Bioquímica alrededor del mundo

Primero que nada es de vital importancia definir que es la bioquímica. La

bioquímica es el estudio de las moléculas y las reacciones químicas de la vida. Es

la disciplina que emplea los principios y el lenguaje de la química a fin de explicar

la biología a nivel molecular. Los conceptos más importantes y fundamentales de

la bioquímica son aquellos que sin comunes a la mayoría de las especies,

incluidas bacterias, plantas y mamíferos como el hombre.

La bioquímica surgió como ciencia dinámica tan solo desde hace 100 años. No

obstante, las bases para el surgimiento de la bioquímica moderna fueron sentadas

hace muchos siglos.

La historia de la bioquímica como la conocemos hoy en día es prácticamente

moderna; desde el siglo XIX se comenzó a direccionar una buena parte de la

biología y la química a la creación de una nueva disciplina integradora: la química

fisiológica o la bioquímica. Pero la aplicación de la bioquímica y su conocimiento,

probablemente comenzó hace 5000 años con la producción de pan usando

levaduras en un proceso conocido como fermentación.

Para finales del siglo XIX se habían identificado numerosas sustancias químicas

producidas por los organismos vivos, desde entonces la bioquímica se convirtió en

una ciencia.

Es difícil abordar la historia de la bioquímica, en cuanto que, es una mezcla

compleja de química orgánica y biología, y en ocasiones, se hace complicado

discernir entre lo exclusivamente biológico y lo exclusivamente químico orgánico y

es evidente que la contribución a esta disciplina ha sido muy extensa. Aunque es

cierto que existen hitos experimentales que son básicos en la bioquímica.

Por lo tanto, antes de poder dar a conocer los datos más importantes de la

bioquímica es necesario presentar cuales fueron los hecho que sentaron las bases

para esta ciencia, para la cual es preciso exponer una línea del tiempo con estos

sucesos.

AÑO DESCUBRIMIENTO

1801 Karl Friedrich Burdach acuña el término "Biología" para denotar el estudio de la morfología, fisiología y psicología humana.

1802 Gottfriend treviranus y Jean Baptiste de Lamarck, independientemente, popularizan el concepto de biología para referirse al estudio de todos los seres vivos.

1804 1804Nicholas Théodore de Saussure publica sus experimentos que representan el primer tratamiento cuantitativo de la fotosíntesis.1805John Dalton enuncia su teoría atómica.

1805 Baron Georges Cuvier publica un tratado de anatomía comparada.

1810 Joseph Louis Gay Lussac deduce la ecuación de la fermentación alcohólica.

1820 Adelbert de Chamisso introduce el concepto de alternancia de generaciones.

1822 John Goss y Alexander Seton, independientemente describen el comportamiento delos caracteres recesivos y los dominantes, aunque sus cálculos numéricos fueron erróneos.

1823 Thomas Andrew Knight confirma la presencia de caracteres dominantes y recesivos.

1824 Jeab-Louis Prévost y Jean Baptiste André Dumas describen el proceso de la división celular.

1827 Pierre Jean Francois Turpin reporta sus observaciones de la división celular en algas y brinda bases para la teoría celular.

1831 Deutrochet y Mohl fundamentan la idea de que todos los tejidos están compuestos por células.

1836 Hugo von Mohl describe detalles de la mitosis en las plantas.

1838 Schleiden (botánico) y Schwan (fisiólogo) Todo cuerpo es una colonia de células a partir del óvulo y espermatozoide.

1839 Gerardus Johannes Mulder acuña el concepto de proteína y efectúa el primer estudio sistemático de las proteínas y los aminoácidos.

1840 Hugh Miller describe la formación del devónico "Old red sandstone" de Escocia, que era hasta esa época el yacimiento fosilifero de vertebrados más importante.

1842 William Bowman describe la estructura histológica de los nefridios.

1845 Herman von Helmholtz y Julius Robert Mayer formulan las leyes de la termodinámica.

1848 Wilhelm Hofmeister descubre y describe a los cromosomas en diversos estadios de la meiosis.

1861 Max Schultze establece el concepto de protoplasma y concluye que “la célula es una acumulación de sustancias vivientes o protoplasma delimitado en espacio y procesos por la membrana y el núcleo celular”

1869 Johan Friedrich Miescher aisló una sustancia que denomino nudeina, hoy conocida como ácidos nucleicos.

1872 Ferdinand Julius Cohn acuña el termino Bacteria y funda la Bacteriología. Anton Dohrn funda la Estación Biológica de Napoles.

