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- Durante este período, dado que el hombre desconoce la existencia de los microorganismos, gran parte de los procesos biotecnológicos son de carácter empírico, y están relacionados principalmente a la elaboración de alimentos.

-  Los sumerios y babilonios fabrican cerveza empleando levaduras.

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- Los egipcios descubren cómo preparar pan leudado.
- Se establecen otros procesos de fermentación en el mundo antiguo, especialmente en China.
- La transformación de la leche por bacterias ácidolácticas resulta en la preparación de yogurt.
- Se utilizan hongos filamentosos (mohos) para producir queso, y otros procesos de fermentación para manufacturar vino y vinagre.

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- La “generación espontánea” es la explicación dominante acerca del origen de los organismos a partir de materia inerte.

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- Los aztecas en México cosechan algas de los lagos como una fuente de alimento.

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- La destilación de una gran variedad de bebidas alcohólicas a partir de granos fermentados se distribuye mundialmente.

- Egipto y Persia dejan de lado estos procesos por influencia del Islam. Los cereales fermentados son base de la dieta africana (aún en la actualidad).

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- Cristóbal Colón y otros exploradores que visitan América, llevan maíz (originario de este continente) al resto del mundo, y los cultivadores europeos adaptan el cultivo a sus condiciones locales. Los navegantes también llevan papas, cultivo nativo de los Andes americanos.

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- William Harvey concluye que las plantas y los animales se reproducen sexualmente: la contraparte masculina aporta el polen y la femenina los ovocitos. Pasarán más de 200 años hasta corroborarse por microscopía la existencia de los gametos.

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- Anton Van Leeuwenhoek, comerciante holandés, utiliza sus “microscopios” para realizar descubrimientos en microbiología. Es el primer investigador en describir a las bacterias y protozoos, entre otros microorganismos.

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- Luis Pasteur (1822 - 1895) demuestra que los microorganismos son responsables de la fermentación. Sus experimentos posteriores demostrarán que la fermentación es el resultado de la actividad de levaduras y bacterias.

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- Charles Darwin (1809 - 1882) trabaja en su teoría de la “selección natural” como mecanismo de evolución de las especies. Su libro “El origen de las Especies” se publica en Londres.

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- Luis Pasteur desarrolla el proceso de pasteurización, calentando el líquido hasta lograr la inactivación de los microorganismos presentes, que podrían agriarlo. Desde entonces productos como la leche pueden ser transportados sin deteriorarse.

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- Gregor Mendel (1822 - 1884), un monje austriaco presenta las “leyes de la herencia” a la Sociedad de Ciencias Naturales en Brunn, Austria. Mendel propone que existen unidades o factores de información responsables de los caracteres observables, y que tales “factores” (luego conocidos como genes) son transmitidos de una generación a la siguiente. El trabajo de Mendel permaneció ignorado hasta 1900, cuando los científicos De Vries, Von Tschermak y Correns corroboran el mecanismo propuesto por Mendel

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-  Walther Flemming descubre el proceso de división celular conocido como mitosis.

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- Robert Koch describe colonias bacterianas creciendo en rodajas de papa, medio gelatinoso y medio agarizado.

- El agar nutritivo se convierte en una herramienta común para obtener cultivos puros y para identificar mutantes. Esto es considerado como uno de los descubrimientos más importantes que originó la microbiología.

- En el mismo año, Pasteur utiliza la atenuación para desarrollar vacunas contra patógenos bacterianos responsables del cólera aviario y del ántrax y resulta clave en la historia de la inmunología ya que se abre el campo de la medicina preventiva.

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- Robert Koch, utilizando cobayos como hospedadores alternativos, describe a la bacteria causante de la tuberculosis en humanos. Así, es el primero en develar al agente causal de una enfermedad microbiana humana.

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- Pasteur desarrolla la vacuna contra la rabia, que será ensayada en humanos en 1885.

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- El químico alemán Eduard Buchner demuestra que la fermentación puede ocurrir en un extracto de levaduras (sin levaduras vivas), un descubrimiento clave para la bioquímica y la enzimología.

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-  Avanza la genética con el  redescubrimiento de las Leyes de Mendel. Ese mismo año se demuestra por primera vez que algunos químicos claves para la industria (glicerol, acetona y butanol) pueden ser generados utilizando bacterias

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- El botánico danés Wilhelm Ludvig Johannsen acuña el término 'gen' para describir al elemento transportador de los caracteres hereditarios. Denomina “genotipo” a la constitución genética de un organismo, y “fenotipo” a la expresión del genotipo.

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- Tomas Hunt Morgan, genetista estadounidense, experimenta con moscas y prueba que los genes están en los cromosomas, estableciendo las bases de la genética moderna

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- El físico británico Lawrence Bragg descubre que los rayos X pueden usarse para estudiar la estructura molecular de sustancias cristalinas. Este hallazgo conduce al desarrollo de la técnica de “cristalografía de rayos X”, que posibilitará explorar las estructuras tridimensionales de ácidos nucleicos y proteínas, jugando un rol crítico para el descubrimiento de la estructura de la molécula de ADN años más tarde.

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- 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”

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- 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.
- Luego de 16 años, Oswald Avery identificará la naturaleza de tal principio transformante: ADN.
- En otras áreas, Lewis Stadler demuestra que la radiación U.V. también puede inducir mutaciones, y Alexander Fleming observa que todas las bacterias creciendo en un radio alrededor de la especie de hongo filamentoso (moho) Penicillium notatum mueren, comenzando así la era de la penicilina.
- Pasarán más de 15 años hasta que la penicilina esté disponible para su uso médico por la comunidad.

