El documento proporciona una historia detallada del desarrollo de la biología molecular desde sus inicios a mediados del siglo XX hasta la actualidad. Algunos hitos clave incluyen el descubrimiento de que el ADN es el material genético en 1944, la determinación de la estructura de doble hélice del ADN en 1953, el desciframiento del código genético en 1965 y el modelo del operón propuesto por Jacob y Monod en la misma década. También se describe brevemente el desarrollo de la biología molecular en México a partir

1. 1. Introducción a la Biología
Molecular

2. El desarrollo de la Biología Molecular
Biología Molecular
LA BIOLOGÍA MOLECULAR ES UNA CIENCIA CUYO
OBJETIVO FUNDAMENTAL ES LA COMPRENSIÓN
DE TODOS AQUELLOS PROCESOS CELULARES
QUE CONTRIBUYEN A QUE LA INFORMACIÓN
GENÉTICA SE TRANSMITA EFICIENTEMENTE DE
UNOS SERES A OTROS Y SE EXPRESE EN LOS
NUEVOS INDIVIDUOS.

3. ESTE CONOCIMIENTO HA PERMITIDO CRUZAR
BARRERAS NATURALES ENTRE ESPECIES Y
COLOCAR GENES DE CUALQUIER ORGANISMO EN
UN ORGANISMO HOSPEDADOR NO RELACIONADO
MEDIANTE EL EMPLEO DE TÉCNICAS DE
INGENIERÍA GENÉTICA.

4. El descubrimiento del
principio transformante.
EVIDENCIAS QUE DEMOSTRARON QUE
EL ADN ES EL MATERIAL GENETICO

5. LA IDEA DE QUE EL MATERIAL GENETICO ESTA
COMPUESTO POR ACIDOS NUCLEICOS TIENE
SU ORIGEN EN EL DESCUBRIMIENTO DE LA
TRANSFORMACION EN 1928
LOS EXPERIMENTOS DE:
Oswald T. Avery, Colin MacLeod y Maclyn McCarty,
en 1944.
Alfred D. Hershey y Martha Chase, en 1952,
CONSTITUYERON UN HITO EN EL CONOCIMIENTO
DEL MATERIAL GENETICO A ESCALA MOLECULAR

6. EXPERIMENTO DE Avery, MacLeod y McCarty
(1944)
BACTERIA PROVOCA MUERTE
Pneumococcus DE LOS RATONES
POR NEUMONIA
VIRULENCIA DADA
POR POLISACARIDOS
LOCALIZADOS EN SU
SUPERFICIE

7. TIENEN
SUPERFICIE
I LISA (S)
TIPOS DE II
NEUMOCOCOS
II
PUEDEN DAR
LUGAR A
VARIANTES QUE
LES CONFIERE UNA
SUPERFICIE
RUGOSA (R)

8. BACTERIAS CON VIRULENTA
SUPERFICIE LISA
BACTERIAS CON NO
SUPERFICIE VIRULENTA
RUGOSA

11. El descubrimiento de la estructura
del ADN

12. En 1953, James Watson y Francis Crick, futuros
ganadores del Premio Nobel, descubrieron la
estructura de doble hélice del ácido
desoxirribonucléico, conocido vulgarmente como
ADN. Las proteínas están formadas por cadenas de
aminoácidos. El número, orden y tipo de aminoácido
determinan las propiedades de cada proteína. El ADN
contiene la información necesaria para ordenar los
aminoácidos correctamente. El ADN transmite esta
información hereditaria de una a otra generación.

19. El descubrimiento del código
genético
El código genético se descifró completamente el
año 1965, gracias al descubrimiento y desarrollo
de distintos procesos moleculares dejando al
descubierto que el código actual es una de las
más elegantes creaciones de la evolución.

20. La evidencia provista por el esfuerzo y la
creatividad científica a partir de los años 50s ha
establecido que la secuencia de aminoácidos en
la cadena polipeptídica de una proteína está
determinada por la secuencia de bases en el
material genético.
Ya que se encuentran veinte aminoácidos
conformando las proteínas, pero sólo cuatro bases
en el ADN, se estableció que un grupo de tres
bases codifica para cada aminoácido, además que
el código no es del tipo sobrelapado y que la
secuencia de las bases es leída desde un punto de
partida fijo. Además se mostró la degeneración y
universalidad de éste.

