UNIVERSIDAD AGRARIA DEL ECUADOR FACULTAD CIENCIAS AGRARIAS DE INGENÍERA AGRÍCOLA MENCIÓN AGROINDUSTRIAL ESTUDIANTE SALAZAR RODRIGUEZ KATHERINE ASIGNATURA BIOTECNOLOGIA INDUSTRIAL DOCENTE ING. JOAQUÍN MORÁN CURSO 5TO AÑO 10MO SEMESTRE “A” BIOTECNOLOGÍA, UNA HISTORIA • La biotecnología incluye a un conjunto de actividades que acompañan al hombre desde tiempos remotos en gran parte de su vida cotidiana. El contexto en que surge la Biotecnología La biotecnología, en su sentido mas amplio “ el empleo de organismo vivos y sus productos para obtener un bien y un servicio En el ámbito nómada cazador, aparecen indicios de las biotecnología El comienzo agrícola con la cría de los animales Procesamientos de hierba para uso medicinal •A medida que los conocimientos fueron aumentando, los procesos comenzaron a perfeccionarse. El ritmo del descubrimiento científico se acelera con el renovado interés en las ciencias que ocurre durante el Renacimiento (siglo XV y XVI) • La tecnología del vidrio y las lentes no solo permitió a Galileo y a Copérnico, observar el cielo y refutar la teoría Ptolomeica que colocaba a la tierra en el centro del sistema solar, sino que también sentó precedente para invenciones posteriores, como el primer microscopio (un tubo con lentes en su extremo) • Cerrando el siglo XVIII, ocurre uno de los experimentos más dramáticos en la historia de la medicina, cuando el médico inglés Edward Jenner desarrolla la primera vacuna tras inyectar a un niño con el virus de la viruela bovina, a fin de inmunizarlo para prevenir la enfermedad causada por la cepa mortal de viruela humana. • El siglo XIX comienza con el acuñado del término “Biología”, y continúa con el trabajo de importantes científicos como Charles Darwin, y Gregor Mendel, Luis Pasteur y Robert Koch, entre otros. Mientras que Pasteur y Koch generaron los pilares para el desarrollo de la Microbiología experimental, Mendel fue el primero en describir las leyes de la herencia genética. • en 1982 se aprueba la comercialización del primer producto de la biotecnología moderna: la insulina humana recombinante producida en bacterias. La historia de la Biotecnología: desde la fabricación de cerveza en los pueblos mesopotámicos hasta los organismos transgénicos Año 6,000 AC, hasta 1,700 DC: primeras aplicaciones de la biotecnología: transición de sus hábitos cazador-recolector a la vida en comunidades y ciudades Periodo 1900-1953: proceso de fermentación para producir acetona a partir del almidón y solventes para pinturas Periodo 1953-1976. expandiendo los limites de la investigación del ADN: el descubrimiento del ADN resulto una explosión en la investigación de la biología molecular y la genética Periodo 1977-1999. el amanecer de la biotecnología moderna: La ingenieria genética se convierte en realidad cuando un gen modificado por el hombre se utiliza por primera vez Periodo 2000-2013: la era de la convergencia-nanotecnología, biotecnología. Ciencias cognitivas y de la información: El genoma humano A lo largo de estos años hay genomas de diferentes organismo (bacterias plantas animales Algunos sucesos en los períodos de la biotecnología Año 6,000 AC, hasta 1,700 DC Fabricación de cerveza por los antiguos egipcios 6000 AC: los sumerios y babilonios fabrican cerveza empleando levaduras 4000 AC Los egipcios prepara pan leudado 1000 DC: Los hindúes notan enfermedades “permanecen en la familia 1100-1700 DC: Explicación dominante del origen de los organismo de la materia inerte 1300 DC: Los aztecas en México cosechan algas de los lagos como una fuente de alimento 1400 DC: La destilación de una gran variedad de bebida alcohólicas a partir de granos fermentados 1492 DC: Cristóbal Colón y otros explotadores que visitan América, llevan maíz 1630 DC: William Harvey concluye que las plantas y animales se reproducen sexualmente: masculina por el polen y la femenina por ovocitos 1665 DC: Robert Hooke observa la estructura celular del corcho 1673 DC: Antón Van Leeuwenhoek, utiliza “microscopios” para descubrimiento de microorganismos Periodo 1700-1900 1750-1850: • Los agricultores en Europa mejora el rendimiento del uso de la tierra B.