Portada » Biología » Bases moleculares de la genética
El descubrimiento por Watson y Crick en Abril de 1953, de la estructura del ADN marca el inicio de una nueva revolución científica: la revolución genética o del ADN, que dio lugar al nacimiento de la Biología Molecular. La doble hélice del ADN desencadeno una serie de nuevos descubrimientos científicos que vinieron acompañados del desarrollo de nuevas tecnologías. En los años siguientes los científicos dedican sus esfuerzos a comprender cómo el ADN: Es capaz de contener información. Es capaz de transmitirse generación tras generación. Es capaz de manifestar los caracteres del individuo. Tan solo 25 años más tarde ya eran capaces de reproducir en el laboratorio los procesos que ocurrían en las células, así como modificarlos artificialmente. Con la manipulación de los genes nace la ingeniería genética. La tecnología derivada de la manipulación de los genes permitíó avanzar en el estudio del genoma y así conseguir identificar y localizar cada uno de los genes. En el 50º aniversario del modelo de la doble hélice de ADN, se anunció el fin del Proyecto Genoma
Humano. En unas pocas décadas, la manipulación del ADN ha originado numerosas aplicaciones: Diagnóstico de enfermedades genéticas. Producción de alimentos transgénicos. Investigación judicial. En los próximos años seremos testigos de las aplicaciones prácticas y de las implicaciones éticas de la revolución genética. La doble hélice de ADN se considera el mayor descubrimiento biológico del Siglo XX. La doble hélice de ADN está formada por dos cadenas unidas que tienen forma de muelle. Si los muelles se estiran la doble hélice asume la forma de una escalera de mano. Las cadenas constituyen los pasamanos, y están unidas la una a la otra a través de los peldaños. El ácido desoxirribonucleico es un polímero formado por la uníón de unas unidades básicas llamadas nucleótidos. Los nucleótidos están constituidos por tres componentes: Una pentosa, que en el caso del ADN será la desoxirribosa. Una molécula de ácido fosfórico. Una base nitrogenada. Las bases nitrogenadas son compuestos heterocíclicos de carácter básico con átomos de hidrógeno en el anillo. Hay dos tipos de bases: Bases púricas: derivan de la purina. Son la adenina y la guanina. Bases pirimidínicas: derivan de la pirimidina. Son las citosina y la timina. El gran descubrimiento de Watson y Crick radica en: Cada peldaño de la escalera de mano consiste en un par de bases. Cada base de ese par pertenece a una de las cadenas. Las bases solo pueden aparearse de una forma: A con T y C con G. Los nucleótidos se disponen en dos hebras orientadas en sentido contrario. La secuencia de ambas cadenas ha de ser complementaria, lo que permite que la molécula de ADN pueda reproducirse a sí misma originando dos copias exactas de la molécula de partida. Las reglas del apareamiento de las bases en el ADN subyacen a muchos de los procesos fundamentales que suceden en las células. Por ejemplo, si las dos cadenas se separan, cada cadena sirve de molde para fabricar una nueva cadena. Esta es la razón de que los genes puedan copiarse a sí mismos, las células puedan multiplicarse y los organismos reproducirse. Cuando Watson y Crick propusieron el modelo de la doble hélice del ADN, ya se conocía que el ADN era la molécula portadora de la información genética y por lo tanto responsable de los caracteres que manifestaba cada individuo. Pronto se dieron cuenta de que lo que diferenciaba la información genética de un individuo de la de otro, o a un gen de otro era el orden en que se dispónían las bases en el ADN, es decir, su secuencia.
PROYECTO GENOMA HUMANO: Durante la década de 1980 los científicos comenzaron a utilizar la tecnología del ADN recombinante para el estudio de genomas completos, así nacíó la genómica. El genoma es el conjunto de material genético de un organismo que contiene toda la información para la constitución y el funcionamiento del individuo. En un principio se secuenciaron genomas de virus de unos pocos miles de nucleótidos. El rápido desarrollo de métodos de secuenciación hizo que se considerará la secuenciación de genomas más largos y complejos. A finales de 1990 los científicos del mundo entero deciden embarcarse en el Proyecto Genoma Humano (PGH). El Proyecto Genoma Humano empezó en 1990 liderado por organismos públicos de los Estados Unidos y bajo la dirección James Watson, codescubridor de la estructura de la doble hélice de ADN. El Proyecto Genoma Humano contó desde muy pronto con la colaboración de centros de investigación y universidades de todo el mundo, especialmente Reino Unido, Alemania, Japón y Francia, transformándose en un proyecto internacional. El proyecto se concibió en dos partes: Identificar cuáles son los genes existentes y determinar en qué cromosomas, y en qué lugar de ese cromosoma se localiza cada uno de ellos. Determinar la secuencia exacta de nucleótidos de cada gen con el objetivo de conocer la proteína que codifica y sus posibles alteraciones. Su meta inicial era completar la primera etapa, el borrador en el año 2000 y que la secuencia estuviera finalizada en el 2005.
