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Descubrimiento del ADN como material genético

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Oswald Avery, Colin MacLeod y Maclyn McCarty demuestran que el ADN es el material genético, sentando las bases para la biotecnología molecular.

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Primera clonación de una célula

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Robert Briggs y Thomas King logran la clonación de una rana mediante transferencia nuclear.

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Descubrimiento de la estructura del ARN

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Francis Crick descubre la estructura del ARN de transferencia, una molécula clave en la síntesis de proteínas.

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Creación de la primera enzima de restricción

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Werner Arber, Hamilton Smith y Daniel Nathans descubren las enzimas de restricción, que permiten la manipulación del ADN.

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Invención de la tecnología de ADN recombinante

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Stanley Cohen y Herbert Boyer desarrollan la tecnología de ADN recombinante, permitiendo la clonación de genes.

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Cápsula - "Ingeniería genética" - Biología

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Se obtienen las primeras plantas por ingeniería genética (tabaco y petunia).

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Creación de la primera planta transgénica

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Mary-Dell Chilton y su equipo logran crear la primera planta transgénica, una variedad de tabaco resistente a los insectos.

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Se inicia el mapeo del genoma humano con la creación del Centro Nacional de Investigación del Genoma Humano.

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Se completa la secuenciación del primer genoma de un organis- mo eucarionte, la levadura Saccharomyces cerevisiae. Se desarrolla el primer GeneChip (Stanford, Affymetrix).

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El ojo microscópico

A finales de siglo XVII Antonie van Leeuwenhoek (1632 - 1723) realizó numerosas observaciones con los primeros microscopios simples (con una única lente) diseñados por él mismo. A pesar de la simplicidad de estos instrumentos, hizo descripciones muy detalladas -de hasta 200 aumentos- de todo tipo de tejidos y materiales. Entre ellas, figuran las primeras observaciones de levadura, que describió como una agrupación de glóbulos. La construcción de microscopios más perfeccionados, hacia mediados de siglo XIX, permitió observar que las células de levadura se multiplicaban por gemación.

Los fermentos

Desde finales del siglo XVIII y durante el siglo XIX, numerosos químicos se interesaron por la naturaleza del fermento y su modo de acción. Fue en aquella época que se empezó a pensar que el "fermento" no era simplemente una sustancia orgánica, como se había sospechado hasta entonces; y se relacionaron los procesos de producción de la cerveza (y otras fermentaciones) con los seres vivos y, más concretamente, a ser entendidos como un producto de los microorganismos. La cuestión de la naturaleza del fermento se produjo en el contexto del pensamiento vitalista y de la generación espontánea y, por tanto, marcado por la controversia.

La química de la fermentación
Antoine Lavoisier (1743 - 1794) estudió la reacción de la fermentación alcohólica y publicó un libro sobre "La fermentación del vino". Lavoisier sugirió que el azúcar fermentado se podía separar en dos partes, una que se oxidaba a dióxido de carbono y otra que perdía oxígeno y daba lugar a alcohol. Posteriormente, Charles Caignard-Latour (1777-1859) relacionó el proceso de fermentación con la naturaleza del fermento. Sostenía (correctamente) que la descomposición del azúcar y su conversión en dióxido de carbono y alcohol era una consecuencia del desarrollo de la levadura.

La naturaleza del fermento
Justus von Liebig (1803 - 1873), químico alemán, consideró que las partículas de levadura podrían ser hongos, cuyos gérmenes penetrarían en el líquido a fermentar a través de la atmósfera. Desde una postura mecanicista de la fermentación, sugirió que todas las reacciones realizadas dentro de los seres vivos podían ser imitadas en un tubo de ensayo. Esta visión espontaneísta le enfrentó a científicos como Louis Pasteur. Por otra parte, Charles Caignard-Latour, considerado el primer observador de la gemación de la levadura, sostuvo que la levadura era una masa de cuerpos globulosos con capacidad de reproducción y no una sustancia simplemente orgánica o química como se creía.

Estudiar la cerveza

Durante la segunda mitad de XIX, los científicos de la naciente microbiología, también se interesaron por la cuestión de la fermentación. Louis Pasteur publicó en 1876 el libro "Études sur la Bière" que versaba sobre este tipo de fermentación. Pasteur no habló específicamente de Saccharomyces cerevisiae ni prestó demasiada atención a la taxonomía de las levaduras. Sin embargo, el estudio minucioso que hizo de los diferentes procesos de producción de la cerveza, de las alteraciones y la propuesta de mejoras son una muestra de cómo esta levadura irrumpió en el escenario del laboratorio.

Las células se encargan de la fermentación
Pasteur demostró que la vida no se producía por generación espontánea. Por esta razón, sostuvo de manera firme que la fermentación la producían seres vivos. No admitía que pudiera haber fermentación alcohólica sin que hubiera organización, desarrollo y multiplicación de las células. Esta postura era la opuesta a defendida por el espontaneísta von Liebig. Hoy se sabe, sin embargo, que tanto los espontaneístas como los vitalistas tuvieron su parte de razón en la interpretación del proceso de fermentación.

