Breve Historia de la Biología: de Hooke al siglo 21

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Robert Hooke inventó el primer microscopio óptico

En 1665, descubrió muchas "pequeñas cámaras" llamadas "celluae" mirando cortes de corcho a través de un microscopio hecho por él mismo. Lo que vio no eran células vivas, sino células de la planta muerta xilema.

En 1667, un ciliado observado por primera vez por el científico holandés Leeuwenhoek por su propio microscopio, que fue la primera vez que un ser humano observó una célula viva. Debido a que la biología celular era todavía un área muy nueva y se mantuvo en absoluto secreto sobre las técnicas microscópicas, nadie tuvo éxito en su trabajo después de su muerte hasta más de 100 años después.

Carlos Linneo propuso la nomenclatura binomial y la clasificación de Linneo en el siglo XVIII. Clasificó casi todos los organismos conocidos en su tiempo de acuerdo a sus características, y todos ellos fueron nombrados de manera única. Así, el caos de la clasificación biológica y la nomenclatura se terminó.

Biología en el siglo XIX: teoría celular, teoría de la evolución de Darwin

El microscopio óptico fue propiedad de unas pocas personas hasta el siglo XIX. Cuando se hizo popular, más personas comenzaron a estudiar las células. Schleiden y Schwann resumieron los estudios anteriores y concluyeron que los animales y las plantas se componde células en 1838-1839. En 1858, Rudolf Virchow resumió el trabajo de sus predecespara señalar que todas las células eran de células anteriores. La teoría celular rompió las barreras entre la planta y el animal, permitiendo que la vida sea estudidesde una visión más unificada.

La teoría de la evolución de Charles Darwin fue uno de los hitos más significativos de la biología del siglo XIX. Propuso que cada organismo había descendido de un ancestrcomún. En la selección natural, la competencia para sobrevivir resultó en los caracteres ventajoy la pérdida de los desventajosos. Organismos diferenciados en especies en un proceso largo, lento y gradual. La teoría de Darwin tomó el mundo biológico por la tormenta y tuvo un profundo efecto en la investigación posterior.

En 1876, Hertwig observó la fertilización de células animales. Después de esto, se descubrió la fertilizde las plantas y el fenómeno de que las células germinales tienen sólo la mitad de cromosomas. La ley genética descubierta por G. Mendel hace 34 años volvió a ser objeto de atención en 1900. La gente empezó a reconocer que los cromosomas y los rasgos genéticos estaban de alguna manera relacionados. En 1910, Morgan descubrió que los genes que determinan los rasgos genéticos se encuentran en los cromosomas después de años de experimentos con moscas de la fruta. La teoría genética clásica describe la biología desde una nueva perspectiva y fue introductoria a la biología molecular.

Biología de principios del siglo XX: El Preludio a la Biología Molecular

Nuevos microscopios de alto rendimiento, incluyendo el microscopio polarizador, microscopio de interferencia y microscopio de contraste de fase, fueron inventa finales del siglo XIX por los avances en matemáticas, física y materiales. Durante 100 años, desde mediados del siglo XIX hasta mediados del siglo XX, las células se estudiaron a través de microscoópticos y secciones teñidas. La membrana celular, el protoplasma, el núcleo y muchos orgánulos fueron descubiertos. Amitosis, mitosis, y meiosis también se identificaron durante este tiempo. La investigación de las células no se limita la observación microscópica. La manipulación experimental y los cultivos in vitro también se incluyeron en biología. Los humanos pueden controlar las actividades celulares parcialmente de acuerdo a su propósito.

Con el desarrollo de los microscopios electrónicos desde la década de 1950, se ha desvelado un mundo microscópico completamente nuevo de ultraestructura. Las mitocondrias, el aparato de Golgi, la membrana celular, la membrana nuclear, el nucleolo, la cromatina y los cromosomas se mostraron con mucho más detalle que antes, pero también se descubrieron nuevos orgánulos, como el retículo endoplasmático, los ribosomas, los lisosomas y el sistema del citoesqueleto.