Desde el inicio del Proyecto Genoma Humano estuvo muy claro que la expansión del conocimiento científico tendría un profundo impacto en la humanidad y se dedicó un 5 % de su presupuesto anual al Programa de Implicaciones Éticas, Legales y Sociales (ELSI) del proyecto. Era la primera vez que una empresa científica procedía de esta manera. El proyecto nacíó como un consorcio público, pero en 1996, uno de sus fundadores Craig Venter fundó la empresa Celera Genomics, que financiada con fondos privados, inició en 1999 la secuenciación del genoma utilizando una estrategia diferente y potentes ordenadores. De esta manera pudo concluir la primera etapa en un año, obligando al consorcio público a acelerar sus trabajos. Finalización del PGH: El 26 de Junio de 2000, el presidente de los Estados Unidos Bill Clinton y el primer ministrobritánico Tony Blair anunciaron públicamente la finalización del borrador del genoma humano.
El 15 de Febrero de 2001 se hizo una presentación simultánea de los dos borradores, y tanto los científicos del proyecto público (PGH) como las empresas privadas se comprometieron a compartir sus logros. El 14 de Abril de 2003, antes de lo previsto, el Proyecto Genoma Humano anunció la secuenciación completa del genoma humano. La secuencia terminada incluye el 99% de sus nucleótidos.Los objetivos del Proyecto Genoma Humano fueron logrados e incluso superados, en menor tiempo y con menor presupuesto del que se estimó en sus inicios, pero queda mucho trabajo por hacer. Hace falta mucha investigación para entender cómo funciona cada uno de los genes que constituyen el genoma humano. De momento, se han identificado variantes de genes que predisponen a padecer la obesidad, genes implicados en el desarrollo de la diabetes, genes que protegen la memoria, genes vinculados a los infartos , genes ligados a los distintos tipos de cáncer , genes responsables de la calvicie, etc.La influencia el medio ambiente en los problemas de salud es importante. De ahí el interés por el Proyecto del Epigenoma Humano. Tras descifrar el genoma humano, urge analizar el proteoma humano, es decir, el conjunto de proteínas codificadas por el genoma para conocer sus funciones, el metaboloma, que se define como el conjunto de metabolitos presentes en una célula, un tejido o un órgano en unas condiciones concretas, el microbioma, que es el genoma colectivo de los millones de microbios de la flora intestinal humana que nos permiten digerir lo que comemos. Todos estos avances marcan el inicio de la era posgenómica.
