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2026/01/16

Creación de la cerveza, el vino y el pan

La fermentación es un proceso biológico en el que se ha estudiado cómo las levaduras, como Saccharomyces cerevisiae, transforman los azúcares en alcohol y dióxido de carbono. Este proceso es fundamental para la elaboración de alimentos y bebidas como la cerveza, el vino y el pan. En el caso de la cerveza, se conoce que los azúcares proceden de la cebada malteada; en el vino, de los azúcares naturales de la uva; y en el pan, de la descomposición del almidón de la harina. A su vez, se ha observado que durante la fermentación del pan el dióxido de carbono permite que la masa aumente de volumen, mientras que el alcohol generado se evapora durante el horneado. Diferentes investigaciones realizadas en España han permitido comprender mejor estos procesos y mejorar la calidad y seguridad de los productos fermentados, que forman parte de la alimentación habitual y de la cultura gastronómica.

La fermentación es un proceso biológico fundamental que ha sido utilizado por el ser humano desde la antigüedad para la elaboración de alimentos y bebidas. Productos tan comunes como la cerveza, el vino y el pan existen gracias a la acción de microorganismos, principalmente levaduras, que transforman los azúcares en otras sustancias. Aunque durante siglos se utiliza la fermentación sin conocer su base científica, hoy sabemos que se trata de un proceso metabólico estudiado en profundidad por la biología y a la microbiología.

En España, diferentes estudios realizados por instituciones como el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y universidades han permitido comprender mejor estos procesos y mejorar la calidad y seguridad de los alimentos fermentados.

La cerveza es una bebida alcohólica obtenida a partir de cereales, principalmente la cebada. El proceso comienza con el malteado, que consiste en germinar el grano y secarlo posteriormente. Esto permite que el almidón del cereal se transforme en azúcares fermentables.

Después, la malta se mezcla con agua caliente en un proceso llamado maceración, donde las enzimas descomponen el almidón en glucosa y maltosa. Una vez obtenido el mosto, se hierve y se añade lúpulo, que aporta sabor y actúa como conservante natural.

La fase más importante desde el punto de vista biológico es la fermentación. La fermentación alcohólica es un proceso metabólico que realizan algunas levaduras, como Saccharomyces cerevisiae, en ausencia de oxígeno. Durante este proceso, la glucosa se transforma en etanol (alcohol etílico) y dióxido de carbono, liberando energía que la célula utiliza para sobrevivir. En este caso, al añadir levaduras, principalmente Saccharomyces cerevisiae o Saccharomyces pastorianus, estas comienzan a consumir los azúcares del mosto. Como resultado, se produce alcohol y dióxido de carbono. Estudios realizados en universidades españolas han demostrado que la temperatura y el tipo de levadura influyen mucho en el sabor final de la cerveza.

Finalmente, la cerveza se deja madurar y se envasa. El gas producido en la fermentación es el responsable de la espuma característica de esta bebida.

Cerveza Destino. (2024, 16 de septiembre). Proceso de elaboración de la cerveza artesanal [Fotografía]. En CervezaDestino.com. https://cervezadestino.com/blog/proceso-elaboracion-cerveza-artesanal Cerveza Destino. (2024, 16 de septiembre).

Por otro lado, el vino se obtiene mediante la fermentación del zumo de uva, conocido como mosto. A diferencia de la cerveza, las uvas ya contienen azúcares simples, por lo que no es necesario transformar almidón previamente.

En la piel de la uva se encuentran levaduras naturales, aunque en muchas bodegas españolas se añaden levaduras seleccionadas para controlar mejor el proceso. Según investigaciones del Instituto de Ciencias de la Vid y del Vino (ICVV), dependiente del CSIC, estas levaduras influyen directamente en el aroma y el sabor del vino.

Durante la fermentación alcohólica, las levaduras transforman la glucosa y la fructosa del mosto en etanol y dióxido de carbono. El dióxido de carbono se libera en forma de burbujas, mientras que el alcohol permanece en el líquido. Este proceso puede durar varias semanas y depende de factores como la temperatura, el tipo de uva y la cantidad de azúcar.

