Biotecnología moderna o contemporánea

Se refiere a la aplicación de conocimientos, dentro del área de la biología y de otras ciencias, que se basan en el descubrimiento de la estructura de doble hélice del ADN y sus implicaciones en los procesos celulares, con la intención de manipular el material genético de los organismos y modificar su actividad, de forma selectiva, buscando una utilidad práctica en la medicina, en la agricultura, la alimentación, la energía, el ambiente y la producción industrial.

Las aplicaciones de la biotecnología moderna ha llevado a organizarlas en:

• Tecnología del ADN/ARN: es decir del código genético, incluye la genómica, farmacogénica, ingeniería genética, secuenciación – síntesis y amplificación del ADN, expresiones genéticas.
• Proteínas y otras moléculas (también llamadas unidades funcionales): Secuenciación y síntesis de péptidos, nuevos métodos de administración de fármacos macromoleculares, proteómica, aislamiento y purificación de proteínas, señalización celular, identificación de receptores celulares. 
• Tejidos y cultivos celulares: Se refiere al cultivo de células y tejidos, ingeniería de tejidos, función celular, vacunas, manipulación de embriones.
• Biotecnología de procesos: como la fermentación, para lo cual usan bioreactores, bioprocesos, bioremediacion, biofiltracion y fitoremediacion.
• Organismos subcelulares: terapias génicas, vectores virales.
• Bioinformática: comprende la base de datos de genomas y secuencias de proteínas, formación de modelos de procesos biológicos complejos. 
• Nanobiotecnologías: o aplicaciones de las técnicas de nano-microfabricación para construir aparatos para el estudio de sistemas biológicos, administración de fármacos, diagnósticos.

Otra manera de clasificar las aplicaciones biotecnológicas es organizarla de acuerdo al área o sector donde se desarrollen: 

• Sector industrial, comprende la aplicación de técnicas biotecnológicas para mejorar procesos industriales o crear nuevos. Algunos ejemplos es la producción de nuevos materiales biodegradables, como bioplásticos, fibras y nuevos biocombustibles.
• Sector salud, incluye técnicas dedicadas a la prevención, diagnosis y tratamiento de un gran número de enfermedades. Las tecnologías asociadas a este área contribuye cada vez más, al descubrimiento de nuevos fármacos y a la producción de otras sustancias farmacéuticas. Por ejemplo, la insulina.
• Sector de crías de animales y agricultura, para mejora de las características de plantas o animales, por ejemplo, en la agricultura, el conocimiento del ADN ha permitido aislar genes de interés para realizar mejoras de especies vegetales.

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Ingeniería o manipulación genética

Hasta 1970 el ADN era la molécula celular que planteaba más dificultades para su análisis bioquímico, por ser excesivamente larga y químicamente monótona, la secuencia de nucleótidos del ADN se estudiaba por caminos indirectos, como es la determinación de la secuencia de proteínas.

 Actualmente, es posible separar regiones determinadas del ADN, obtener cantidades ilimitadas de esos fragmentos, conocer la secuencia de nucleótidos, identificar genes y sus propiedades específicas, poder seleccionarlos del genoma de un organismo, cortarlo y trasladarlo o pegarlo al genoma de otro, es decir, pasar el ADN de unas células a otras, sin necesidad de que sean del mismo tipo. Estos adelantos técnicos complejos se incluyen dentro de la tecnología del ADN recombinante, que resulta de técnicas nuevas y de otras, ya utilizadas en genética microbiana.

La tecnología del ADN recombinante permite obtener una molécula de ADN, que proviene de la unión artificial de dos fragmentos de ADN y resulta de la confluencia de varias líneas de investigación, como por ejemplo, el conocimiento de las enzimas de restricción, de la enzima ligasa y de la presencia de plásmidos dentro de las bacterias.