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HISTORIA
CLASES
BIOTECNOLOGIA
MOLECULAR
BIFISICA Y
BIOQUIMICA
INTRODUCCION
BIOTECNOLOGIA HUMANA
La biotecnología ha sido utilizada por el hombre desde los
comienzos de la historia en actividades tales como la preparación
del pan y de bebidas alcohólicas o el Mejoramiento de cultivos y de
animales domésticos. Procesos como la producción de cerveza,
vino, queso y yogurt implican el uso de bacterias o levaduras con
el fin de convertir un producto natural como la leche, en un
producto de fermentación más apetecible como el yogurt.
En términos generales biotecnología se puede definir como el
uso de organismos vivos o de compuestos obtenidos de
organismos vivos para obtener productos de valor para el
hombre. La biotecnología moderna está compuesta por una
variedad de técnicas derivadas de la investigación en biología
celular y molecular, las cuales pueden ser utilizadas en
cualquier industria que utilice microorganismos o células
vegetales o animales. Es la aplicación comercial de organismos
vivos o sus productos, la cual involucra la manipulación
deliberada de sus moléculas de DNA.
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El monje Gregor J. Mendel (1822-1884), trabajaba en el jardín
de su monasterio en Austria sin ser consciente de la
importancia de sus estudios. Mendel eligió como material de
estudio una planta común, el guisante (pisum sativum). Esta
planta es de fácil obtención y cultivo, hermafrodita y por tanto
con capacidad para autofecundarse, ofreciendo asimismo la
posibilidad de realizar fecundaciones cruzadas entre distintas
variedades, muy numerosas en el guisante y fácilmente
distinguibles. En sus estudios, en lugar de analizar la
transmisión global de las características de la planta, prestó
atención a un solo rasgo cada vez, permitiéndole seleccionar
determinados aspectos de la planta que presentaban
alternativas claramente diferenciables, como por ejemplo la
forma de la semilla (rugosa/lisa) o su color (amarilla/verde).
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La biotecnología no es nueva, sus orígenes se remontan a los albores de la historia de la humanidad. Nuestros ancestros primitivos iniciaron, hace miles de años durante la Edad de Piedra, la práctica de utilizar organismos vivos y sus productos. La biotecnología es un término que se ha dado a la evolución y recientes avances de la ciencia de la genética. Esta ciencia se originó hacia finales del siglo XX con el trabajo de GregorJoham Mendel.La historia realmente se inicia con las investigaciones de Charles Darwin, considerado como el padre de la biología moderna, que concluyó que las especies no son fijas e inalterables, sino que son capaces de evolucionar a lo largo del tiempo, para producir nuevas especies. La explicación de esta evolución, según sus observaciones, se basaba en que los miembros de una determinada especie presentaban grandes variaciones entre ellos, unos estaban mas acondicionados al ambiente en que se encontraban que otros, lo que significaba que los más aptos producirían más descendencia que los menos aptos. Este proceso es conocido como selección natural, y suponía la modificación de las características de la población, de manera que los rasgos mas fuertes se mantendrían y propagarían, mientras que los menos favorables se harían menos comunes y acabarían desapareciendo
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BIOTECNOLOGÍA ANIMAL La biotecnología animal ha experimentado un gran desarrollo
en las últimas décadas. Las aplicaciones iniciales se dirigieron
principalmente a sistemas diagnósticos, nuevas vacunas y
drogas, fertilización de embriones in vitro, uso de hormonas de
crecimiento, etc. Los animales transgénicos como el "ratón
oncogénico" han sido muy útiles en trabajos de laboratorio
para estudios de enfermedades humanas.
BIOTECNOLOGÍA INDUSTRIALLas tecnologías de ADN ofrecen muchas posibilidades en el
uso industrial de los microorganismos con aplicaciones que
van desde producción de vacunas recombinantes y medicinas,
tales como insulina, hormonas de crecimiento e interferón,
como enzimas y producción de proteínas especiales.
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BIOTECNOLOGÍA AMBIENTALLa biotecnología ambiental se refiere a la aplicación de los procesos
biológicos modernos para la protección y restauración de la calidad
del ambiente.
El uso de microorganismos en procesos ambientales se encuentra
desde el siglo XIX. Hacia finales de 1950 y principios de 1960,
cuando se descubrió la estructura y función de los ácidos nucléicos,
se puede distinguir entre biotecnología antigua tradicional y la
biotecnología de segunda generación, la cual, en parte, hace uso de
la tecnología del ADN recombinante
BIOTECNOLOGÍA VEGETALCon las técnicas de la biotecnología moderna, es posible
producir más rápidamente que antes, nuevas variedades de
plantas con características mejoradas, produciendo en
mayores cantidades, con tolerancia a condiciones adversas,
resistencia a herbicidas específicos, control de plagas,
cultivo durante todo el año. Problemas de enfermedades y
control de malezas ahora pueden ser tratados
genéticamente en vez de con químicos.