En algunos vinos, como los tintos, después se produce la fermentación maloláctica, llevada a cabo por bacterias lácticas. Este proceso reduce la acidez del vino y lo hace más suave. Este fenómeno ha sido ampliamente estudiado en España debido a la importancia del vino en su económica y cultura.

Intranox. (s. f.). Depósitos de acero inoxidable para vino [Fotografía]. En Intranox. https://www.intranox.com/depositos-de-acero-inoxidable/vino

Siguiendo con esto, el pan es un alimento básico que también se obtiene gracias a la fermentación. En este caso, se utiliza harina, agua y levadura. La harina contiene almidón , que se descompone en azúcares simples gracias a enzimas presentes de forma natural.

Al añadir levadura (Saccharomyces cerevisiae), esta comienza la fermentación alcohólica. Aunque también se produce alcohol, este se evapora durante el horneado. El dióxido de carbono, sin embargo, queda atrapado en la masa, formando burbujas que hacen que el pan aumente de volumen y quede esponjoso.

Según estudios de universidades españolas sobre tecnología de los alimentos, el tiempo de fermentación es clave para obtener un pan de buena calidad. En el pan tradicional, como el elaborado con masa madre, intervienen tanto levaduras como bacterias, lo que aporta mayor sabor y mejor digestibilidad.

Por último, desde el punto de vista biológico, la fermentación es un ejemplo claro de la relación entre los seres humanos y los microorganismos. Gracias a estos procesos, se pueden obtienen alimentos más duraderos, seguros y nutritivos. Además, la fermentación mejora la bio disponibilidad de algunos nutrientes.

En España, la cerveza, el vino y el pan forman parte de la dieta mediterránea y tienen una gran importancia cultural y económica. Por ello, numerosos estudios científicos españoles se centran en mejorar los procesos de fermentación, conservar las tradiciones y garantizar la calidad de los productos.

Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC). (s.f.). La fermentación y el papel de las levaduras en la elaboración de alimentos. CSIC divulgación Científica.

Fundación Española para la Ciencia y la Tecnología (FECYT). (s.f.). Microorganismos y alimentos fermentados. Monografías de divulgación científica. https://www.fecyt.es/

Instituto de Ciencias de la Vid y del Vino (ICVV-CSIC). (s.f.). Procesos biológicos en la elaboración del vino. Logroño, España.

Ministerio de Agricultura, Pesca y Alimentación. (s.f.). La cerveza y su proceso de elaboración. Gobierno de España. https://www.mapa.gob.es/

Universidad Complutense de Madrid. (s.f.). La fermentación en la industria alimentaria. Facultad de Ciencias Biológicas. https://www.ucm.es/

Universidad de Granada. (s.f.). Fermentación alcohólica y microorganismos implicados. Departamento de Microbiólogia. https://www.ugr.es/

Tipos de ARN

El ARN es una molécula fundamental para que las células transmitan y regulen su información genética. Aunque siempre se asocia a la fabricación de proteínas mediante el ARN mensajero, transferente y ribosómico, hoy en día conocemos la gran importancia que tiene. Existen variantes como los microARN o los ARN largos no codificantes que actúan como reguladores clave, controlando qué genes se activan. Todo este proceso empieza en el núcleo con el ARN heterogéneo nuclear, que debe madurar antes de ser útil. Conocer estos mecanismos ha permitido avances médicos increíbles, como las vacunas de ARNm y la edición genética con CRISPR.

El ARN o ácido ribonucleico, es una molécula formada por ribonucleótidos, que consisten en una base nitrogenada, un azúcar llamado ribosa y un grupo fosfato. Esta molécula se encuentra en todas las células y cumple funciones esenciales en la transmisión y regulación de la información genética. Además, participa en distintos procesos celulares fundamentales que permiten a la célula controlar la expresión de sus genes y mantener su funcionamiento adecuado. El estudio del ARN ha sido clave para comprender la biología celular y los mecanismos que regulan la actividad genética.