1876 Pasteur descubre la pasteurización.

1877 Pfeffer describe el proceso de la osmosis.

1879 Walther Flemming describe y nombra a "Cromatina", "mitosis"

1882 Edward Strasburger acuña los términos "citoplasma" y nucleoplasma".

1883 Se efectuó la expedición Albatros. Edward van Beneden anuncia los principios de continuidad genética de los cromosomas.

1884 Edward Strasburger describe y nombre los estadios de Profase, metafase, y anafase.

1885 Independientemente Oscar Hertwing, Eduard Strasburger, Albrecht von Kolliker y August Weismann identifican que el núcleo celular es la base de la herencia.

1887 Van Beneden Constancia en el número cromosómico.

1888 Heinrich Wilhelm Gottfried Waldeyer acuña el nombre de cromosomas.

1891 Emil Adolph von Behring descubre los anticuerpos.

1892 Dmitri Iosifovich Ivanovsky descubre a los virus.

1897 Sir Charles Scott Sherrington deduce la existencia de las sinapsis.

1900 Richard Altmann establece el concepto de ácidos nucleicos, sustituyendo al de nucleina.

1902 Emil Fisher y Franz Hofmeister demuestran que las proteínas están formadas por polipéptidos.

1903 Wilhem Ludwing Johannsen acuña los conceptos "fenotipo", "genotipo" y "selección"

1904 Carl Neuberg populariza el término bioquímica.

La bioquímica, anteriormente llamada de química biológica o fisiológica, surgió a

partir de las investigaciones de fisiologistas y químicos sobre compuestos y

reacciones químicas en seres humanos y plantas el siglo XIX.

El término bioquímica fue propuesto por el químico y médico alemán Carl Neuberg

(1877-1956) en 1903, aunque desde el siglo XIX grandes investigadores como

Wöhler, Liebig, Pasteur y Claude Bernard estudiaron la química de la vida sobre

otras denominaciones.

En 1828, Friedrich Wöhler sintetizo el compuesto orgánico urea al calentar el

compuesto inorgánico cianato de amonio. Este experimento mostró por primera

vez que a partir de sustancias inorgánicas comunes era posible sintetizar los

compuestos que se encuentran exclusivamente en los organismos vivos. Por otra

parte, Anselme Payen, en 1893 descubrió la primera enzima, la diastasa.

En la historia de la bioquímica hay 2 experimentos especialmente notables, el

primero fue la identificación de las enzimas como catalizadores de reacciones

biológicas realizado por Eduard Buchner en 1897; el segundo experimento fue el

estudio del efecto catalítico de las enzimas de la levadura en una reacción simple,

la hidrolisis de la sacarosa, este experimento fue llevado a cabo por Emil Fischer,

un contemporáneo de Buchner.

El segundo experimento que marco un gran avance en la historia de la bioquímica

fue la identificación de los ácidos nucleicos como moléculas de información, esto

se suscitó en 1944 y fue realizado por Oswald Avery, Colin MacLeod y Maclyn

McCarty, de esto se derivó que en 1953 James D. Watson y Francis H. C. Crick

dedujeran la estructura tridimensional del ADN.

Ya que hemos indicado cuales fueron los hechos que marcaron la historia de la

bioquímica, podemos dar a conocer los avances que ha tenido esta ciencia así

como los campos de estudio que se han derivado de esta.

El pilar fundamental de la investigación bioquímica se centra en las propiedades

de las proteínas, muchas de las cuales son enzimas. Por razones históricas la

bioquímica del metabolismo de la célula ha sido intensamente investigado,

importantes líneas de investigación actuales (como el proyecto genoma cuya

función es la de identificar y registrar todo el código genético humano), se dirigen

hacia la investigación del ADN, el ARN, la síntesis de proteínas, la dinámica de la

membrana celular y los ciclos energéticos.