23. El modelo del operón
El funcionamiento del operón lac fue propuesto por
Jacob y Monod. Por este trabajo recibieron el Premio
Nobel de Fisiología y Medicina en 1965.

24. La bacteria E. coli puede utilizar lactosa como
fuente de carbono, pero para ello necesita
expresar una serie de enzimas clave.
El operon lac engloba los genes estructurales y
reguladores que permiten producir estos enzimas
sólo cuando hay lactosa presente en el medio de
cultivo.

25. El operon lac consta de tres genes estructurales:
1.lacZ
2.lacY
3.lacA)
Que codifican enzimas metabólicos implicados
en la utilización de la lactosa como fuente de
carbono:
• Una β-galactosidasa (que degrada la lactosa a
galactosa y glucosa)
• Una permeasa (que introduce la lactosa en la
célula)
• Una transacetilasa (sin función asignada en el
metabolismo de la lactosa).

26. La expresión de los tres genes origina un mRNA
a partir de un único promotor, donde se une la
RNA polimerasa para comenzar la transcripción.
La transcripción de estos genes estructurales se
regula mediante una secuencia, contigua a la
secuencia promotora, denominada operador. Una
proteína represora, codificada por el gen
regulador lacI se une o no al operador en función
de los niveles de lactosa en el medio, controlando
así el paso de la RNA polimerasa a los genes lacZ,
lacY y lacA.

27. En ausencia de lactosa la proteína represora se
une al operador impidiendo el paso de la RNA
polimerasa y, por la tanto la transcripción de los
genes estructurales. En la actualidad se conoce la
estructura del represor lac, así como su modo de
unión a la secuencia del operador en forma de
tetrámeros.
En presencia de lactosa, la alolactosa (un
isómero de la lactosa) se une a la proteína
represora, cambiándole su conformación e
impidiendo su unión al operador, lo que posibilita
que la RNA polimerasa transcriba los genes
estructurales destinados a la utilización
metabólica de la lactosa.

29. La biología Molecular en
México

30. En México, la introducción de los paradigmas
fundamentales de la biología ocurre con un retraso con
respecto a Europa, siendo Alfonso Luis Herrera,
farmacéutico de formación escolar, pero con una
genuina mentalidad de biólogo, quien en 1897 escribe
el primer texto mexicano claramente darwinista:
Recueil des lois de la biologíe génerale (Recopilación
de las leyes de la biología general -editado en francés-)
y en 1902 establece la primera cátedra de biología en
nuestro país, la cual se impartió en sustitución de
Historia natural, en la Escuela Normal para Profesores.
Ante la carencia de un texto adecuado para su
enseñanza, Herrera escribió el libro Nociones de
Biología, publicado en 1904, que es el primer libro
mexicano de esta disciplina.

31. Sin embargo, a pesar de que la biología
comienza a estar presente gracias al
impulso de don Alfonso L. Herrera, que
bien puede ser considerado el primer
biólogo que hubo en México, o "la
primera figura de la biología mexicana",
la enseñanza de la biología en la normal
se suspendió en 1906, y la enseñanza
profesional de la biología y la formación
de biólogos, ocurrirán muchos años
después

32. La carrera de biólogo surge en México ya entrado el siglo XX. Su
antecedente fueron los cursos de Botánica, Zoología y Microscopía
que se impartieron en la Escuela Nacional de Altos Estudios,
-fundada en 1910 cuando Justo Sierra puso en marcha la
Universidad Nacional de México-, que comenzó a funcionar a partir
de 1911, bajo la dirección del fisiólogo positivista Porfirio Parra.
Los profesores de esta Escuela fueron Carl Reiche -procedente de
la Universidad de Munich, Alemania-, que enseñaba Botánica con
un programa de dos años. En 1915 el profesor Guillermo Gándara
amplio la enseñanza de esa disciplina a tres y luego cuatro años.
En 1916 se incorporó Agustín Reza que inició la enseñanza de la
zoología en tres y luego cuatro años. También se impartían
histología, bacteriología, microscopía, química, geografía, física,
psicología, latín, alemán, entre otras. En 1922 Alfonso L. Herrera se
hizo cargo de los cursos de zoología.

