Che cos’è la biotecnologia e quali sono le sue applicazioni?

Da quando ha iniziato ad essere applicata più di un secolo fa, la biotecnologia ha reso possibile la scoperta di numerose tecnologie e prodotti per la salute e il benessere. Il termine è una combinazione di biologia e tecnologia. All’inizio era strettamente legata all’agricoltura, ma oggi abbraccia campi come la medicina, l’ambiente e i biocarburanti.

La biotecnologia è una scienza multidisciplinare che riunisce gli sforzi e i progressi di diverse aree come la biologia, la chimica, l’informatica e la fisica. È un dato di fatto che grazie ad essa ci sono stati progressi esponenziali in alcune aree, tuttavia non è esente da rischi per l’umanità.

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Storia e uso delle biotecnologie

Il termine biotecnologia non è così recente come si potrebbe pensare. La sua prima apparizione risale al 1919, quando l’ingegnere agricolo ungherese Kárloy Ereki lo coniò nel suo lavoro Biotecnologia nella produzione di carne e latticini in una grande fattoria. Il suo uso è così antico e utile che i nostri antenati la applicavano nella fermentazione di cibi come formaggio e vino.

Secondo l’Organizzazione per la Cooperazione e lo Sviluppo Economico (OCSE) :

la biotecnologia consiste nell’applicazione di principi scientifici e ingegneristici per il processo dei materiali attraverso agenti biologici al fine di ottenere beni e servizi.

Dal canto suo, la scoperta del DNA nel 1953 cambiò completamente l’uso che fino ad allora era stato riservato a questa scienza. Prima di questo storico e importante evento scientifico, infatti, non si sapeva che tutti gli esseri umani condividessero il 99,9% del genoma, l’insieme del materiale genetico del DNA. Così è nata l’ingegneria genetica.

Colori biotecnologici

I colori ispirano, motivano e generano emozioni. Diverse industrie, dall’alimentare alla cosmetica, utilizzano i colori a proprio vantaggio per veicolare concetti e idee. E la biotecnologia non fa eccezione. A seconda del campo a cui viene applicata, cambiano i colori. Sebbene il rosso, il verde e il blu siano i colori più popolari, esiste un intero arcobaleno di colori.

1. Biotecnologia rossa

Questa branca della biotecnologia fa riferimento al campo della medicina, sia umana che animale. È responsabile dello studio e dell’analisi di vari organismi al fine di creare alternative contro le malattie. È attraverso di essa che è possibile creare nuovi antibiotici, vaccini, farmaci, diagnostica molecolare e terapie rigenerative.

Uno degli esempi più recenti dell’applicazione efficiente della biotecnologia rossa è la velocità con cui sono stati creati i vaccini contro il COVID-19.

Inoltre, si può affermare che la biotecnologia rossa ha salvato la vita di milioni di persone in tutto il mondo, grazie ad terapie affidabili per la cura di malattie come cancro, diabete o alterazioni genetiche.

2. Biotecnologia blu

È considerata la seconda area più importante all’interno delle biotecnologie. Ha il compito di esplorare le possibilità offerte dal mare. Per questo è anche conosciuta come biotecnologia marina. Utilizza come fonte primaria la biodiversità degli ecosistemi marini e d’acqua dolce e tutti gli organismi che li abitano.

Grazie alla biotecnologia blu si possono sviluppare prodotti e tecnologie a partire da organismi acquatici. Ciò significa che micro e macro organismi possono essere utilizzati per ottenere materie prime, cibo, composti nutrizionali, cosmetici, farmaci e persino energia, tra le altre cose.

3. Biotecnologie verde

Detta anche biotecnologia agroalimentare, si occupa del settore agricolo e ambientale. È responsabile dello studio e dell’analisi di piante ed ecosistemi con processi che utilizzano organismi viventi. Lo scopo è produrre o modificare il cibo, migliorare le piante per renderle più resistenti e trovare soluzioni per abbattere l’inquinamento.

Le piante geneticamente modificate, popolarmente conosciute come colture transgeniche, sono uno degli esempi più noti. Questo tipo di intervento facilita la produzione agricola attraverso semi più fertili e riducendo parassiti e malattie delle piante. Ad esempio, nel 2013 fu creato per la prima volta un mais modificato per resistere a periodi intensi di siccità.

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4. Biotecnologia marrone

Questo campo è strettamente correlato alla biotecnologia verde e blu. Chiamata anche biotecnologia del deserto, si concentra sul trattamento e l’uso di suoli aridi e desertici. Come la campagna e il mare, questi ecosistemi hanno infinite possibilità in termini di risorse che possono essere studiate e sfruttate a beneficio dell’umanità.

5. Biotecnologia gialla

L’obiettivo principale della nota biotecnologia alimentare è quello di espandere la produzione di nuovi e migliori prodotti alimentari, per renderli più sani, più sicuri ed economici. Ciò si ottiene aumentandone la qualità e riducendo possibili danni all’uomo. Serve inoltre a prolungarne la conservabilità, ma senza interferire con il valore nutritivo.