Los tres tipos principales de ARN que participan en la síntesis de proteínas son el ARN mensajero, el ARN de transferencia y el ARN ribosómico. El mensajero lleva la información genética desde el ADN hasta el citoplasma. El de transferencia transporta los aminoácidos necesarios para formar la proteína. Por último, el ribosómico se une a proteínas y forma los ribosomas, y ahí es donde se produce la síntesis de proteínas.

Durante muchos años, el estudio del ARN se centró solo en estos tipos. Sin embargo, con el avance de la investigación se descubrió que existen muchos otros ARN con funciones importantes. Primero se identificaron los microARN (miARN), que no se habían detectado antes porque son muy pequeños. Después, gracias a los estudios transcriptómicos, que analizan todo el ARN producido por la célula, se descubrieron los ARN largos no codificantes (lncARN). Esto permitió entender que no todo el ARN sirve para sintetizar proteínas, pero aun así es fundamental para el funcionamiento celular.

Los ARN de interferencia son varios tipos de ARN pequeños que regulan la expresión génica. Los más conocidos son los siARN y los miARN. Aunque su tamaño es parecido, se forman de manera distinta. Los siARN están formados de moléculas de ARN de doble cadena más largas que son fragmentadas dentro de la célula. Después, una de sus hebras se une a un ARN mensajero concreto y provoca su degradación, evitando que se produzca la proteína correspondiente.

Soclalluna. (s. f.). ARN de interferencia. https://soclalluna.com/2o-bachillerato/2obach/bloque-ii-bioquimica/ud02-glucidos-lipidos-proteinas-y-acidos-nucleicos/los-acidos-nucleicos/arn/arn-de-interferencia/

Por otro lado, los miARN se forman a partir de genes del propio genoma y pasan por varias etapas antes de ser funcionales. Su acción suele ser menos directa, ya que normalmente no destruyen el ARNm, sino que reducen su traducción. Esto se debe a que su unión al ARN mensajero suele ser parcial. De esta forma, tanto los siARN como los miARN permiten regular la cantidad de proteína que produce la célula según la situación.

Los lncARN (ARN largos no codificantes) son cadenas de más de 200 nucleótidos que tampoco sintetizan roteínas, sino que funcionan como reguladores genéticos. Su existencia demuestra que el fragmento del genoma tradicionalmente considerado "ADN basura" tiene en realidad una función biológica esencial. Estos ARN se originan en gran medida a partir de restos virales evolucionados dentro del genoma. A diferencia del ARN mensajero, se localizan principalmente en el núcleo y presentan una alta especificidad según el tejido y la especie, controlando qué proteínas deben fabricarse y en qué lugar exacto.

El ARN heterogéneo nuclear (ARNhn), también llamado pre-ARNm, es el primer ARN que se forma durante la transcripción realizada por la ARN polimerasa II. Contiene tanto exones como intrones y todavía no puede traducirse. Su función es servir como base para el proceso de maduración del ARN dentro del núcleo, donde se eliminan los intrones mediante el splicing. Este ARN se asocia a proteínas llamadas hnRNP, que ayudan a estabilizarlo y evitan que salga del núcleo antes de estar correctamente procesado.

Los snARN son ARN nucleares que forman parte del espliceosoma. Su función principal es reconocer las zonas donde deben eliminarse los intrones y unir los exones durante el splicing, permitiendo que el ARNm sea funcional. Por otro lado, los snoARN se encuentran en el nucléolo y participan en la maduración y modificación química del ARN ribosómico. Este proceso es necesario para que los ribosomas se formen correctamente.

Redirect notice. (s. f.). Facebook. https://www.facebook.com/61558940886134/posts/122153855414298029/

El ARN tiene una gran importancia en la medicina actual, y una aplicación reciente es la vacuna de ARNm del COVID-19. Estas vacunas funcionan de forma distinta ya que no se usa un virus real, sino que dan instrucciones para que las células fabriquen la proteína espiga del virus y el sistema inmune aprenda a reconocerla sin que se altere el ADN. Otra aplicación importante es el sistema CRISPR-Cas9, donde se usa un ARN guía que dirige una enzima a zonas concretas del genoma y corrige mutaciones lo que permite a los científicos introducir nuevas secuencias genéticas, inactivar un gen o corregir una mutación. Gracias a esta técnica se están investigando tratamientos para enfermedades genéticas, el cáncer y nuevas terapias génicas.