33. Dichos cursos, agrupados bajo el nombre de
"Ciencias naturales" eran impartidos de manera
dispersa, tomados por profesores normalistas,
médicos, estudiantes de medicina o personas
con otra profesión, interesados en ampliar sus
conocimientos ya fuera por cultura general o
para mejorar su trabajo docente, sin que nadie
cursara el programa completo tendiente a
obtener el grado de "profesor académico en
ciencias naturales", aunque si alguien cursaba
solo la serie de botánica o de zoología y las
materias complementarias, sería "profesor de
botánica" o "profesor de zoología".

34. Fue hasta 1920 que la Escuela Nacional de Altos
Estudios -ubicada en la calle de Lic. Verdad
número 2, en el Centro Histórico de la Ciudad de
México-, se inscribieron dos alumnos para cursar
todas las materias contenidas en el plan de
estudios: Enrique Beltrán Castillo y Enrique
Cortés. De ellos sólo Enrique Beltrán concluyó
sus estudios y en 1926 obtuvo el grado de
"Profesor Académico en Ciencias Naturales",
con una tesis acerca de "los protozoarios del
Lago de Xochimilco" , por lo que se le considera
el primer "biólogo" profesional de México,
aunque no tuvo un titulo con ese nombre.

35. En 1925, la Escuela Nacional de Altos
Estudios fue suprimida y posteriormente
se transformó en Facultad de Filosofía y
Letras, donde se continuó con la
enseñanza de la especialidad en ciencias
naturales. En la nueva dependencia fueron
separados de la docencia Alfonso L.
Herrera y Enrique Beltrán -que se había
incorporado como profesor libre-.
Permaneció Guillermo Gándara e ingresó
como docente Isaac Ochoterena Mendieta.

36. Después de años de letargo, y luego del
otorgamiento de la autonomía a la Universidad
Nacional en 1929, la nueva Facultad de Filosofía
y Letras de la UNAM organizó en 1930 una
sección de Ciencias, otorgó doctorados en
biología a varios profesores universitarios en
virtud de su trayectoria académica, e inició un
nuevo programa de formación para obtener los
grados de Maestro en Ciencias Biológicas y
Doctor en Ciencias Biológicas, al que se
inscribieron brillantes ayudantes de profesor o
de investigación, de la Escuela Nacional
Preparatoria y del recién fundado Instituto de
Biología.

37. Los primeros alumnos que estudiando
regularmente obtuvieron el grado de Maestría
fueron: En 1931, Helia Bravo Hollis con la
tesis: "Contribución al conocimiento de las
cactáceas de Tehuacán" y Leopoldo Ancona
Hernández, con la tesis "Los chilocuiles o
gusanitos de la sal de Oaxaca". Los primeros
grados de doctorado se otorgaron en 1938 a
Eduardo Caballero y Caballero, con la tesis:
"Contribución al conocimiento de la
Helmintología en México" y en 1939 a Amelia
Sámano Bishop con la tesis: "Anatomía
microscópica comparada de los núcleos
bulbares del nervio VIII (Acústico).

38. Desde 1935 el Ingeniero Ricardo Monges López jefe del
entonces Departamento de Ciencias de la Facultad de
Filosofía y Letras comenzó a diseñar la creación de una
"Facultad de Ciencias". Su primer logro fue la creación
de una Escuela de Ciencias Físicas y Matemáticas, que
quedó a su cargo y en 1938 consiguió que las
disciplinas biológicas también fueran separadas de la
Facultad de Filosofía y Estudios Superiores (nombre
que se le había dado para ese momento), dando lugar
así a una nueva Facultad de Ciencias que inició sus
labores el 2 de enero de 1939, bajo la dirección del
mismo ingeniero Monges López . En ella se estableció
el Departamento de Biología que quedó a cargo de
Isaac Ochoterena.

39. La enseñanza del Departamento de Biología de la
Facultad de Ciencias, estaba estrechamente
relacionado con las investigaciones del Instituto de
Biología, dirigido por el mismo Ochoterena (ubicado
en la Casa del Lago de Chapultepec). La función
primordial del Departamento, era la formación de los
futuros técnicos, ayudantes e investigadores del
Instituto de Biología, así como profesores para la
preparatoria de la universidad, o para otras escuelas
de enseñanza media y media superior. De 1943 a 1953,
el Departamento de Biología funcionó en la calle de
Ezequiel Montes número 115 en la colonia Tabacalera.
Fue precisamente en 1943, que se reestructuro la
organización de la facultad y se estableció la
enseñanza a nivel de licenciatura en biología.