BIOTECNOLOGÍA MÉDICA: Del conocimiento de nuestro genoma y del empleo de la tecnología del ADN recombinante se esperan aplicaciones directas en el campo de la salud. Estas aplicaciones son: Diagnóstico de enfermedades hereditarias, Obtención de fármacos, Obtención de vacunas, Terapia génica (sustituir el gen causante de una enfermedad por el gen normal). Diagnóstico de enfermedades hereditarias: En los trastornos genéticos, un gen o un cromosoma normal sufre cambios, es decir, muta y deja de hacer su función habitual. Si el cambio afecta a todas las células del organismo la enfermedad genética producida es hereditaria. En otros casos, como en el cáncer, también se producen cambios en el ADN, aunque estos no son hereditarios ya que no afectan a las células reproductoras. Para el diagnóstico de enfermedades de origen genético se utiliza la hibridación, una técnica que consiste en separar las dos hebras del ADN en estudio ponerlas en contacto con una sonda de ADN anómalo causante de la enfermedad. Si son complementarias, significa que la persona presenta la enfermedad. Esta técnica, junto con la PCR se utiliza también para el diagnóstico de algunos cánceres y de identificación de organismos patógenos causantes de enfermedades infecciosas. Las enfermedades hereditarias pueden ser: Cromosómicas: son resultado de alteraciones que afectan a un cromosoma completo(síndrome de Down (trisomía del cromosoma 21) o a fragmentos de cromosomas. Algunas anomalías cromosómicas son hereditarias, mientras que otras son el resultado de problemas en la formación de los gametos. Monogénicas: son resultado de cambios en un único gen y se heredan como cualquier otro carácter. La fibrosis quística es causada por un alelo mutante recesivo que se encuentra en el cromosoma 7. ¿Cómo se heredan? Todas las células humanas llevan 46 cromosomas, excepto las células reproductoras que llevan 23. De estos 46 cromosomas, 23 son de procedencia paterna y los otros 23, de procedencia materna. Así para cada carácter, las células llevan dos informaciones, dos genes, denominados genes alelos. Si los dos alelos que lleva una persona son diferentes, el carácter resultante dependerá de la fuerza con que se exprese cada uno de ellos. Con frecuencia, uno, denominado dominante, es el único que se expresa, y el otro denominado recesivo, permanece oculto. De entre los 23 pares de cromosomas hay un par que determina el sexo, son los cromosomas sexuales o heterocromosomas (XX (mujer), XY (hombre)). El resto de cromosomas se denominan autosomas.
Obtención de fármacos : En la actualidad se puede insertar en un microorganismo al gen que codifica una proteína de interés farmacológico, como la insulina o proteínas de la envoltura de un virus. Cultivando colonias de bacterias con el nuevo gen se fabrican antibióticos y hormonas con múltiples ventajas: Mínimo riesgo de contaminación del producto, control completo y continuo del producto sintetizado, producción casi ilimitada. Obtención de vacunas Algunas vacunas se obtienen por ingeniería genética. La mayoría de los factores antigénicos son proteínas, por lo que se puede clonar el gen de la proteína para obtener el antígeno no virulento de una determinada enfermedad. En 1986 se fabricó la primera vacuna recombinante frente de hepatitis B. Actualmente hay diversas vacunas disponibles de este tipo y otras en desarrollo. Terapia génica: La terapia génica se basa en el empleo de genes en la curación o el alivio de enfermedades hereditarias y adquiridas. Hasta ahora, el tratamiento de las enfermedades genéticas ha consistido en intervenir sobre las consecuencias que se derivan de portar un gen anómalo. Este tratamiento no logra la curación del enfermo.
La curación definitiva de una enfermedad genética se logrará si se corrige la causa, es decir, si se sustituye el ADN del gen mutado por ADN normal. En las células afectadas, un virus (vector) inserta una copia correcta del gen defectuoso. De este modo, el ADN se corrige dando lugar a células sanas. La terapia génica se podría aplicar a enfermedades genéticas como la fibrosis quística, a enfermedades que tienen un componente genético como el cáncer y algunas enfermedades víricas como el sida. La terapia génica aún no ha conseguido avances significativos, ya que se enfrenta a dos dificultades importantes: los problemas que plantean los vectores (infecciones, desarrollo de tumores y muerte del paciente ) y la expresión de los genes transferidos.
ORGANISMOS TRANSGÉNICOS Y OBTENCIÓN DE ORGANISMOS TRANSGENICOS: La ingeniería genética permite modificar el ADN de un microorganismo, una planta o un animal convirtiéndolo en un organismo modificado genéticamente (OMG). Los organismos eucariotas que han sido modificados genéticamente se denominan organismos transgénicos. En los organismos modificados genéticamente podemos diferenciar: Planta transgénica: en España se cultiva desde 1998 una variedad de maíz transgénico (maíz Bt) resistente al ataque de los taladros (larvas de mariposas), ya que incorpora un gen procedente de una bacteria (Bacillus thuringiensis) que fabrica una sustancia venenosa para los taladros. Animal transgénico: en 2001 se patentó el primer animal para consumo humano, un salmón que crece entre seis y ocho veces más rápido que uno normal. Esto se debe a que en el genoma de estos salmones se han introducido dos genes: uno del pez plano del Ártico, que no interrumpe el crecimiento durante el invierno y el otro es una modificación de un gen del mismo salmón que no interrumpe la creación de la hormona de crecimiento cuando el pez llega a su madurez. Microorganismo modificado genéticamente (MGM): uno de los primeros resultados de la ingeniería genética fue introducir el gen de una proteína humana, la insulina, en el ADN de una bacteria y conseguir que esta bacteria sintetizará insulina. La obtención de un organismo transgénico sigue un procedimiento que se puede dividir en dos etapas: Primera etapa o de transformación: consiste en introducir el gen deseado en el genoma de una célula del organismo que se desea modificar. Por ejemplo, el gen bacteriano para el veneno contra el taladro en una célula de maíz. Segunda etapa o de regeneración: consiste en obtener una planta o un animal a partir de la célula cuyo genoma se ha modificado. Esta segunda etapa requiere la utilización de técnicas de clonación de organismos. Conseguir un organismo transgénico supone un gran coste económico y la única manera de rentabilizarlo es producir el mayor número de copias idénticas, es decir, clonarlo.