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- Oswald Theodore Avery, Colin MacLeod y Maclyn McCarty determinaron que el ADN es el material hereditario involucrado en la transformación de las bacterias de fenotipo rugoso a liso.

- Por su parte, Frederick Sanger utiliza un nuevo método denominado “cromatografía” para determinar la secuencia de aminoácidos de la molécula de insulina bovina.

- Bárbara McClintock, descubre que los genes pueden transponerse (“saltar”) de una posición a otra del genoma. Recibirá en 1983 el premio Nobel por el descubrimiento de los “transposones”.

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- El químico austriaco Erwin Chargaff descubre que las cantidades de las bases nitrogenadas adenina y timina son aproximadamente iguales en el ADN, al igual que las bases guanina y citosina. Estas relaciones se conocerían luego como la “regla de Chargaff”, sirviendo como principio clave en los análisis de varios modelos de estructura del ADN por Watson y Crick.

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- James Watson y Francis Crick, con el aporte de Rosalind Franklin, proponen un modelo de estructura para el ADN: molécula doble cadena, helicoidal, con dos hebras complementarias y antiparalelas. Por ello recibirán el Premio Nobel en 1962.
- Además, William Hayes descubre que los plásmidos pueden usarse para transferir marcadores genéticos introducidos de una bacteria a otra.

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-  Los investigadores Francis Crick y George Gamov proponen el "dogma central de la biología", que sugiere que la información genética fluye en una sola dirección, desde el ADN, pasando por ARN mensajero, finalizando en la síntesis de proteínas (concepto central que luego sería modificado con el descubrimiento de la replicación de los retrovirus como el HIV).

- Matthew Meselson y Franklin Stahl demuestran el mecanismo de replicación del ADN.

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- Marshall Nirenberg construye una hebra de ARNm formada únicamente por varias copias de la base uracilo. Examinándola, descubre que el triplete de bases Uracilo (UUU) codifica para el aminoácido fenilalanina. Este fue el primer paso en el descifrado del código genético.

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- Se descifra el código genético. Marshall Nirenberg, Heinrich Mathaei, y Severo Ochoa demuestran que una secuencia de tres bases nucleotídicas (denominada “codón”) determina cada uno de los 20 aminoácidos.

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- Paul Berg aísla y emplea una enzima de restricción para cortar el ADN; utiliza también una enzima ligasa para pegar dos fragmentos de ADN, formando una molécula híbrida circular, generando así la primer molécula de ADN recombinante.

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- Por primera vez los científicos logran transferir ADN de un organismo a otro.

- Stanley Cohen, Annie Chang y Herbert Boyer ensamblan fragmentos de ADN viral y bacteriano cortando con la misma enzima de restricción, creando un plásmido recombinante.

- Luego lo introducen en la bacteria Escherichia coli, produciendo así el primer organismo recombinante, transgénico o genéticamente modificado.

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- Genentech, Inc., informa la producción en bacterias, por primera vez, de una proteína humana: somatostatina (factor inhibitorio de la liberación de hormona de crecimiento). Walter Gilbert y Allan Maxam desarrollan un método para secuenciar el ADN por degradación química, mientras que Sanger y sus colegas proponen un método de secuenciación enzimático que rápidamente se transformaría en el método de elección de los investigadores.

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- Genentech, Inc. y un centro médico anuncian la producción exitosa a escala de laboratorio de insulina humana, utilizando la tecnología del ADN recombinante.

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- Chiron Corp. anuncia el clonado y la secuenciación del virus de la inmunodeficiencia humana (VIH), descubierto en 1983; Alec Jeffrey desarrolla la técnica de “huella genética” para identificar individuos.

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- Se otorga la primera patente a investigadores de Harvard sobre un animal genéticamente modificado: es un ratón altamente susceptible al cáncer de mama.
- En el área vegetal, se transforman genéticamente plantas de soja y arroz, y comienzan los ensayos a campo con las plantas de tomate transgénicas de maduración retardada desarrolladas por Calgene.

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-  Se da a conocer un primer mapa aproximado del genoma humano.

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- Un grupo de investigadores logra trasplantar corazones de porcinos genéticamente modificados a babuinos (primates), probando la posibilidad de los xenotransplantes (trasplante de un órgano o de un tejido desde un animal a otro de distinta especie).
-  Se completa la secuencia del genoma del primer organismo diferente a un virus: la bacteria Hemophilus influenzae, y se genera un ratón transgénico portando el material genético necesario para desarrollar síntomas similares a la enfermedad de Alzheimer humana, convirtiéndose en un modelo para estudio y ensayo de posibles terapias.

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- Se reporta la secuenciación del genoma completo de la levadura Saccharomyces cerevisiae, utilizada para la fabricación del vino, del pan y de la cerveza.

- Se secuencian también los genomas de un grupo de bacterias particulares que habitan ambientes extremos (temperaturas muy extremas, concentración de sal muy elevada, etc.; se las denomina extremófilas).

- Su estudio otorga a los científicos herramientas para la obtención de nuevas enzimas de aplicación industrial (enzimas activas a temperaturas, pH, salinidad extremas).

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- 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.

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-  Se completa la primera secuencia de un cromosoma humano, el cromosoma 22.

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- Se completa la secuenciación de los genomas de la mosca Drosophila melanogaster y de la planta modelo Arabidopsis thaliana.