40. Como consecuencia de ello, en 1947 se
graduaron los primeros biólogos:
Salvador Lima Gutiérrez con la tesis.
"Características hematológicas de 200
niños campesinos"; María Josefina
Paniagua Cruz con la tesis:
"Contribución al estudio de los valores
normales de pH de la secreción
gástrica in situ; y Hector Ochoterena
Fuentes, con la tesis: "Características
hematológicas de los niños prematuros
en la ciudad de México" .

41. En la UNAM, a partir de 1943 comienzan a formarse
biólogos, en 1966, ocurre la primera gran
reestructuración de su plan de estudios, el cual
llamado "Plan tradicional" fue el modelo para la
enseñanza de la biología por muchos años. Con
posterioridad al movimiento del 68, ocurren
grandes cambios en la institución, entre ellos un
gran incremento en la matrícula, que se manifiesta
en la década de los 70 con la necesidad de nuevos
espacios para la docencia y la investigación. Es de
esa forma que surgen las Escuelas Nacionales de
Estudios Profesionales, y que en dos de ellas se
decidió también impartir la carrera de biología, en
Iztacala y Zaragoza, donde se incorporan nuevas
inquietudes y formas de enseñanza.

42. Así, la carrera de biólogo existe en la UNAM
a partir de 1943 y en 1947 tuvo sus primeros
graduados y su antecedente fue un solo
Profesor Académico en Ciencias Naturales
(de 1926). Como se ve, la carrera de Biólogo
es en realidad muy joven y esa es una de las
explicaciones de su estado actual de
desarrollo.

43. En México contamos con:
Una de las diversidades biológicas más ricas del mundo, la
cual puede ser aprovechada para beneficio de los mexicanos,
evitando su saqueo y deterioro
Cien instituciones en donde se hace investigación
biotecnológica
750 investigadores de alto nivel y competencia internacional
trabajando en biotecnología
Científicos precursores de la ingeniería genética en el ámbito
mundial
400 graduados (de maestría y doctorado) por año
70-80 compañías que usan procesos biotecnológicos
Comunidad biotecnológica agrupada en organizaciones
gremiales activas
Productos biotecnológicos desarrollados por empresas
mexicanas innovadoras

44. La Biotecnología tiene una enorme potencial en México como
herramienta para el desarrollo del país, incluyendo varios sectores.
Por ejemplo:
SECTOR AGRÍCOLA: nuevas variedades de cultivos, inoculantes,
biopesticidas, certificación de semillas.
SECTOR SALUD: fármacos, vacunas y antivenenos accesibles,
transplantes más seguros.
AMBIENTE Y BIODIVERSIDAD: registro de especies, remediación en
sitios contaminados, tratamiento y reuso de aguas residuales y
desechos sólidos, eliminación de gases y de residuos tóxicos.
RECURSOS MARINOS Y ACUACULTURA: nuevas sustancias de uso
médico e industrial, alimentos balanceados.
SECTOR PECUARIO: nuevas razas y métodos eficientes de
propagación de ganado, uso de animales para la producción de
medicamentos
SECTOR INDUSTRIAL: combustibles renovables, procesos limpios

45. Perspectivas futuras de la Biología
Molecular

47. INDUSTRIAL
LAS TECNOLOGÍAS DE ADN OFRECEN MUCHAS
POSIBILIDADES EN EL USO INDUSTRIAL DE LOS
MICROORGANISMOS CON APLICACIONES QUE VAN
DESDE PRODUCCIÓN (A TRAVÉS DE PROCESOS
INDUSTRIALES Y AGRO PROCESOS) DE VACUNAS
RECOMBINANTES Y MEDICINAS TALES COMO
INSULINA, HORMONAS DE CRECIMIENTO E
INTERFERON, ENZIMAS Y PRODUCCIÓN DE
PROTEÍNAS ESPECIALES.