El proceso de fermentación

A principios del siglo XX, Eduard Büchner (1860 - 1917) logró reproducir la fermentación alcohólica en ausencia de células de levadura y demostrar la acción enzimática de la reacción. Büchner rompió las células de levadura y añadió azúcar a los extractos. Al poco tiempo observó cómo se producía el proceso de la fermentación y la liberación de dióxido de carbono. De esta manera, consiguió separar la fermentación de la actividad de las células y resolver un problema que venía de lejos. Esto le mereció el Premio Nobel de Química en 1907. Se puede considerar que estos experimentos marcan el nacimiento de la bioquímica, ya que reproducen reacciones químicas propias de los seres vivos en un sistema libre de células. De hecho, el término enzima (en griego, en zymos) quiere decir "a la levadura".

De fermento a organismo modelo

En el siglo XX, cuando hacía tiempo que la levadura circulaba por el laboratorio, se empezó a utilizar como herramienta para estudiar el funcionamiento de la célula eucariota. La levadura era un organismo unicelular que se podía cultivar fácilmente y aceptaba sin demasiados inconvenientes las técnicas de manipulación genética y bioquímica. Más adelante, en la década de los 80, fue posible modificar las células de levadura, es decir, la incorporación de ADN que no le era propio. Esto permitió diseñar células que expresaran ADN de otros organismos eucariotas; estas técnicas, entre otras, sirvieron para la secuenciación en los proyectos genoma.

Levadura modificada genéticamente
En la década de los 80, fue posible transformar eficazmente las células de levadura con ADN recombinante. Las técnicas actuales permiten cambiar el genoma de levadura prácticamente a voluntad. Se puede eliminar, duplicar, reemplazar o modificar cualquier gen de la levadura sin afectar sustancialmente el resto del genoma. De hecho, y llevando la técnica al extremo, es técnicamente posible cambiar cualquiera de los 12 a 14 millones de pares de bases de ADN dejando el resto del genoma intacto. La facilidad con que se pueden eliminar o reemplazar genes concretos en la levadura es una ventaja para la experimentación.

Cromosomas artificiales
La transformación "clásica" de la levadura, que implica bien insertar el fragmento de ADN foráneo a uno de los cromosomas de la levadura o incorporarlo a un plásmido autoreplicativo (fragmento de ADN circular que se replica de manera independiente al cromosoma), tiene unos límites relativamente fijos en cuanto a tamaño de ADN incorporado, típicamente de unos miles de pares de bases (kilobases, Kb). Conocer cómo funcionan los cromosomas de la levadura ha hecho posible crear auténticos cromosomas artificiales o YACs ( Yeast Artificial Chromosomes), capaces de incorporar entre cien y miles de Kb, un tamaño comparable a los cromosomas naturales de la levadura. Esta técnica ha sido fundamental en los proyectos de secuenciación de genomas de otras especies, incluido el genoma humano.

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A finales de siglo XVII Antonie van Leeuwenhoek (1632 - 1723) realizó numerosas observaciones con los primeros microscopios simples (con una única lente) diseñados por él mismo. A pesar de la simplicidad de estos instrumentos, hizo descripciones muy detalladas -de hasta 200 aumentos- de todo tipo de tejidos y materiales.

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Nacimiento de la oveja Polly

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Se anuncia el nacimiento de Polly, la primera oveja modificada genéticamente para producir una proteína en su leche.

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Archivo histórico - Informe sobre la Clonación de la Oveja Dolly (1997)

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Secuenciación completa del Genoma Humano

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Se declara oficialmente la finalización del Proyecto del Genoma Humano, logrando secuenciar todo el ADN humano.

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Breve Historia Del Proyecto Del Genoma Humano

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Breve historia del Proyecto del genoma humano En febrero de 2001, el Proyecto del genoma humano (PGH) publicó sus resultados a la fecha: una secuencia completa al 90 por ciento de los tres mil millones de pares de bases en el genoma humano.

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Descubrimiento de la tecnología CRISPR

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Jennifer Doudna y Emmanuelle Charpentier descubren la tecnología CRISPR-Cas9, una herramienta de edición genética revolucionaria.

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Observatorio Tecnológico de Hidalgo UAEH

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¿Conoce el CRISPR? Es la Micro Tecnología de Grandes Beneficios

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Clonación de la primera mula

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Se logra clonar la primera mula, un híbrido de caballo y burra.

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Edición de genes en células humanas

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La tecnología CRISPR-Cas9 se utiliza por primera vez para editar genes en células humanas.

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Síntesis del primer genoma bacteriano

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Terapia génica exitosa para la leucemia

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Se informa sobre la exitosa terapia génica para tratar la leucemia en pacientes pediátricos.

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Creación de tejido humano en impresoras 3D

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Jaime González

BBC Mundo, Los Ángeles, @bbc_gonzalez

Pie de foto,

Según los investigadores, esta técnica tiene un gran futuro en la medicina.

En los últimos tiempos las impresoras 3D están alterando profundamente la manera en la que se concibe el diseño y la fabricación de numerosos objetos. Ahora, esta tecnología se dispone a revolucionar el campo de la biotecnología.