Las ramas de la bioquímica son muy amplias y diversas, y han ido variando con el

tiempo y los avances de la biología, la química y la física. Esta disciplina dio origen

a la enzimología, se convirtió en el fundamento de la inmunología, de la virología,

del estudio de las hormonas y vitaminas y de la genética, y se integró con la

citología en la biología celular.

A continuación se mencionan las ramas derivadas más significativas de la

bioquímica:

Biología celular: es un anillo de la biología que se dedica al estudio de la

célula, su comportamiento, la comunicación entre organelos al interior de la

célula y la comunicación entre las células.

Genética: es un área de la biología donde se estudia principalmente el ADN

y ARN para entender la función de cada una de sus partes y los procesos

asociados a su conservación.

Inmunología: área de la biología la cual se interesa por la reacción del

organismo frente organismos como las bacterias y virus. Todo esto

tomando en cuenta la reacción y funcionamiento del sistema inmune de los

seres vivos.

Farmacología: área de la química que estudia cómo afectan ciertas

sustancias al funcionamiento celular en el organismo.

Bioquímica estructural: es un área de la bioquímica que pretende

comprender la arquitectura química de las macromoléculas biológicas,

especialmente de las proteínas y de los ácidos nucleicos (ADN y ARN).

Química bioorgánica: es un área de la química que se encarga del estudio

de los compuestos orgánicos (es decir, aquellos que tienen enlaces

covalentes carbono-carbono o carbono-hidrógeno) que provienen

específicamente de seres vivos

Enzimología: estudia el comportamiento de los catalizadores biológicos o

enzimas, como son algunas proteínas y ciertos RNA catalíticos, así como

las coenzimas y cofactores como metales y vitaminas.

Bioquímica metabólica: es un área de la bioquímica que pretende conocer

los diferentes tipos de rutas metabólicas a nivel celular, y su contexto

orgánico.

Endocrinología: es el estudio de las secreciones internas llamadas

hormonas, las cuales son sustancias producidas por células especializadas

cuyo fin es de afectar la función de otras células.

Neuroquímica: es el estudio de las moléculas orgánicas que participan en la

actividad neuronal.

Virología: área de la biología, que se dedica al estudio de los biosistemas

más elementales: los virus.

Genética molecular e ingeniería genética: es un área de la bioquímica y la

biología molecular que estudia los genes, su herencia y su expresión.

Biología Molecular: es la disciplina científica que tiene como objetivo el

estudio de los procesos que se desarrollan en los seres vivos desde un

punto de vista molecular.

En general se puede comprender que gran parte del estudio de la bioquímica está

dedicado a considerar por que las enzimas y los ácidos nucleicos son esenciales

para la química de la vida.

Bioquímica en México

La bioquímica como tal en México es reconocida hasta 1957, cuando se creó la

ingeniería bioquímica en el Politécnico y tuvo como antecedentes a Químico

Biólogo y Zimólogo combinando la Ingeniería Microbiana y Enzimática con la

Ciencia y Tecnología de los Alimentos.

(1957)

Nace en el instituto politécnico nacional.Da por nombre químico biólogo y químico zimologo.

(1973)

Seda la especialidad en alimentos y procesamientos de los mismos y la otra fue en productos naturales.

(1975)

En los institutos tecnológicos de Nayarit, Tepic y la paz, baja california con una matrícula total de 80 alumnos.

(1973)

El instituto tecnológico de Tuxtla Gutiérrez Chiapas con una matrícula de 30 alumnos.

(1970)

13 institutos tecnológicos ofrecían ingeniería bioquímica con especialidad en alimentos y alimentos naturales.

(1980)

Dos Institutos tecnológicos ofrecen más esta carrera.

(1991)

El instituto tecnológico de Morelia, Michoacán de la carrera ingeniería bioquímica como un producto de un proceso de racionalización que la DGIT llevo a cabo en 1990-91.

(1992-93)

Se imparten a los institutos tecnológicos tres tipos de enseñanza de la bioquímica.

En 1973 se crea la ingeniería bioquímica en los Tecnológicos con 2 opciones de

especialización: una en alimentos (procesamiento y conservación) y otras en

productos naturales (materiales de origen biológico con énfasis en la extracción).

