mil reacciones bioquímicas que le sirven para sobrevivir y reproducirse. Aunado a esto, el microorganismo E. coli consume de manera natural glucosa y xilosa (Santillán, 2017). En su camino para mejorar la eficiencia de este microorganismo, es decir, que consuma con mayor rapidez y que esta al mismo tiempo se canalice al producto de interés, descubrieron un transportador para la xilosa el cual no estaba reportado con anterioridad. Un transportador de azúcar es una proteína que permite, del medio de cultivo, internalizar azúcares hacia dentro de la célula y utilizarlo en esta. Alfredo Martínez Jiménez explicó que, aunque esto ya ocurre de alguna manera con otras proteínas en E.coli , su aportación consistió en que descubrieron la existencia de otros transportadores, entre ellos, la proteína GatC, la cual tiene la función de transportar la xilosa (Santillán, 2017). Este descubrimiento fue patentado (México Patente nº WO2011016706A3, 2010). Diversificar la oferta energética e incrementar el uso de energías renovables en México es conveniente por razones económica y ambientales (Centro Mario Molina, 2010). México cuenta con los recursos para incorporar bicombustibles a la matriz energética sobre todo al sector de transporte como alternativa viable y ecológica. De acuerdo con la Agencia Internacional de la Energía, los beneficios en cuanto a reducción de emisiones de gases de efecto invernadero son significativos pues estos crearían un impacto positivo en el ambiente al reducir la emisión de gases de efecto invernadero y fortalecerían la seguridad nacional al sustituir importaciones de combustibles fósiles como por ejemplo el petróleo.

Bibliografía

(Santos & Revuelta, 2010: , (Santos & Revuelta, 2010), (Román, 2018: , (Román, 2018), (Santillán, 2017: , (Santillán, 2017), (Alvarez, Evelson, & Boveris, 2008: , (Alvarez, Evelson, & Boveris, 2008), Santillán, 2017: , (Santillán, 2017), (México Patente nº WO2011016706A3, 2010: , (México Patente nº WO2011016706A3, 2010),