APLICACIONES Y RIESGOS DE LOS OMG: La biotecnología es la aplicación de los seres vivos o de sus productos con fines industriales y/o comerciales. Las aplicaciones de los OMG abarcan diferentes áreas: Industria alimentaria: Obtención de alimentos con carácterísticas especiales (cereales sin gluten o carnes pobres en colesterol), así como mejora del rendimiento de los procesos industriales (fabricación de pan o cerveza), en los que intervienen microorganismos. Industria farmacéÚtica: Producción de fármacos o vacunas. Por ejemplo, animales cuya leche contiene un factor de la coagulación sanguínea o bacterias que han incorporado genes humanos y son capaces de fabricar insulina u hormona del crecimiento humana. Agricultura y ganadería: Mejora de caracteres agronómicos, como la resistencia a plagas o herbicidas de las plantas, o la mayor producción de leche y carne.
Medio ambiente: Eliminación de residuos tóxicos del agua o del suelo con plantas capaces de resistir sustancias tóxicas que acumulan en su cuerpo (biorremediación), o producción de combustibles biológicos (biocombustibles) a partir de plantas ricas en compuestos energéticos. Investigación médica: Obtención de órganos para trasplantes, procedentes de animales transgénicos, que no plantean problemas de rechazo, o utilización en la investigación básica (ratones knock out (KO)). Los riesgos de la biotecnología son: La pérdida de la biodiversidad genética. Las plantas transgénicas suponen una pérdida de la diversidad cultivada y pueden invadir ecosistemas naturales y desplazar a las plantas autóctonas. El salto de forma accidental , de los genes transferidos a otras especies silvestres o a los cultivos tradicionales. Así puede surgir maleza resistente a los herbicidas o bacterias patógenas que incorporan los genes resistentes a los antibióticos que se utilizan como marcadores. Efectos perjudiciales sobre la salud. Hasta el momento solo se tiene constancia de problemas alérgicos derivados de la falta de información en el etiquetado.
LA CLONACIÓN Y SUS APLICACIONES: En el lenguaje científico el término clonación se utiliza para indicar un proceso mediante el cual se obtiene una copia idéntica (clon), desde el punto de vista genético de cualquier entidad viva, como una célula o un organismo. En 1996, en el Roslin Institute de Edimburgo (Escocia), nacíó la oveja Dolly, el primer mamífero clónico de la historia. Desde entonces se han clonado otros mamíferos (vacas, cerdos, cabras, ratones, gatos y primates), incluyendo especies en peligro de extinción. La técnica utilizada para la clonación se denomina transferencia nuclear.
La clonación es un proceso muy costoso y poco eficiente. Para que Dolly naciera fueron necesarios 400 óvulos de los cuales solo en 277 se logró introducir un nuevo núcleo. Tras las primeras divisiones, tan solo 50 embriones se consideraron aptos para ser transferido al útero de las madres adoptivas. De todas ellas, tan solo 13 quedaron preñadas y solamente una paríó una oveja viva, Dolly. Además, los animales clónicos pueden presentar problemas de salud. Dolly tuvo que ser sacrificada a los seis años de edad tras detectársele una artrosis impropia de su edad y una grave enfermedad pulmonar. APLICACIONES DE LA CLONACIÓN: Agricultura y ganadería: permite obtener copias de animales o plantas que poseen alguna carácterística que interesa mantener, por ejemplo los animales transgénicos.Investigación: disponer de animales de laboratorio idénticos que puedan utilizarse como modelo para el estudio de enfermedades humanas. Ecología: recuperar especies que estén en peligro de extinción, incluso se plantea la posibilidad de clonar a especies extinguidas. Medicina: obtener órganos para trasplante clonando animales.