Para ejemplificar el crecimiento de la ingeniería bioquímica en México es

adecuado presentar la siguiente línea del tiempo.

La carrera de Ingeniero Bioquímico tiene una antigüedad de 36 años en México y

de 20 en los institutos tecnológicos.

Durante la década de los 80, la matrícula global de la carrera mostró una tasa

promedio de crecimiento anual del 2.7% y del 1.6% para las especialidades de

Alimentos y de Productos Naturales, respectivamente, lo cual resultaba

congruente con la demanda del mercado laboral de este tipo de profesionales. Ya

en el período de 1990-1991, la carrera de Ingeniería Bioquímica en Alimentos,

contaba con una matrícula global de 1752 estudiantes en los institutos

tecnológicos, y la de Productos Naturales con 275 alumnos. A lo largo de su

instrumentación, los planes de estudio de estas carreras han sido objeto de

algunas revisiones como las que se llevaron a cabo en Culiacán, Sinaloa;

Acapulco, Guerrero; La Paz, Baja California Sur, y en Celaya, Guanajuato. En

todos estos casos los cambios generados fueron más de forma que de fondo. En

su momento, estos planes fueron de vanguardia y a diferencia de los existentes en

otras instituciones, incluían un espacio para materias optativas.

No obstante, al ser la Ingeniería Bioquímica una parte significativa de la

biotecnología y al ser ésta una de las disciplinas más dinámicas y cambiantes de

nuestros tiempos, pronto cayeron en la obsolescencia, entre otras causas por las

escasas posibilidades ocupacionales que le brindaban a los egresados cuyo perfil

profesional era restringido, sobre todo considerando las necesidades imperantes

del ejercicio de la profesión. Es hasta Tepic, Nayarit, en marzo de 1990 cuando

estas carreras inician una transformación radical. Con base en estos

antecedentes, se realizó una revisión curricular, la cual tuvo como objetivo

principal generar un plan de estudios actualizado y flexible, de manera que

garantizara, por un lado, un horizonte profesional más amplio y diverso para el

egresado, y, por otro, la capacidad de adecuación y adaptación, de responder a

los cambios en las condiciones del área disciplinaria.

Este proceso de revisión, que se inició en Tepic, Nayarit, continuó en todos los

institutos tecnológicos que ofrecen la carrera, como una actividad colegiada a lo

largo de todo 1990. En la segunda reunión, en febrero de 1991 en Veracruz,

Veracruz, se concentraron las aportaciones para elaborar un anteproyecto

curricular básico, para la carrera de Ingeniería Bioquímica.

Los planes y programas de estudio vigentes hasta el ciclo 92-93 no propiciaban en

el estudiante la integración de los diversos conocimientos adquiridos durante su

formación, lo que provocó algunas limitaciones metodológicas para realizar un

adecuado planteamiento, análisis y solución de problemas. Igualmente, no se

propiciaba la interacción del alumno con grupos interdisciplinarios de profesionales

con los que pudiera desarrollar y mostrar su iniciativa, responsabilidad y

creatividad.

La problemática anterior explica y fundamenta la necesidad de reorientar el plan

de estudios de la carrera de Ingeniería Bioquímica a partir de la reforma. Las

carreras de Ingeniería Bioquímica en Alimentos, Ingeniería Bioquímica en

Productos Naturales e Ingeniería Bioquímica, dan lugar a la creación de un nuevo

plan de estudios único de Ingeniería Bioquímica con algunas especialidades

propuestas para cada región eliminando así la especialización temprana,

ampliando la flexibilidad del plan y atendiendo a las necesidades actuales de

formación de profesionales en México y por ende ampliando el campo de acción

de los egresados, así mismo el plan establece una mayor vinculación con los

sectores productivos y propicia una fundamentación científica tecnológica firme

necesaria para la formación de un ingeniero.

