Capitolo 9 Princìpi di biotecnologia 9.1 LO SVILUPPO DELLE BIOTECNOLOGIE Per si intende l’insieme di quei processi e quelle tecniche che, grazie all’uso integrato di biochimica, microbiologia ed ingegneria, utilizzano in maniera controllata agenti biologici (come intere cellule o semplici componenti cellulari), allo scopo di produrre beni di consumo di interesse commerciale e di comune utilità. Le biotecnologie comprendono anche l’ con cui, grazie alla tecnica del DNA ricombinante, si riesce a trasferire parti di DNA da un organismo ad un altro. In questo modo è possibile migliorare il patrimonio genetico di organismi viventi per tutti gli scopi da cui l’uomo può trarre beneficio. Il quadro delle conoscenze in questo ambito scientifico è cominciato a delinearsi solo negli ultimi decenni e le potenzialità del settore sembrano tutte da esplorare. L’uomo ancora prima di maturare conoscenze scientifiche ha sviluppato molte tecniche con cui, senza sospettarne l’esistenza, venivano manipolati microrganismi. Già intorno al 6000 a.C. le popolazioni mesopotamiche producevano bevande alcoliche e, nell’antico Egitto, circa 5000 anni fa, gli Egiziani consumavano pane lievitato. Come sappiamo oggi, nella produzione di birra e nella lievitazione del pane sono coinvolti lieviti. biotecnologie ingegneria genetica Uso integrato di microbiologia, biochimica, ingegneria genetica Solo nel 1857 (1822-1895) osservò che la formazione di gas durante la manifattura della birra o la lievitazione del pane era dovuta all’azione di microrganismi. A questi processi diede il nome , termine derivato da quello latino “fervere”, per indicare la somiglianza con la formazione di bolle durante l’ebollizione. Successivamente Pasteur pubblicò studi dettagliati sulla fermentazione dello zucchero distinguendo le fermentazioni che producono gas, quelle che producono etanolo e quelle che producono acidi. Alla fine del XIX secolo (1860-1917) osservò che si potevano produrre etanolo e anidride carbonica a partire da zucchero anche utilizzando un estratto ottenuto dai lieviti. Provò così per la prima volta che non era indispensabile la presenza dei lieviti vivi e il mantenimento delle loro condizioni vitali. Lo sfruttamento industriale delle fermentazioni ha inizio nei primi decenni del XX secolo con i primi tentativi di produzione industriale di etanolo, butanolo ed acido citrico a cui si aggiunsero le produzioni su larga scala di glicerolo e acetone, necessari per la produzione di esplosivi durante la prima guerra mondiale. Riferendosi a queste produzioni su larga scala, viene introdotto per la prima volta nel 1917 il termine “biotecnologie”. Louis Pasteur fermentazione Eduard Buchner Fermentazione