LA SOBREEXPLOTACIÓN DE RECURSOS: A lo largo de la historia la sociedad siempre ha sido consciente de que su desarrollo estaba sujeto a la explotación de los recursos naturales de su entorno. Los recursos naturales son los distintos elementos que provienen de la naturaleza y que el hombre es capaz de utilizar en su provecho. La Revolución Industrial marcó un punto de inflexión en la explotación de los recursos; las industrias requerían cada vez mayor cantidad de materias primas para crecer, el aumento de la demanda exigía sistemas más sofisticados para obtener los recursos y la tecnología los proporcionaba. A partir de ese momento, la humanidad ha incrementado la explotación de los recursos naturales muy por encima de su propio crecimiento, sin detenerse a reflexionar sobre las consecuencias. La sobreexplotación de los recursos es una realidad a lo largo de nuestra historia reciente. primero los países desarrollados, las economías emergentes (China, India…), han competido por los mismos. La población crece a un ritmo vertiginoso, el consumo se dispara y el nivel de vida aumenta progresivamente en los países industrializados, que demandan más materias primas y energía.
Por otra parte, la importancia de los recursos es cambiante y depende de la tecnología, el mercado y la política. Los países que han dominado los recursos estratégicos se han visto fortalecidos, y han estallado guerras por este motivo. Atendiendo su capacidad de regeneración podemos distinguir tres tipos de recursos: Recursos renovables: Son inagotables, como la energía producida por el sol o el viento, la fuerza de las mareas. Recursos no renovables: Existen en cantidades limitadas y, sin embargo, son los más demandados. Destacan el petróleo y del carbón. Recursos potencialmente renovables: Puede ser renovables y la velocidad de explotación del hombre es inferior a la regeneración natural del recurso.
Incluye la agricultura, la ganadería, la pesca y los bosques.
EL IMPACTO DEL CONSUMO DEL AGUA: Se denomina impacto ambiental a los efectos que las actividades humanas tienen en el medio natural. El impacto producido por el elevado consumo de agua afecta a la calidad y a la cantidad de agua que queda. IMPACTO EN LA CALIDAD DE NUESTRAS AGUAS: El uso de recursos conlleva la eliminación de residuos. El problema ambiental generado por los residuos se engloba bajo la denominación de contaminación (cualquier cambio indeseable en las carácterísticas del agua, el aire, el suelo o los alimentos, que afecta nocivamente a la salud, la supervivencia o las actividades de los seres vivos). Se diferencian los siguientes tipos de contaminación antrópica: De origen urbano: Las aguas residuales de las viviendas y servicios de las ciudades contienen residuos fecales, restos de alimentos y productos químicos (detergentes y lejías) altamente contaminantes. Para eliminarlos antes de su vertido al medio natural están las estaciones depuradoras de aguas residuales. De origen agrícola: Debido al uso de fertilizantes y plaguicidas que son arrastrados por las aguas de lluvia o de riego hacia los ríos o las aguas subterráneas, o por la acumulación de excrementos animales que produce en las explotaciones ganaderas. De origen industrial: Los procesos industriales generan residuos contaminantes de diversos tipos como los metales pesados (plomo, Mercurio…), sustancias orgánicas (aceites, grasas…), ácidos y otras sustancias químicas cambian el pH del agua. La contaminación también puede ser térmica debido al vertido de aguas empleadas de como refrigerantes. IMPACTO EN LA CALIDAD DE AGUA: A lo largo del Siglo XX el consumo de agua se multiplicó por siete. Para hacer frente a esta situación se ha recurrido tanto a las aguas superficiales como a las subterráneas, generando una situación conocida como estrés hídrico, en la que la demanda es mayor que la disponibilidad de agua con la calidad requerida. En España, el área mediterránea está sometida debido a las demandas derivadas del turismo. La sobreexplotación de acuíferos (la extracción de más agua de la recarga proporcionada por la infiltración) está teniendo graves consecuencias. En nuestro país una de las consecuencias principales consiste está siendo poner en riesgo los humedales, que se dan en las zonas en las que el nivel freático se halla en la superficie o muy cerca de ella, de manera que la tierra se encuentra cubierta por aguas poco profundas (Doñana (Huelva), Tablas de Daimiel (Ciudad Real), el delta del Ebro (Tarragona)).