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• fundada por el investigador Luigi luca Cavalli-Sforza, en
los años cincuenta, cuando se trabajaba con
polimorfismos de proteínas, los llamados isoenzimas,
diferentes formas moleculares de una enzima, en lugar de
con los polimorfismos de ADN. Fue uno de los fundadores
del Human Genome Diversity Project para coordinar la
recogida y análisis de muestras de ADN procedentes de
diversos grupos étnicos del globo.
• Sin ir más lejos, cuando ocurren epidemias bacterianas o
víricas, se recurre a estudios de este tipo para conocer la
filogenia que relaciona las difentes cepas infectivas y
conocer cuál ha sido la primera cepa y dónde ocurrió la
primera infección.
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Como aparece en el epígrafe dedicado a las
pruebas clásicas de la evolución, una de las que
han aportado las nuevas ciencias (ya no tan
nuevas) son las correspondientes a las
semejanzas bioquímicas. Se pueden mencionar
muchos ejemplos de proteínas, como la
hemoglobina o los citocromos, con los que se
trazan árboles genealógicos entre especies, y
entre individuos de una especie, comparando
proteínas que desempeñen la misma función.
También se pueden comparar, con mayor
fiabilidad, los mensajes que codifican a estas
proteínas, es decir, sus genes.
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• La Bioquímica es la rama de la Química que
estudia los seres vivos, especialmente de la
estructura y función de sus componentes
químicos específicos, como son las proteínas,
carbohidratos, lípidos y ácidos nucleicos,
además de otras pequeñas moléculas
presentes en las células. La bioquímica se
basa en el concepto de que todo ser vivo
contiene carbono y en general están
compuestos de carbono, hidrógeno, oxígeno,
nitrógeno, fósforo y azufre.
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Es la ciencia que estudia la biología con los principios y métodos de la física. Desde un punto de vista puede concebirse que los conocimientos y enfoques acumulados en la física "pura" pueden aplicarse al estudio de los sistemas biológicos. En ese caso la biofísica le aporta conocimientos a la biología, pero no a la física. Ejemplos en ese sentido son la física de la audición, la biomecánica, etc.
El comienzo de la bioquímica puede muy bien haber sido el descubrimiento de la primera enzima, la diastasa, en 1833 por Anselme Payen. En 1828 Friedrich Wöhlerpublicó un artículo acerca de la síntesis de urea, probando que los compuestos orgánicos pueden ser creados artificialmente, en contraste con la creencia, comúnmente aceptada durante mucho tiempo, que la generación de estos compuestos era posible sólo en el interior de los seres vivos. Desde entonces, la bioquímica ha avanzado, especialmente desde la mitad del siglo XX con el desarrollo de nuevas técnicas como la cromatografía, la difracción de rayos X, marcaje por isótopos y el microscopio electrónico. Estas técnicas abrieron el camino para el análisis detallado y el descubrimiento de muchas moléculas y rutas metabólicas de las células, como la glucólisis y el ciclo de Krebs (también conocido como ciclo del ácido cítrico).
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En estos momentos existen tres líneas de investigación:
La clonación de células madre
En el embrión esas células son las destinadas a formar
todos los órganos del cuerpo, y estimuladas
adecuadamente pueden reparar órganos dañados.
La reprogramación de células adultas sin necesidad de clonar.
El esclarecimiento y manipulación del mecanismo genético
que dispara la formación de órganos y extremidades en el
embrión.
Una pareja concreta formada por un miembro de Wnt y un
miembro de FGF dispara la formación de un brazo, otra
pareja distinta dispara la de una pierna, otra la del hígado, etc.
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El desarrollo de técnicas para el diagnóstico de enfermedades
infecciosas o de desordenes genéticos es una de las
aplicaciones de mayor impacto de la tecnología de ADN. Al
utilizar las técnicas de secuenciación de ADN los científicos
pueden diagnosticar infecciones víricas, bacterianas o mapear
la localización específica de los genes a lo largo de la
molécula de ADN en las células
Con esta técnica se pretende reparar órganos, como por
ejemplo un hígado cirrótico a partir de las pocas células sanas
que le quedan, un par de ventrículos nuevos para reemplazar
los efectos devastadores de un infarto, la regeneración de una
mano amputada o disponer de una fuente inagotable de
neuronas para corregir los efectos de enfermedades tan
graves como el Alzheimer o el Parkinson
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