En lugar del plástico que utilizan las impresoras 3D convencionales para crear capa a capa cosas como muebles o joyas, las bioimpresoras utilizan células vivas.

Equipos médicos de todo el mundo están experimentando con la bioimpresión para lograr fabricar órganos como vejigas, hígados o riñones.

La mayor parte de esas investigaciones se encuentran en sus primeras fases y todavía no se sabe si algún día será posible, por ejemplo, imprimir un corazón completo con el que realizar un trasplante.

De momento, los resultados obtenidos son prometedores y ya hay científicos que han logrado avances importantes en la creación de estructuras más simples, como piel, hueso o vasos sanguíneos.

Imprimiendo cartílago

Ese es el caso del doctor Darryl D'Lima y su equipo de la Clínica Scripps, en San Diego, California, que han conseguido fabricar cartílago con una impresora a partir de muestras de tejidos de vaca y de seres humanos.

BBC Mundo visitó este centro para ver de qué se trata. El objetivo de la investigación que están llevando a cabo es poder llegar en un futuro próximo a imprimir nuevo cartílago directamente en las articulaciones de pacientes que sufren artrosis, evitando que estos tengan que ponerse una prótesis.

"Lo bueno de la impresión en 3D es que se pueden imprimir tejidos formados por diferentes tipos de células", le explica Darryl D'Lima a BBC Mundo.

"Además, se pueden imprimir estructuras muy finas, como las que forman un riñón, que serían muy difíciles de reproducir con los métodos tradiciones", añade.

El problema, según el investigador, es que "intentar fabricar órganos completos con una impresora es complicado al tratarse de estructuras muy complejas".

Ese es uno de los motivos por los que D'Lima ha centrado su trabajo en la fabricación de cartílago, ya que, al no tener vasos sanguíneos ni músculos, es más sencillo de fabricar que otros tejidos.

La impresora adecuada

Pie de foto,

Equipos médicos de todo el mundo están experimentando con la bioimpresión.

El primer desafío que encontraron Darryl D'Lima y sus colegas fue dar con la impresora adecuada.

En un principio pensaban que las impresoras de inyección de tinta convencionales matarían las células debido al calor que utilizan para trabajar.

Al final resultó ser un temor infundado ya que investigaciones previas habían demostrado que la mayoría de células sobreviven a este tipo de impresión.

Un obstáculo adicional fue que la resolución de las impresoras de última generación es tan alta que los cabezales de impresión son demasiado estrechos como para que las células los atraviesen, por lo que tuvieron que modificar una impresora antigua que tenía un cabezal más ancho.

Una vez contaban con el aparato adecuado, debían encontrar una sustancia que mantuviera unidas a las células que forman el cartílago.

El compuesto debía permanecer en estado líquido durante el proceso de impresión y adquirir una textura más sólida una vez impreso.

Fue entonces cuando recurrieron al polietilenglicol dimetacrilato, que adquiere consistencia de gel cuando se pone bajo una luz ultravioleta.

"A medida que imprimimos las células bajo este tipo de luz el líquido se va solidificando, creando un tejido solido que forma el cartílago bioartificial", señala Darryl D'Lima.

Pie de foto,

La artrosis se produce a consecuencia del desgaste del cartílago.

Según el investigador, todavía quedan cuestiones importantes por resolver, como dar con un gel que sea reabsorbido por el cuerpo (algo que no sucede con el polietilenglicol dimetacrilato) o asegurase el suministro de células para fabricar el cartílago, algo para lo que están recurriendo a la investigación con células madre.

D'Lima cree que si superan con éxito todas las trabas burocráticas -incluyendo los estudios clínicos previos en animales- en un plazo de cinco años podrían estar realizando los primeros ensayos en humanos.

"Espero que algún día podamos imprimir el cartílago bioartificial directamente en la rodilla del paciente en el momento de la operación. De esta manera no necesitaríamos saber previamente cuales son las necesidades de la persona, ya que la impresora se adaptaría a cada paciente", explica el investigador.

D'Lima confía en que con la técnica que están desarrollando "se puedan tratar las pequeñas lesiones que causan artrosis antes de que empeoren, evitando que sea necesario un implante artificial".

En cuanto a la futura fabricación de órganos completos, como corazones o hígados, cree que al final la impresión en 3D será utilizada junto con otras técnicas.

"Quizás se impriman órganos en estados más primigenios que puedan llegar a desarrollarse como órganos completos", concluye.

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Dentro de la fábrica de tejidos con impresoras 3D - BBC News Mundo

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Investigadores en EE.UU. consiguieron fabricar cartílago con una impresora a partir de muestras de tejidos de vaca y humanos. Esta técnica podría sustituir a los implantes en un futuro. BBC Mundo la vio de primera mano.

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Se imprime en 3D tejido humano funcional, marcando un avance en la ingeniería de tejidos.

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Terapia génica para la anemia de células falciformes

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Se utiliza la tecnología CRISPR-Cas9 para corregir la mutación responsable de la anemia de células falciformes

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Bacillus thuringiensis

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Primera terapia génica aprobada para la atrofia muscular espinal

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La FDA aprueba la primera terapia génica para tratar una forma grave de atrofia muscular espinal.