También en 1957 La Sociedad Mexicana de Bioquímica, A.C. (SMB), fue fundada

por un grupo de 14 científicos que iniciaban trabajos de investigación bioquímica

original en México. Hoy en día, la SMB es una asociación civil, no lucrativa,

formada por socios numerarios y socios estudiantes. Actualmente la sociedad

cuenta con alrededor de 600 investigadores que trabajan en temas relacionados

con la química de la vida. La mayoría de ellos laboran en institutos, centros,

facultades y escuelas en todo el país, y otros en instituciones del extranjero. La

Sociedad pretende dar a conocer las actividades científicas de sus miembros,

organizando congresos y seminarios sobre temas bioquímicos de actualidad. El

Congreso Nacional de Bioquímica, que reúne durante una semana a más de mil

personas cada dos años, es una de las actividades más relevantes de la

asociación. La SMB también tiene un compromiso con la docencia, y desea

impulsar la enseñanza de la bioquímica en nuestro país y promover la formación

de nuevos bioquímicos mexicanos.

Primera Fila: Mario García Hernández, Guillermo Massieu Helguera, Guillermo Soberón Acevedo, Guillermo Carvajal Sandoval, Edmundo Calva Cuadrilla, Barbarín Arreguín Lozano y

Joaquín Cravioto Muñoz. Segunda Fila: Jesús Guzmán García, Carlos del Rio Estrada, Raúl Ondarza Vidaurreta, José

Laguna García, Silvestre Frenk Freund, Efraín Pardo Codina y Jesús Kumate Rodríguez. 

Primera Fila: Mario García Hernández, Guillermo Massieu Helguera, Guillermo Soberón Acevedo, Guillermo Carvajal Sandoval, Edmundo Calva Cuadrilla, Barbarín Arreguín Lozano y

Joaquín Cravioto Muñoz. Segunda Fila: Jesús Guzmán García, Carlos del Rio Estrada, Raúl Ondarza Vidaurreta, José

Laguna García, Silvestre Frenk Freund, Efraín Pardo Codina y Jesús Kumate Rodríguez. 

Primera Fila: Mario García Hernández, Guillermo Massieu Helguera, Guillermo Soberón Acevedo, Guillermo Carvajal Sandoval, Edmundo Calva Cuadrilla, Barbarín Arreguín Lozano y

Joaquín Cravioto Muñoz. Segunda Fila: Jesús Guzmán García, Carlos del Rio Estrada, Raúl Ondarza Vidaurreta, José

Laguna García, Silvestre Frenk Freund, Efraín Pardo Codina y Jesús Kumate Rodríguez. 

Primera Fila: Mario García Hernández, Guillermo Massieu Helguera, Guillermo Soberón Acevedo, Guillermo Carvajal Sandoval, Edmundo Calva Cuadrilla, Barbarín Arreguín Lozano y

Joaquín Cravioto Muñoz. Segunda Fila: Jesús Guzmán García, Carlos del Rio Estrada, Raúl Ondarza Vidaurreta, José

Laguna García, Silvestre Frenk Freund, Efraín Pardo Codina y Jesús Kumate Rodríguez. 

Primera Fila: Mario García Hernández, Guillermo Massieu Helguera, Guillermo Soberón Acevedo, Guillermo Carvajal Sandoval, Edmundo Calva Cuadrilla, Barbarín Arreguín Lozano y

Joaquín Cravioto Muñoz. Segunda Fila: Jesús Guzmán García, Carlos del Rio Estrada, Raúl Ondarza Vidaurreta, José

Laguna García, Silvestre Frenk Freund, Efraín Pardo Codina y Jesús Kumate Rodríguez. 

Primera Fila: Mario García Hernández, Guillermo Massieu Helguera, Guillermo Soberón Acevedo, Guillermo Carvajal Sandoval, Edmundo Calva Cuadrilla, Barbarín Arreguín Lozano y

Joaquín Cravioto Muñoz. Segunda Fila: Jesús Guzmán García, Carlos del Rio Estrada, Raúl Ondarza Vidaurreta, José

Laguna García, Silvestre Frenk Freund, Efraín Pardo Codina y Jesús Kumate Rodríguez. 