INCREMENTO DE LA DISPONIBILIDAD DE AGUA: Tradicionalmente ha sido la estrategia usada para solucionar el desajuste entre oferta y demanda. Las formas más importantes de conseguirlo son: Construcción de embalses: La construcción de presas permite regular las aguas de los ríos y controlar sus crecidas, funciones muy importantes en un país con un régimen de lluvias tan irregular como el nuestro. Los embalses también permiten el abastecimiento de agua y la generación de energía eléctrica. Como inconvenientes podemos señalar que suponen una interrupción del curso natural de los ríos y tienen efectos no deseables en los ecosistemas acuáticos. España es uno de los países con mayor número de embalses por millón de habitantes. Realización de trasvases: La disponibilidad de agua y su consumo son desiguales en España. Los trasvases exportan agua desde las cuencas con excedentes a las cuencas que presentan un déficit. Para ellos se construyen canales de una cuenca a la otra. Actualmente son imprescindibles, las grandes ciudades se nutren de trasvases de este tipo. También hay trasvases a mayor escala (trasvase Tajo-Segura), que suelen generar conflictos sociales. Desalinización del agua del mar: Es un proceso que permite extraer las sales del agua marina transformándola en agua apta para el consumo doméstico el regadío. En España se utilizan desaladoras desde hace más de cuarenta años. Presentan dos objeciones: 1. Alto consumo energético, lo que supone un precio demasiado alto para su uso agrícola. 2- Problemas medioambientales, generados por la liberación de salmuera al medio marino y dióxido de carbono a la atmósfera. Diversas mejoras tecnológicas han reducido el consumo energético de las desaladoras, mientras que el uso de energías renovables evitaría la liberación de dióxido de carbono. La posibilidad de disponer de agua con independencia del régimen de lluvias y sin entrar en conflictos con la población de las cuencas de origen de los trasvases está favoreciendo este sistema.
FUENTES DE ENERGÍA NO RENOVABLES: Las fuentes de energía no renovables, son aquellas fuentes cuya cantidad es limitada y su ritmo de consumo es mayor que su ritmo de reposición, ya que los procesos que las generan requieren millones de años. Son fuentes de energía no renovables: Carbón (combustible fósil), Uranio (energía nuclear), Gas natural (combustible fósil) y Petróleo(combustible fósil). Carbón: El carbón es una roca sedimentaria de origen orgánico, que se forma por mineralización (fosilización) durante millones de años de restos vegetales. Los restos forman la turba (mezcla de restos vegetales y tierra). La turba se entierra y tras millones de años, gracias a la presión y el calor interno de la Tierra se forma el carbón. Se produce en zonas pantanosas, en deltas y en lagos de poca profundidad. Hay diferentes tipos de carbón: lignito, hulla y antracita.
Se obtiene excavando a cielo abierto o en minas con galerías a diferentes profundidades. Se emplea como combustible en las centrales térmicas para calentar el agua y generar el vapor que moverá las turbinas para producir electricidad. Durante mucho tiempo fue combustible más empleado, hasta que hace casi un siglo fue desplazado por el petróleo. La combustión del carbón es muy contaminante, genera gases de efecto invernadero y sustancias que provocan lluvia ácida, como dióxido de carbono, monóxido de carbono y dióxido de nitrógeno. Las centrales térmicas causan un gran impacto ambiental, si bien se puede mitigar con la tecnología adecuada. Petróleo: El petróleo es un líquido oscuro, que se forma partir de restos de seres marinos microscópicos, que al morir se depositan en el fondo (sedimentos marinos), quedando cubiertos de capas de arena y barro. Transcurrido un período de tiempo que oscila entre el medio millón y varios millones de años estos restos se descomponen en el agua dando lugar al petróleo. Se obtiene perforando pozos en tierra firme o con plataformas petrolíferas en el mar. Del petróleo se obtienen combustibles (gasolina, gasóleo, fuel) y plásticos (industria petroquímica). Los combustibles obtenidos del petróleo se usan en vehículos (automóviles, camiones, aviones), en las calefacciones y en las centrales eléctricas. El petróleo es la fuente de energía más empleada en la actualidad. Un 65% de las reservas, están situadas en Oriente Próximo, lo que lo convierte en un recurso muy localizado. El principal problema ambiental de los derivados del petróleo surge en la reacción de combustión, que lidera la atmósfera gran cantidad de gases de efecto invernadero. UCRANIO: Se obtiene una gran cantidad de energía mediante reacciones de fisión en el núcleo de sus átomos. La energía liberada en estas reacciones se emplea para producir electricidad. La radioactividad del uranio y los productos de su uso obliga a tomar grandes medidas de seguridad. El reactor de una central nuclear está protegido por paredes de hormigón y acero, de manera que el agua que se hace evaporar no está en contacto directo con el uranio.
