HISTORIA DE LA BIOLOGÍA MOLECULAR Montería, Córdoba; a Marzo 01 de 2016 Universidad de Córdoba Facultad de Ciencias Agrícolas Luis Alfonso R´guez-Páez.

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1 HISTORIA DE LA BIOLOGÍA MOLECULAR Montería, Córdoba; a Marzo 01 de 2016 Universidad de Córdoba Facultad de Ciencias Agrícolas Luis Alfonso R´guez-Páez larguez@correo.unicordoba.edu.co @larguez

2 Desde el nacimiento de las ciencias hasta el establecimiento de distintas disciplinas a finales del siglo XIX la vida se concibe desde un punto de vista totalmente mecanicista

3 EN LA ANTIGUEDAD 400 A.C.: Hipócrates afirma que el hombre transmite las características hereditarias en el semen (Semilla). Debe haber otro fluido en la mujer. El aporte es aproximadamente igual. 320 A.C.: Aristóteles propone la herencia de abuelos y bisabuelos. El semen se forma por ingredientes imperfectamente mezclados. Las niñas son causadas por “interferencia” con la sangre de la madre

4 DESPUÉS DEL RENACIMIENTO 1.630: William Harvey concluye que las plantas y los animales se reproducen de forma sexual: Esperma y huevos 1.677: Anton Leeuwenhoek descubre animáculos en el fluido seminal

5 “The knowledge is power” Francis Bacon

6 CHARLES DARWIN 1.859 postula la teoría de la Evolución basada en la selección natural Sus teorías sobre genética fueron desacertadas: La mujer es el recervorio de la semilla del padre

7 De Mendel al Genoma

8 Gregor Mendel (1.822 – 1.884) Monje Agustiniano austriaco Nacido de una familia de campesinos Estudia botánica y matemáticas en la Universidad de Viena

9 Gregor Mendel (1.822 – 1.884) Fracasó en 2 ocasiones para obtener el certificado de docencia Entro a un monasterio en Brünn (Hoy Republica Checa) donde llegó a ser abad

10 Gregor Mendel (1.822 – 1.884) Comunicó sus experimentos en 1.865 ante la sociedad de Historia Natural de Brünn Al año siguiente se publica el manuscrito en las Actas de la sociedad

11 Gregor Mendel (1.822 – 1.884) La información genética proviene la mitad del padre y la otra mitad de la madre Los caracteres se expresan en las nuevas generaciones según el Principio de Segregación Acuñó los conceptos de: Alelo, dominancia y recesividad

12 Gregor Mendel (1.822 – 1.884)

13 HISTORIA 1882: Walter Flemming descubre los cromosomas 1888: Wakdeyer introduce el término cromosoma Finales de 1800 se describen la mitosis y la meiosis Durante la década de 1880 se relaciona la herencia con los cromosomas 1900: Se revive el mendelismo por Hugo de Vries 1903: Walter Sutton y Theodor Boveri une la teoría del mendelismo con los cromosomas “ teoría cromosómica de la herencia”

14 HISTORIA Principios de 1900 William Bateson “Promendeliano” sin embargo no apoya las ideas de Mendel para sus medidas Biométricas 1918: Ronald Aylmer Fisher. reconcilia las posturas con la idea de los caracteres cuantitativos Thomas Morgan: Ligamiento en moscas - Premio Nobel en 1933 1927 Hermann Muller: Demuestra el aumento de las mutaciones por radiaciones ionizantes

15 CITOGENÉTICA Flemming : 1882 descubre los cromosomas 1923: Painter describe los 48 cromosomas normales 1946: El mismo Painter describe 46 y el par sexual 1949: Murray Barr describe la cromatina sexual (Corpúsculo de Barr) Técnicas entre los 50 y 60: –Hsu: Choque hipotónico del nucleo –P. Nowell: Fitohemaglutinina –Uso de la colchicina para detener la mitosis

16 INMUNOGENÉTICA Y GENÉTICA DE POBLACIONES 1901: Landsteiner descubre los grupos ABO 1927: Grupo MN por Landsteiner y Levine 1908: Hardy - Weinberg describen la base de la genética de poblaciones Fisher, Haldane y Wrigth: Deriva Genética, cuantificación de los caracteres humanos (Teoría sin aplicación)

17 En 1945 la primera cátedra de Estructura Biomolecular; el primer científico en denominarse «biólogo molecular» aprovechando que el término biología molecular había sido acuñado en 1938 por Warren Weaver (1894- 1978)

18 GENÉTICA MOLECULAR 1867: Miescher describe la nucleina 1944: Oswald Avery describe la bioquímica del DNA y su relación con los “genes” 1952: Primeros renacuajos clónicos 1953: Watson y Crick describen la estructura del DNA