En resumen, el ARN es una molécula clave para que la célula funcione y regule su información genética. Aparte de los tres tipos típicos que fabrican proteínas (mensajero, transferencia y ribosómico), hay otros que son igual de importantes. Por ejemplo, los microARN y los de interferencia se encargan de bloquear o degradar mensajes para controlar los genes. También están los ARN largos no codificantes, que sirven como reguladores muy específicos. Todo este proceso incluye una etapa donde el ARN tiene que madurar dentro del núcleo. Al final, entender cómo funciona todo esto ha servido para avances médicos reales, como las vacunas nuevas o el sistema CRISPR para editar el ADN y corregir mutaciones.

Referencias

Clínica Universidad de Navarra. (s. f.). Ácido ribonucleico. Diccionario médico. https://www.cun.es/diccionario-medico/terminos/acido-ribonucleico

Clínica Universidad de Navarra. (s. f.). snRNA. Diccionario médico. https://www.cun.es/diccionario-medico/terminos/snrna

DCiencia. (s. f.). ARNs largos no codificantes (lncRNAs) como biomarcadores de cáncer. https://www.dciencia.es/arns-largos-no-codificantes-lncrnas-como-biomarcadores-de-cancer/

IRB Barcelona. (2017, 12 de julio). ARN: mucho más que un simple mensajero del ADN. https://www.irbbarcelona.org/es/news/arn-mucho-mas-que-un-simple-mensajero-del-adn

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Química.es. (s. f.). ARN interferente. https://www.quimica.es/enciclopedia/ARN_interferente.html

ScienceDirect. (s. f.). Heterogeneous Nuclear RNA. https://www.sciencedirect.com/topics/neuroscience/heterogeneous-nuclear-rna

Sociedad Española de Bioquímica y Biología Molecular (SEBBM). (2016, junio). Más allá del dogma central de la biología molecular: el ARN no codificante y el que codifica. https://sebbm.es/revista/dosier/mas-alla-del-dogma-central-de-la-biologia-molecular-el-arn-no-codificante-y-el-que-codifica/

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Historia y actualidad en xenotrasplantes

El xenotrasplante es el resultado de una evolución científica continua que busca ofrecer una alternativa real a la falta de órganos para trasplantes. A lo largo de la historia se han conocido varios intentos de trasplantes utilizando tejido y órganos de animalesx, como monos, cabras y cerdos. Al principio no sé dieron buenos resultados debido al rechazo inmunológico y otros inconvenientes, pero está claro que con el tiempo los xenotrasplantes han avanzado mucho científicamente. En la actualidad el cerdo es el principal donante debido a su tamaño y fisiología. Además, se han desarrollado técnicas de modificación genética para que el riesgo de rechazo sea menor, además de la transmisión de enfermedades. Actualmente, el xenotrasplante se encuentra en una fase experimental avanzada, con resultados prometedores pero todavía con importantes desafíos científicos e inmunológicos.

El xenotrasplante es un procedimiento quirúrgico donde se transfieren tejidos, células, u órganos de un organismo de un animal a un receptor humano (como de cerdos a humanos).

Esta técnica se lleva a cabo cuando hay falta de órganos humanos, los cuales deben ser compatibles con el receptor.

El primer caso de este tipo de intervención ocurrió en el año 1963, cuando se intentó trasplantar varios riñones de mandriles a varias personas, fracasando algunos de estos trasplantes, debido a rechazo inmunológico y otros pocos llegaron a sobrevivir entre 19 y 98 días. A partir de entonces, se investiga diariamente este tipo de trasplante, habiendo logrado avances muy importantes, especialmente con el uso de cerdos genéticamente modificados, que hace que el riesgo de rechazo sea menor.

El rechazo histórico de la inmunología

El rechazo inmunológico ha sido el mayor problema histórico y científico en el desarrollo de los xenotrasplantes.

El principal riesgo actual en un xenotrasplante de un órgano animal a un humano reside en el rechazo de este órgano por parte del sistema inmunológico del ser humano.