Primera Fila: Mario García Hernández, Guillermo Massieu Helguera, Guillermo Soberón Acevedo, Guillermo Carvajal Sandoval, Edmundo Calva Cuadrilla, Barbarín Arreguín Lozano y

Joaquín Cravioto Muñoz. Segunda Fila: Jesús Guzmán García, Carlos del Rio Estrada, Raúl Ondarza Vidaurreta, José

Laguna García, Silvestre Frenk Freund, Efraín Pardo Codina y Jesús Kumate Rodríguez. 

Primera Fila: Mario García Hernández, Guillermo Massieu Helguera, Guillermo Soberón Acevedo, Guillermo Carvajal Sandoval, Edmundo Calva Cuadrilla, Barbarín Arreguín Lozano y

Joaquín Cravioto Muñoz. Segunda Fila: Jesús Guzmán García, Carlos del Rio Estrada, Raúl Ondarza Vidaurreta, José

Laguna García, Silvestre Frenk Freund, Efraín Pardo Codina y Jesús Kumate Rodríguez. 

Primera Fila: Mario García Hernández, Guillermo Massieu Helguera, Guillermo Soberón Acevedo, Guillermo Carvajal Sandoval, Edmundo Calva Cuadrilla, Barbarín Arreguín Lozano y

Joaquín Cravioto Muñoz. Segunda Fila: Jesús Guzmán García, Carlos del Rio Estrada, Raúl Ondarza Vidaurreta, José

Laguna García, Silvestre Frenk Freund, Efraín Pardo Codina y Jesús Kumate Rodríguez. 

Primera Fila: Mario García Hernández, Guillermo Massieu Helguera, Guillermo Soberón Acevedo, Guillermo Carvajal Sandoval, Edmundo Calva Cuadrilla, Barbarín Arreguín Lozano y

Joaquín Cravioto Muñoz. Segunda Fila: Jesús Guzmán García, Carlos del Rio Estrada, Raúl Ondarza Vidaurreta, José

Laguna García, Silvestre Frenk Freund, Efraín Pardo Codina y Jesús Kumate Rodríguez. 

Concluyendo la trayectoria de la bioquímica en México, la Universidad Nacional

Autónoma de México (UNAM) tituló a Ricardo Mondragón González y a Sofía Piña

Olmos como los primeros licenciados en Bioquímica Diagnóstica (BQD). Una

carrera nueva que albergó en su primera generación (2009-I a 2012-II).

Para terminar, cabe mencionar el desarrollo bioquímico en diferentes ámbitos que

van más allá del conocimiento biológico. En el área de las ciencias biomédicas, la

bioquímica se pregunta acerca de las bases moleculares del envejecimiento, del

cáncer o de una enorme diversidad de enfermedades hereditarias, así como sobre

los fundamentos neuroquímicos de la memoria, el dolor, la depresión o la

esquizofrenia. De la fusión entre las investigaciones más básicas y la aplicada

surgen cada día nuevos métodos diagnósticos y terapéuticos. Otras actividades

humanas como la agricultura o la tecnología de alimentos, también se benefician

de los avances bioquímicos, especialmente en las áreas de aplicación de las

tecnologías de ADN recombinante.

La biotecnología, la biología ambiental o la producción de energía son ámbitos en

los que la incursión bioquímica también es notable. El impacto social de la

bioquímica es, por tanto, más que evidente. Ahora sólo falta que el conocimiento

científico -incluida la bioquímica- formen parte del bagaje cultural de toda la

sociedad que utiliza sus aplicaciones, para que este uso sea plenamente

responsable y racional.

Referencias

BRENNER, S. (2006) Mi vida en la ciencia, 2ed., Publicaciones de la universidad de valencia, Valencia, 200pp.

CORNISH-BOWDEN, A. et.al. (1997). New beer in an old bottle, Eduard Buchner and the grow of biochemical knowledge. Publicaciones de la universidad de valencia, Valencia, 342pp.

FRANCO, L, (1900). Estudiar bioquímica. Publicaciones de la universidad de valencia, Valencia, 158pp.

Horton, H. Robert, et.al., (2008). Principio de Bioquímica. 4 ed., Pearson.

Atlacomulco, México, 853pp.

OROWITZ. H. J. (2008). Beginnings of cellular life: metabolism recapitulates biogenesis. Yale University Press, New Heaven. 208pp.