La biología entró en la era molecular, desarrollada rápidamente desde la década de 1950

Fue a partir de 1950 que la biología molecular comenzó a crecer muy rápido. El modelo de doble hélice del ADN fue postulado por Watson y Crick a partir de las fotografías de difracción de rayos X en 1953. Posteriormente, el famoso experimento de Meselson-Stahl demostró la replicación semiconservativa del ADN. Este experimento verificó que cada molécula de ADN hija contiene una cadena original y una cadena recién sintetizada después de la replicación del ADN. La información genética se transmitía con mayor precisión en este mecanismo. A principios de la década de 1960, se descifró el código para la síntesis de proteínas. La información en el gen se transcribe en ARNm. Luego, este ARNm dejará el núcleo y viajará a un ribosoma en el citoplasma, donde le dice al ribosoma que construya un orden particular de aminoácidos para la síntesis de proteínas. Este proceso se llama dogma central cuyo descubrimiento anunció el nacimiento de la biología molecular.

A finales de la década de 1960, el código genético había sido completamente descifrado. Tres nucleótidos en el ARNm codifican un aminoácido. Los ARNt que llevan aminoácidos se unen al ARNm. Estos aminoácidos se unen en polipéptidos con la ayuda de ribosomas.

PCR (Reacción en Cadena de la Polimerasa)

La técnica fue ideada en 1983 por el bioquímico estadounidense Kary Mullis. El ADN de doble hebra se disocia en hebras simples en agua caliente. Cuando la temperatura del agua baja, el ADN y los nucleótidos se resintetizan en ADN de doble hebra por la enzima. Incluso una pequeña cantidad de muestras de moléculas de ADN puede amplificarse en millones de copias en poco tiempo, a través de ciclos repetidos de calentamiento y enfriamiento. Esta tecnología se aplica a una pequeña cantidad de cabello y tejido dejados en una escena de asesinato, restos humanos de miles de años de antigüedad, o incluso organismos antiguos en fósiles. Siempre que se encuentre un rastro de material genético, el PCR puede amplificarlo en una gran cantidad.

Edición Genética

La edición del genoma (edición genética) permite a los científicos eliminar o agregar material genético en los genomas según su voluntad. El material genético modificado hace que los organismos exhiban características que nunca antes habían tenido. Las personas pueden alterar organismos con precisión como dioses. Por ejemplo, la lechuga editada por tecnología genética contiene mucha vitamina C, igual a la fruta del kiwi. Esta tecnología está teniendo un impacto significativo en la medicina y la agricultura. Según la cría tradicional, se necesitarán años o incluso décadas para mejorar una especie. Incluso la cría espacial que se realiza con la ayuda de la radiación cósmica es ineficaz, porque las mutaciones creadas naturalmente no son fácilmente controlables o son aleatorias.

Además, la biología molecular ha visto muchos avances en biochips, tecnología de clonación, ingeniería de fermentación microbiana y el Proyecto del Genoma Humano.


Preguntas frecuentes

¿Qué es un biochip?

Un biochip (también llamado microarreglo biológico, Chip biológico, Microchip biológico) es un sustrplano entretejido con moléculas de sensores biológicos. Las moléculas biológicas comunes incluyen ADN, ARN y proteínas. El vidrio, el siliy el nylon son sustratos planos para fijar estas moléculas biológicas. Un biochip experimenta una reacción química con una muestra fluorescmarcada. Instrumentos especializados recogen las señales fluorescentes del chip para analizar la composición de la muestra. Muchas reacciones químicas diferentes se realizan en un biochip simultáneamente, por lo que puede detectar la presencia de múltiples genes y proteínas en un corto tiempo.

La gente suele confundir los chips electrónicos con los biochips. Mientras que comparten una similitud fundamental que ambos contienen cantidades masivas de información de datos en una escala microscópica. Es importante notar que son entidades completamente diferentes. Los chips electrónicos están dispuestos con unidades electrónicas semiconductoras, mientras que los biochips son arreglos con moléculas biológicas.

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