El sistema inmunológico es el sistema de defensa con el que cuenta el cuerpo humano para protegerse frente a “ataques” de elementos desconocidos como pueden ser bacterias, virus, células cancerosas, etc, o en este caso, de un xenotrasplante.

Uno de los motivos por el cual nuestro sistema inmunitario rechaza un órgano ajeno es por el hecho de no reconocer a este, al ser el primer paso que por el que pasa el sistema para poder aceptarlo.

Al detectar un “invasor” dentro del organismo, los antígenos, que son unas moléculas que se encuentran en la superficie de nuestras células, actúan, y finalmente se “elimina” el órgano.

Cuando esto ocurre, las consecuencias pueden llegar a ser graves, desde un riesgo de infección, hasta el fallecimiento.

Que se necesita para que un xenotrasplante sea posible

Para que un xenotrasplante sea posible, hay que tener en cuenta varios factores, entre ellos, la modificación genética. Para conseguir modificar genéticamente un órgano, tiene que pasar por un procedimiento de ingeniería genética, en el que se eliminan genes del órgano del cerdo y se añaden genes humanos, de esta manera se consigue la compatibilidad entre donante y receptor necesaria.

Por otra parte, a los pacientes los cuales han pasado por una intervención de este tipo, se les administra fármacos inmunosupresores para toda la vida, esto hace que disminuya el riesgo en un futuro.

El cerdo como principal donante

El cerdo se ha convertido en el principal donante en xenotrasplantes por sus ventajas biológicas y prácticas. Los órganos del cerdo tienen un tamaño, forma y función muy similares a los humanos. Esto facilita su adaptación en cirugías y en sistemas fisiológicos humanos. Por ejemplo: el corazón, los riñones y el hígado. Además, la fisiología del cerdo permite que sus órganos funcionen a presiones y ritmos próximos a los nuestros.

Algunas ventajas frente a otros animales pueden ser:

Su uso en agricultura que está ampliamente normalizado y que el cerdo genera menos rechazo social que usar cualquier otro.

Además el cerdo es altamente editable genéticamente. Hoy se pueden realizar modificaciones para eliminar antígenos que causarían rechazo en humanos.

El cerdo está en la primera línea de la ciencia de los xenotrasplantes. Entre los avances más importantes:

• Trasplantes de corazón y riñón de cerdo editado genéticamente en pacientes humanos en situaciones extremas.

• Trasplantes funcionales en primates no humanos que han logrado supervivencias superiores a un año.

Condiciones médicas y técnicas del trasplante

Las condiciones técnicas y sanitarias del procedimiento son decisivas para la supervivencia del órgano trasplantado.

Es esencial mantener un entorno sanitario muy estricto antes, después y durante el trasplante. El paciente tendrá las defensas bajas por eso es muy importante evitar cualquier infección que ponga en riesgo su vida o que el propio cuerpo rechace el órgano.

Es importante también, que el órgano se conserve en condiciones precisas para evitar daños. Para ello existen técnicas profesionales para que el órgano se mantenga viable.

Después del trasplante, el paciente necesitará controles continuos, para ello se le administran medicamentos y además se realizan revisiones médicas para comprobar el correcto funcionamiento del órgano.

Xenotrasplantes en la actualidad

En la actualidad, los xenotrasplantes se encuentran en fase experimental, pero han mostrado resultados prometedores en algunos casos.

Los órganos que más se estudian hoy en día son el corazón, el riñón y el hígado, especialmente extraídos del cerdo porque como ya hemos dicho, son los más parecidos a los que tiene un humano.

En los últimos años se han realizado algunos xenotrasplantes experimentales en humanos, principalmente trasplantes de corazón y riñón de cerdo a pacientes en situaciones críticas. Aunque la supervivencia ha sido limitada, estos casos han demostrado que el órgano puede funcionar temporalmente en el cuerpo humano.

Actualmente, la investigación continúa avanzando con mejoras en la modificación genética de los animales y en los tratamientos.Aunque todavía no es una práctica habitual, los xenotrasplantes representan una opción futura con gran potencial para la medicina.