48. VEGETAL
CON LAS TÉCNICAS DE LA BIOTECNOLOGÍA
MODERNA, ES POSIBLE PRODUCIR MÁS
RÁPIDAMENTE QUE ANTES NUEVAS VARIEDADES
DE PLANTAS CON CARACTERÍSTICAS MEJORADAS
•MAYOR PRODUCCIÓN,
•TOLERANCIA A CONDICIONES ADVERSAS
• RESISTENCIA A HERBICIDAS ESPECÍFICOS
• RESISTENCIA A ENFERMEDADES
• PROPAGACION EN MASA DE CLONES VEGETALES
• DESARROLLO DE INSECTICIDAS BIOLÓGICOS
• MODIFICACIONDE PLANTAS PARA MEJORAR
CARACTERISTICAS NUTRICIONALES

49. AMBIENTAL
LA BIOTECNOLOGÍA AMBIENTAL
SE REFIERE A LA APLICACIÓN
DE LOS PROCESOS BIOLÓGICOS
MODERNOS PARA LA
PROTECCIÓN Y RESTAURACIÓN
DE LA CALIDAD DEL AMBIENTE.
LA BIORREMEDIACIÓN ES EL USO DE SISTEMAS
BIOLÓGICOS PARA LA REDUCCIÓN DE LA POLUCIÓN
DEL AIRE O DE LOS SISTEMAS ACUÁTICOS Y
TERRESTRES.
LOS SISTEMAS BIOLÓGICOS UTILIZADOS SON
MICROORGANISMOS Y PLANTAS.

50. • RECUPERACIÓN BIOLÓGICA DE METALES
PESADOS Y DESECHOS DE MINERIA Y OTROS
DE ORIGEN INDUSTRIAL
• RECUPERACION BIOLÓGICA DEL SUELO Y
EL AGUA CONTAMINADA CON QUIMICOS
TÓXICOS
• TRATAMIENTOS DE AGUAS RESIDUALES Y
DESECHOS ORGANICOS

51. ALIMENTARIA
• PRODUCCION DE LEVADURA PARA PANADERIA,
QUESOS, YOGHURT Y PRODUCTOS
FERMENTADOS COMO EL VINAGRE Y LA SALSA
DE SOYA
• FABRICACION DE CERVEZA Y VINO
• PRODUCCION DE AGENTES COLORANTES Y
SABORIZANTES

52. MEDICINA
• DESARROLLO DE NUEVAS
MOLÉCULAS
TERAPÉUTICAS PARA
TRATAMIENTOS MEDICOS
• SISTEMAS PARA LA
ADMINISTRACIÓN DE
DROGAS
• INGENIERIA TISULAR
PARA REMPLAZO DE
ÓRGANOS
• TERAPIA GENICA
• VACUNAS
ADMINISTRADAS EN
ALIMENTOS

53. VETERINARIA
• PRODUCION DE VACUNAS
•CONTROL DE LA FERTILIDAD
•CRIA DE GANADO

54. OBTENCIÓN DE VACUNAS

55. OBTENCIÓN DE VACUNAS
RECOMBINANTES

56. DIAGNÓTICO DE ENFERMEDADES DE ORIGEN
GENÉTICO
Conociendo la
secuencia de
nucleótidos de un
gen responsable de
una cierta anomalía,
se puede
diagnosticar si este
gen anómalo está
presente en un
determinado
individuo.

58. PLANTAS TRANSGÉNICAS

59. TRANSFERENCIA
NUCLEAR

60. OBTENCIÓN DE UNA CERDA
TRANSGÉNICA
Un gen híbrido que contiene el
gen humano que codifica la
síntesis de una proteína de
interés biológico junto con el
promotor del gen que codifica
una proteína de la leche de rata,
se introducen por
microinyección en un óvulo de
cerda fecundado.
Da lugar a un animal transgénico
que tiene en todas sus células el
gen híbrido. Se expresa en la
glándula mamaria de la cerda
induciendo la producción de la
proteina humana en la leche

61. PROYECTO GENOMA HUMANO
El 26 de junio de 2000 es ya una fecha para la historia
de la humanidad. Tras 10 años de intensa investigación,
el genoma humano, considerado el auténtico libro de la
vida, ha sido descifrado en sus partes esenciales.
Este logro, que abre una nueva era en la lucha contra
las enfermedades, fue anunciado consecutivamente
en China, Japón, Francia, Alemania, el Reino Unido y
Estados Unidos. Para conseguir este hito, que corona
un siglo de investigación biológica

62. Mapas genéticos
Estos mapas simplemente indican la posición relativa
de los diferentes genes.

63. Mapas físicos
De mayor resolución, pues muestra la secuencia de
nucleótidos en la molécula de ADN que constituye
el cromosoma.