È un campo emergente che studia, ad esempio, i processi di idrogenazione degli oli da cucina, al fine di ridurre le malattie cardiovascolari. È un’ottima alternativa per i paesi in via di sviluppo con alti tassi di malnutrizione, poiché permette di creare alimenti modificati ad alto contenuto calorico e vitaminico. 

6. Biotecnologia grigia

Quest’area delle biotecnologie ricerca soluzioni tecnologiche che aiutino a mitigare i danni derivati dal cambiamento climatico e dall’inquinamento. Alcune delle sue applicazioni sono la sanificazione del suolo, il trattamento delle acque reflue, la purificazione dei gas inquinanti e il corretto riciclaggio dei rifiuti.

7. Biotecnologie bianche

È specializzata nell’ottimizzazione dei prodotti attraverso processi biologici e tecnologie pulite e non inquinanti. Sfrutta organismi viventi, enzimi e biocatalizzatori che consentono la creazione di prodotti più facilmente degradabili, che richiedono meno energia per la loro elaborazione e che producono meno rifiuti. Copre diversi settori industriali come chimico, alimentare, energetico e ambientale.

8. Biotecnologia nera

Il suo obiettivo principale è combattere il bioterrorismo, termine usato quando vengono rilasciati intenzionalmente virus o batteri che possono potenzialmente infettare o uccidere esseri umani, animali o piante. Ciò avviene attraverso lo studio di possibili agenti patogeni, analizzandone il genoma e la variabilità biologica, al fine di prevenirne e bloccarne l’individuazione. Oltre, ovviamente, a trovare soluzioni per controllarli e sradicarli.

9. Biotecnologia oro

Si applica soprattutto alla bioinformatica, uno strumento necessario nelle biotecnologie. Il suo obiettivo è l’uso di programmi per computer in grado di analizzare statistiche, dati sperimentali e processi biologici.

Le sue applicazioni sono molto diverse, dall’esame del genoma – al fine di identificare e isolare i loro geni e i processi cellulari a cui partecipano – fino alla ricerca delle mutazioni del DNA e l’analisi filogenetica.

10. Biotecnologia viola

Alcuni dei suoi obiettivi principali si concentrano sugli aspetti legali legati alla biotecnologia. Si tratta di misure di biosicurezza nei processi, protezione dei dati, brevetti legali o problemi bioetici e legislativi.

Ha il compito di valutare i possibili dilemmi etici e morali che possono sorgere in alcune procedure, come la terapia genica, la clonazione, la riproduzione assistita o la modificazione genetica degli animali.

11. Biotecnologia arancione

Quest’area è dedicata alla formazione e alla diffusione delle biotecnologie e delle sue applicazioni in vari campi di studio. Il suo insegnamento è diffuso nelle università poiché mostra alle nuove generazioni le molteplici applicazioni che le biotecnologie possono avere per la salute e l’ambiente.

Principali rischi associati alle biotecnologie

La moderna biotecnologia ha reso possibile grandi progressi per l’umanità e la salute del pianeta e dell’uomo. Tuttavia, ha aperto la porta anche ad una serie di pericoli che prima non esistevano e ai quali occorre prestare grande attenzione. Questi sono alcuni dei principali rischi.

Rischi per l’uomo

• Nuovi agenti patogeni: alcuni organismi contagiosi come la tubercolosi sono ancora utilizzati per elaborare i vaccini. Tuttavia, se rilasciati per errore, possono causare malattie e diventare una grande minaccia.
• Allergie: modificando geneticamente cibi o farmaci, si possono introdurre allergeni in prodotti che prima ne erano privi, producendo nuove reazioni.
• Tossicità: qualsiasi proteina o organismo aggiunto deve essere valutato per evitarne la possibile tossicità, poiché alcuni possono causare gravi malattie come il cancro o generare intolleranze alimentari.

Rischi ambientali

• Perdita di biodiversità: la creazione su larga scala di semi e alimenti modificati può comportare la sostituzione di un’ampia varietà di colture con alternative di laboratorio più redditizie ed efficienti.
• Impollinazione incrociata: quando il polline di colture modificate viaggia verso piante non modificate, può causare la crescita di erbe infestanti e renderle più forti, creando un problema per l’ecosistema.
• Alterazione nutrizionale: una cattiva applicazione della tecnologia del DNA ricombinante (rDNA), può generare un’alterazione del valore nutritivo degli alimenti, oltre a una riduzione della resa delle colture.

Conclusioni

La scoperta del DNA e i progressi della biotecnologia negli ultimi decenni hanno contribuito a risolvere molti problemi di salute e ambientali. La grande varietà di colori con cui ciascuna delle sue applicazioni è nota, mostra l’impatto che ha in vari ambiti della conoscenza.

Tuttavia, occorre utilizzare le biotecnologie con cautela e sempre accompagnandole con i necessari studi che escludano un rischio per la salute. Questo perché, in alcune circostanze, potrebbero generare pericoli invece che aiutare l’umanità.