-Periodo 1700-1900 1798: El medico ingles Edward Jenner, publica la “vacunación (infección intencional a los humanos con el virus de la viruela bovina para inducir resistencia a viruela) 1809: Un cocinero francés Nicolas Appert, desarrolla una técnica que permite enlatar y esterilizar alimentos 1850: Nuevas herramientas agrícolas (arados tirados por caballos, maquinas sembradoras, cortadora de forrajes, rastrillos) 1856: Luis Pasteur (1822-1895) demuestra que los microorganismo son responsables de la fermentación 1859: Charles Darwin (1809-1882) traba en “selección naturales” como mecanismo de la evolución de las especies 1864 Luis Pasteur desarrolla el proceso de la pasterización 1865 Gregor Mendel (1833-1884) propone que existen unidades o factores de información responsable de los caracteres observables 1870 Walter Fleming descubre el proceso de división celular conocido como mitosis 1871 Hoppe-Seyley descubre la invertías (enzima que convierte al disacárido sacarosa en glucosa y fructosa) 1879 Un discípulo de Darwin desarrolla la cruza controlada de maíz, para obtener mayor rendimiento 1880 Pasteur publica sobre cepas “atenuadas "que no son patógena y protegerían de otra forma severa 1881 Robert Koch describe colonias bacterianas creciendo en rodajas de papa 1882 Robert Koch, descubre la bacteria causante de la tuberculosis en humanos 1884 Pasteur desarrolla la vacuna contra la rabia, que será ensayada en humanos en 1885 1892 El rusa Dimitri Ivanovsky y su grupo descubren al agente causante del mosaico en el tabaco 1897 Eduard Buchner demuestra que la fermentación puede ocurrir en extracto de levaduras C.- 1900 – 1953: Convergiendo en el ADN • 1900: Avanza la genética con el redescubrimiento de las Leyes de Mendel. • 1902: El biólogo estadounidense Walter Sutton señala que los cromosomas llevarían los “factores” hereditarios sugeridos por Mendel. • 1909: el botánico danés Wilhelm Ludvig Johannsen acuña el término 'gen' para describir al elemento transportador de los caracteres hereditarios. 1910: Tomas Hunt Morgan, genetista estadounidense, experimenta con moscas y prueba que los genes están en los cromosomas, estableciendo las bases de la genética moderna. • 1912: el físico británico Lawrence Bragg descubre que los rayos X pueden usarse para estudiar la estructura molecular de sustancias cristalinas. • 1918: Se crecen levaduras en grandes cantidades para producir glicerol, y se producen también a gran escala barros activados para el tratamiento de efluentes industriales. • 1919: El economista e ingeniero húngaro Károly Ereky publica en Berlín su obra clásica, "Biotechnologie", donde acuña el término Biotecnología según su visión de una nueva era tecnológica basada en la bioquímica. Fue considerado “padre fundador de la biotecnología”. • 1926: el genetista estadounidense Hermann Muller descubre que los rayos X inducen mutaciones en las moscas de la fruta, aportando un instrumento para inducir mutaciones con diversos fines. • 1928: el bacteriólogo inglés Frederick Griffiths observa que unas bacterias con apariencia rugosa cambian a lisa cuando un “principio transformante” desconocido de la bacteria lisa está presente. D.-Período 1953 - 1976: 1953: Dr. Grey desarrolla la línea celular humana HeLa 1957: Francis Crick y Gamov propones el “genoma central de la biología 1958 Arthur descubre y aísla la ADN polimerasa 1959: Reinart es capaz de regenerar las plantas completas a partir de cultivo indiferenciados de callos de zanahoria 1961: Marshall construye una hebra de ARNm formada por base uracilo 1962: en México, comienza la plantación de variedades de trigo 1966: se descifra el código genético 1972: Berg aísla y emplea una enzima de restricción para cortar el ADN 1973: se transfiere el ADN de un organismo a otro 1975: piden al gobierno normas para regular la experimentación del ADN 1976: Boyer y Awanson fundan una compañía biotecnológica dedicada a productos basado en la tecnología del ADN e) Período 1977 – 1999: • 1977: Genentech, Inc., informa la producción en bacterias, por primera vez, de una proteína humana: somatostatina (factor inhibitorio de la liberación de hormona de crecimiento). • 1978: Genentech, Inc. y un centro médico anuncian la producción exitosa a escala de laboratorio de insulina humana, utilizando la tecnología del ADN recombinante. • 1980: La Suprema Corte de EE.UU. establece que, en su país, los organismos modificados genéticamente son patentables y, en 1980. • 1981: Bill Rutter y Pablo Valenzuela publican un sistema de producción del antígeno de superficie del virus causal de la hepatitis B, en levaduras, dando los primeros pasos en el desarrollo de la vacuna recombinante. • 1982: Genentech, Inc. recibe la aprobación de la Administración de Alimentos y Drogas de EE.UU. • 1983: Laboratorios de EE.UU. y