Desarrollo de la biotecnología microbiana
¿Cuál es el objetivo principal de la biotecnología microbiana?
Utilizar microorganismos para obtener productos que sean útiles para las personas, la industria y el medio ambiente.
¿Cuál es actualmente la clasificación típica para los microorganismos?
Se clasifican en tres dominios: bacteria, archaea y eukerya
¿Qué representa μ en la ecuación de crecimiento microbiano?
Tasa específica de crecimiento
Define los siguientes tipos de microorganismos: halófilos, termófilos y acidófilos.
-Halófilos: Son microorganismos que crecen en ambientes con alta concentración de sal
-Termófilos: Son microorganismos que prosperan en temperaturas elevadas, generalmente por encima de los 45°C
-Acidófilos: Son microorganismos que prefieren ambientes ácidos, con un pH menor a 5.
¿Cuál es la principal vía metabólica utilizada por Saccharomyces cerevisiae en la producción de bioetanol?
Fermentación alcohólica
¿Qué se entiende por biotecnología tradicional y cuáles son algunos de sus ejemplos?
Hace referencia al uso de organismos vivos para producir alimentos y productos como la cerveza, el pan, el vino y productos lácteos mediante procesos de fermentación. Estos procesos se han utilizado durante miles de años.
¿Qué bacteria se usa para producir insulina recombinante?
E. Coli
Un cultivo en fase estacionaria muestra una μ = 0. ¿Qué significa?
Que las células no están creciendo, solo sobreviven
En un proceso de producción de bioetanol, si la temperatura del biorreactor se eleva más allá de 35°C, ¿qué efectos tendrá sobre las levaduras utilizadas en la fermentación?
Las levaduras utilizadas en la fermentación de bioetanol son generalmente mesófilas, lo que significa que su rango óptimo de crecimiento está entre 25-35°C. Si la temperatura se eleva por encima de este rango, las levaduras comenzarán a sufrir estrés térmico, lo que puede reducir su actividad metabólica y su capacidad para fermentar los azúcares en etanol.
¿Cuál es el aceptor final de electrones en la respiración aeróbica?
El oxígeno
¿Qué es la biotecnología moderna y cómo se diferencia de la tradicional?
La biotecnología moderna se basa en técnicas avanzadas de ingeniería genética, biología molecular y biotecnología celul
Esta ya sienta sus bases en las evidencia científica
Microorganismos procariotes, parte del dominio archaea, que son utilizados en la producción de biogás
Methanogens
¿Por qué en un cultivo continuo se requiere que D ≤ μ?
Si D > μ, las células son arrastradas fuera del sistema y el cultivo se lava
¿Por qué es importante controlar la humedad en la fermentación de productos lácteos como el yogurt o el queso?
La humedad influye en la actividad del agua (Aw) de los productos fermentados. Si la humedad es demasiado alta, puede favorecer el crecimiento de microorganismos no deseados, mientras que una humedad controlada favorece el crecimiento de las bacterias lácticas beneficiosas
Se está optimizando la fermentación de levaduras para producir bioetanol. Si se introduce oxígeno en el biorreactor, ¿qué ocurrirá con la producción de bioetanol?
Se detendrá, porque la levadura cambiará a respiración aeróbica
¿Cómo influyó el descubrimiento de la estructura del ADN en el desarrollo de la biotecnología?
Fue fundamental para el desarrollo de la biotecnología moderna. Este hallazgo permitió la comprensión de la genética, lo que facilitó el desarrollo de técnicas como la clonación de genes, la ingeniería genética, y la creación de organismos genéticamente modificados, esenciales para la medicina, la agricultura y la industria.
En el desarrollo de un tratamiento de bioremediación utilizando microorganismos, ¿cómo seleccionas el tipo de microorganismo adecuado para un ambiente contaminado con metales pesados?
Es crucial seleccionar microorganismos que tengan la capacidad de tolerar o incluso metabolizar estos metales. Algunos bacterias y hongos pueden acumular metales pesados y convertirlos en formas menos tóxicas, lo que los hace adecuados para este tipo de bioremediación. Es fundamental identificar microorganismos metalo-resistentes o metalo-reductores que sean capaces de sobrevivir en condiciones contaminadas y realizar procesos de detoxificación.
Un cultivo consume mucho sustrato, pero la biomasa final es baja. ¿Qué parámetro podrías revisar?
El coeficiente de mantenimiento, ya que si es alto, el sustrato se gasta en energía y no en crecimiento
En la fermentación de productos alimenticios como el vino o la cerveza, ¿cómo influye el control de la concentración de oxígeno durante la fermentación en la calidad del producto final?
Durante la fermentación alcohólica en la producción de vino o cerveza, el control de la concentración de oxígeno es crítico. Un nivel bajo de oxígeno favorece la fermentación anaeróbica, donde las levaduras convierten el azúcar en etanol y CO₂, mientras que un exceso de oxígeno puede promover el crecimiento de microorganismos no deseados que afectan el sabor y la calidad del producto
¿Qué coenzima es esencial para la conversión de piruvato a etanol en la fermentación alcohólica?
NADH
¿Qué función tienen las enzimas de restricción en la clonación genética?
Cortan el ADN en sitios específicos para insertar genes de interés
En la industria farmacéutica, ¿qué ventajas tienen los microorganismos sobre las células animales en la producción de proteínas terapéuticas?
Son más fáciles de cultivar y manejar, tienen ciclos de crecimiento más rápidos, y son menos costosos. Además, se pueden modificar genéticamente para producir proteínas recombinantes con una eficiencia mucho mayor que las células animales, lo que permite una producción a gran escala.
¿Qué es el efecto de sustrato inhibidor en la cinética microbiana y cómo afecta a la producción de biomasa en una fermentación industrial?
El efecto de sustrato inhibidor ocurre cuando la concentración de sustrato es demasiado alta y provoca una disminución en la tasa de crecimiento microbiano. Esto se debe a que el exceso de sustrato puede saturar los sistemas enzimáticos, lo que reduce la eficiencia de conversión y limita la producción de biomasa. En fermentaciones industriales, es crucial optimizar la concentración de sustrato para evitar este efecto y maximizar la productividad.
En el cultivo de bacterias para la producción de ácido láctico, el pH del medio de cultivo comienza a caer rápidamente debido a la acumulación de ácido láctico. ¿Cómo puede un biotecnólogo manejar esta situación para mantener el rendimiento del proceso?
Mediante la adición de una base, como hidróxido de sodio (NaOH), para neutralizar el ácido láctico acumulado y mantener el pH dentro de un rango óptimo para el crecimiento bacteriano. También puede ajustar la tasa de alimentación de nutrientes o incluso cambiar el medio de cultivo si es necesario para evitar un exceso de producción de ácido.
Un biorreactor con bacterias desnitrificantes está eliminando nitratos de aguas contaminadas. Sin embargo, el proceso es lento y los niveles de ATP en las células son bajos. ¿Por qué la producción de ATP en la desnitrificación es menor que en la respiración aeróbica?
Porque los nitratos generan menos ATP que el oxígeno en la cadena de transporte de electrones