Las fuentes de energía renovables son fuentes de energía que no se agotan porque se regeneran al mismo ritmo que se consumen, o bien se tratan de fuentes prácticamente inagotables. Son fuentes de energía renovables: Energía solar, energía eólica, energía hidráulica, energía de la biomasa, energía geotérmica, energía de fusión y energía mareomotriz.
Es la energía renovable más utilizada, aunque se encuentra muy limitada geográficamente. Aprovecha la fuerza de los ríos y los saltos de agua para obtener electricidad. El flujo de agua mueve unas turbinas que generan corriente eléctrica. Esta energía se produce en las centrales hidroeléctricas, donde se requiere un gran desnivel y una masa importante de agua, lo que se consigue con la construcción de presas. Esta forma de obtención de energía apenas contamina.El agua es un recurso que no se agota, ya que se renueva constantemente debido al ciclo del agua. El inconveniente radica en que los embalses que acumulan el agua, necesarios para las centrales hidroeléctricas, producen un gran impacto ambiental: reduce la biodiversidad,dificulta la migración de peces, disminuye el caudal de los ríos y modifica el microclima.
La energía solar se entiende como la conversión de los rayos solares en energía que el hombre puede utilizar para su beneficio. Esta energía es prácticamente inagotable. El aprovechamiento directo de la energía solar se orienta actualmente en dos direcciones: Energía solar térmica (como fuente de calor). Se usan placas solares (grandes paneles de vidrio bajo los cuales hay tuberías de agua). Los rayos solares atraviesan el vidrio y calientan el agua de estas tuberías que sirve para calefacción. El inconveniente es que su rendimiento se reduce notablemente en climas fríos. Energía solar fotovoltaica (producción de energía eléctrica). Es una de las más rentables y de mayor velocidad de crecimiento. Se usan placas fotovoltaicas, formadas por semiconductores, la luz solar incide liberando electrones y generando electricidad. El inconveniente es que no puede obtenerse de noche o en días nublados. En la actualidad se construyen grandes concentraciones de placas fotovoltaicas (central fotovoltaica).
La energía eólica se aprovecha mediante aerogeneradores. El viento hace girar las aspas de los aerogeneradores, esto hace girar el generador, que produce energía eléctrica. Los lugares donde se concentran un gran número de aerogeneradores se denominan parques eólicos o centrales eólicas. Está experimentando un empuje importante en los últimos tiempos. Los inconvenientes de los aerogeneradores son: Gran impacto visual, Interferencia en la ruta de las aves migratoria, para elegir su ubicación se estudia factores como la velocidad del viento, la continuidad de este a lo largo del año y su impacto ambiental en el entorno.
La energía de la biomasa se obtiene a partir de la materia orgánica de origen animal o vegetal, desde los desechos de la agricultura y la ganadería hasta los residuos sólidos urbanos. La biomasa se quema para producir directamente calor o electricidad o para obtener combustibles para vehículos (biodiesel y bioalcohol).
La energía geotérmica procede del calor interno de la Tierra. Se puede emplear para producir electricidad o para calefacción. Se introduce agua fría a presión hasta una zona muy caliente del interior de la Tierra donde se convierte en vapor a elevada temperatura. Este vapor se extrae mediante una tubería adecuada hasta la superficie donde hace girar una turbina conectada a un generador eléctrico.
Es la fuente de energía del Sol y de las estrellas. Se trata del proceso inverso a la fisión nuclear. Los núcleos ligeros chocan entre sí fusiónándose a temperaturas extraordinariamente altas. En la actualidad se encuentra en estudio.