Francia aíslan el virus del HIV. Un estudio de una familia en Venezuela con la enfermedad de Huntington, muestra un patrón distinto y característico. • 1984: Chiron Corp. anuncia el clonado y la secuenciación del virus de la inmunodeficiencia humana (VIH). • 1986: Se realizan ensayos de campo por primera vez, de plantas transgénicas resistentes a insectos, virus y bacterias, en EE.UU. y Europa. En EE.UU. la Agencia de Protección Ambiental (EPA, en inglés) aprueba la liberación del primer cultivo modificado por ingeniería genética: tabaco. • 1987: Se generan plantas transgénicas para resistencia a insectos (mediante proteína de Bacillus thuringiensis) • 1988: Se otorga la primera patente a investigadores de Harvard sobre un animal genéticamente modificado: es un ratón altamente susceptible al cáncer de mama. • 1989: Se crea el Centro Nacional para la investigación del Genoma Humano en EE.UU., dirigido por James Watson, con el objetivo de mapear y secuenciar el genoma humano completo para el año 2005, y contará para ello con la suma de 3 mil millones de dólares. • 1989-1992: primeros indicios, tras investigaciones de los grupos de Matzke, Jorgensen y Limbdo, de la existencia de mecanismos de silenciamiento génico, que permitirían años más tarde desarrollar técnicas claves para la biotecnología. • 1990: Calgene conduce el primer ensayo de campo exitoso con plantas de algodón transgénicas (tolerantes al herbicida Bromoxynil) • 1991: En Argentina se crea una instancia de consulta y apoyo técnico para asesorar al Secretario de Agricultura, Ganadería, Pesca y Alimentación • 1992: Se reporta la transformación estable de trigo. Alrededor de 400 ensayos de campo con cultivos transgénicos se realizan en todo el mundo. • 1994: La FDA aprueba el primer cultivo genéticamente modificado utilizado como alimento: el tomate Flavr Savr. Para obtenerlo, se introduce el gen que codifica para la enzima poligalacturonasa • 1995: Un grupo de investigadores logra transplantar corazones de cerdos genéticamente modificados a babuinos (primates) • 1996: El gobierno del Reino Unido anuncia que 10 personas se han infectado con el agente BSE (causante del “Mal de la vaca loca” en animales) por exposición a carne contaminada. • 1997: Investigadores del Instituto Roslin de Escocia, reportan el clonado de una oveja, conocida mundialmente como Dolly, a partir de una célula de la ubre de una oveja adulta. • 1998: Científicos de la Universidad de Hawaii clonan tres generaciones de ratones a partir de un núcleo de células del cúmulo de un ratón adulto, y científicos de Japón clonan ocho terneros usando células de una vaca adulta. • 1999: Se completa la primera secuencia de un cromosoma humano, el cromosoma 22 f) Período 2000 – 2013: El siglo XXI y la era de la convergencia: 2000: se completa la secuencia de los genomas 2007: empresa argentina obtiene vacunos clonados y transgénicos 2001: se publica el primer borrado del genoma humano 2006: cultivo de GM de 100 millones de hectáreas 2001: se completa por primera vez el genoma de un cultivo comestibles 2003: se completa el proyecto Genoma Humano 2005: secuencia de genoma en un perro bóxer 2004: secuencia de genoma del pollo 2008: científicos japoneses desarrollan la primera rosa azul 2013: consorcio de internacional logra descifrar el genoma del garbanzo 2009: secuencia de genoma bovino de una vaca Hereford 2012: investigadores internacionales descubre el genoma del gorila 2010: logran el genoma completo de la frutilla silvestre 2011: se consigue el genoma de la papa por un grupo de científicos • Además de los avances en biomedicina, el progreso durante el presente siglo dependerá de la convergencia de las tecnologías conocidas como NBIC (nanotecnología, biotecnología, información y cognición). • La revolución que comenzó en la biotecnología con el descubrimiento de la estructura del ADN hace 50 años tuvo su paralelo en las ciencias de la computación, desde que Jack Kilby generó el primer circuito integrado en 1958, hasta las compactas computadoras modernas con más de mil millones de transistores y un mundo conectado por Internet, teléfonos celulares y computadoras de mano (PDAs). • La combinación de estas nuevas tecnologías y su integración a lo largo de todas las escalas, permitirá en un futuro no tan lejano la construcción de nuevos materiales, la erradicación de enfermedades, el descubrimiento de energías renovables e, incluso, la desaceleración del proceso de envejecimiento.