19 Estructura del DNA Rosalind Franklin y la difracción de rayos X Watson y Crick

20 Estructura del DNA

21 HISTORIA DEL GENOMA 1961: Nierenberg describe el código de tres letras 1970: Arber y Hamilton descubren las enzimas de restricción 1972: Primera molécula de DNA recombinante entre dos especies 1977: Sanger propone el método para secuenciar las moléculas de DNA

22 HISTORIA DEL GENOMA 1978: 1ª hormona humana hecha con técnicas de DNA recombinante 1980: 1ª fábrica industrial de insulina recombinante 1983: Kary Mullis idea la técnica de la Reacción en Cadena de la Polimerasa (PCR)

23 PARÉNTESIS ÉXPLICACIÓN DEL GENOMA HUMANO

24 ANALOGÍA LENGUAJE Código de 33 caractéres Alfabeto, espacio y signos Palabras Frases Significado Obra DNA Código de 4 caractéres Adenina y Timina Citocina y Guanina Codones Proteínas Fenotipo Individuo

25 LENGUAJE: Español Letras: enunlugardelamanchadecuyonombrenoquieroacorda rme + espacios Palabras: 1. En 2. Un 3. Lugar 4. De 5. La 6. Mancha… Frase: “En un lugar de la Mancha de cuyo nombre no quiero acordarme…” Sentido: Estando en un sitio del cual no quiero recordar como se llamaba ¡Don Quijote de La Mancha!

26 LENGUAJE: Genoma Secuencia: AAATTCGCGTTACG TTT AAGCGCAATGC Secuencia de aminoácidos Característica fenotípica: Color de ojos, tamaño de las orejas, grupo sanguíneo Individuo bio-psico-social ¡YO!, ¡Mi Padre!, ¡Charles Darwin!

27 MUTACIÓN Cambios en la secuencia que tienen una implicación en el fenotipo ANALOGÍA: Cambio de una letra o de una palabra Ej: no quiero acordarme de la Mancha en un lugar cuyo nombre…

28 HISTORIA DEL PROYECTO GENOMA HUMANO

29 Historia del HGP 1985: Walter Gilbert propone el proyecto a nivel mundial Charles DeLisi del Departamento de Energía (DOE) lo organiza 1990: El NIH y el DOE lanzan el proyecto oficialmente a 15 años 1990: Craig Venter propone patentar secuencias al azar de DNA

30 PARTICIPANTES Es un proyecto liderado por: –Department of Energy (DOE) and the National Institutes of Health (NIH): USA –Sanger Center y Wellcome Trust : Inglaterra –Universidad de Washington, Whitehead Institute of Cambridge, Baylor Medicine: USA –CEPH y Génethon: Francia –Otros centros en Japón y Alemania

31 Historia del HGP El primer director fue Watson En 1992 renuncia por desacuerdos con NIH en patentes de secuencias y asume Francis Collins Craig Venter se retira del NIH por falta de fondos para sus nuevas técnicas y preside The Institute for Genome Research 1995: Venter y Haseltine publican la secuencia completa del Haemophilus influenzae (1600 genes) anteriormente llamado bacilo de Pfeiffer

32 Historia del HGP 1997: Se separa Venter del TIGR y vende por U$9 millones las acciones en Human Genome Science Willmut genera a “Dolly” utilizando la clonación 1998: Venter se asocia con Perkin-Elmer Biosystems y obtiene U$200 millones mas U$30 anuales para secuenciar el genoma humano en tres años = Celera Genomics

33 Historia del HGP BIOINFORMÁTICA Celera Genomics: 800 supercomputadores En MIT Chips de DNA

34 Historia del HGP Celera Genomics: “Speed matters… discovery can’t wait” Genoma anuncia el fin del proyecto para el 2003 Diciembre del 99: Primer cromosoma humano secuenciado totalmente, el 22 Actualmente hay 2 cromosomas secuenciados: 21 y 22

35 Historia del HGP En enero del 2000 Celera replica que tiene el 90% del Genoma Humano secuenciado Marzo del 2000: 1ª declaración Clinton – Blair Marzo del 2000: Secuenciación completa de la Drosophila Mayo del 2000: Secuenciación completa del ratón Junio del 2000: Anuncio oficial del primer borrador. Trabajo “conjunto” entre esfuerzos gubernamentales y privados

36 Historia del HGP Tomado de revista Cambio No. 367 del 2000

37 Celera Genomics Perdió U$130 millones en 1999 Produjo U$12.5 millones por la venta de la base de datos a laboratorios como: –Pfizer –Novartis –Takeda –Immunex Corporation

38 Historia del HGP Working draft sequence –Goal: 90% by summer 2000 –65.7% (3,182,861,000 bases) (27/June/00) Finished, high quality sequence: –Goal: 100% by 2003 –21.1% (752,050,000 bases) (27/June/00)

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