A lo largo de la historia humana, y utilizando un sistema de prueba, error y observación cuidadosa, diferentes culturas comenzaron a producir bebidas fermentadas. El aguamiel, o vino de miel, se produjo en Asia durante el período védico (alrededor de 1700–1100 aC), y los griegos, celtas, sajones y vikingos también produjeron esta bebida. En Egipto, Babilonia, Roma y China, la gente producía vino de uvas y cerveza de cebada malteada. En América del Sur, la gente producía chicha a partir de granos o frutas, principalmente maíz; mientras que en América del Norte, la gente hizo octli (ahora conocido como "pulque") a partir de agave, un tipo de cactus (Godoy et al. 2003). Otros procesos de elaboración en los cuales se producen procesos fermentativos son la obtención de quesos, licores y destilados, tan bien detallados desde hace más de 6000 años hasta la actualidad mediante los maestros elaboradores artesanales y los registros encontrados por las excavaciones y estudios arqueológicos y de investigación histórica.
Las primeras aproximaciones se produjeron con el estudio de las bacterias y las levaduras, no percatándose de que estas pudiesen realizar este tipo de transformaciones, personas como Leeuwenhoek o Samuel Johnson se percataron de que algo realizaban pero no consiguieron llegar a conclusiones de las mismas. No fue hasta unos años más adelante cuando Antoine Lavoisier, en 1789, comenzase a realizar experimentos con azúcares y levaduras, dándose cuenta de la transformación que estas realizaban transformándose estos glucósidos en elementos más sencillos como dióxido de carbono y alcohol, además de detallar que esta misma reacción podría ocurrir en sentido inverso. Años más tarde el científico Gay-Lusscac (acuñador de la palabra "fermento soluble"), en 1815, realizó este proceso en bajo ebullición y posterior conservación en condiciones de anaerobiosis, buscando así un método de conservación de alimentos, observando así que eran realmente las levaduras las que realizaban la fermentación del mosto.
Friedrich Wöhler (1800–1882) logró sintetizar un compuesto orgánico a partir de un compuesto inorgánico, poniendo fin de esta manera a la teoría vitalista de Jöns Jacob Berzelius. Wöhler estudiaba las sales del ácido ciánico. Al mezclar cianato de potasio con cloruro de amonio, ambos en solución, luego calentar y luego enfriar, obtuvo cianato de amonio. El cual, al calentarse, sufre una "transposición", convirtiéndose en urea. Este hecho comienza a marca un antes y un después en el desarrollo de todos los estudios que siguieron en este campo.
Durante todos estos años hubo gran rechazo a pensar que los microorganismos poseyeran vida (los denominados "vitalistas" como Justus von Liebig (1803-1873)). El avance de la química orgánica, biología y fisiología no se hacia esperar, es por ellos que las obras del mismo Lavoisier, Gerhardt, los estudios de Pierre Berthelot sobre la extracción de la sacarasa y el estudio de la glicina, junto con Claude Bernat (1813-1878) sobre digestión y degradación del glucógeno le condujeron a pensar que esto no era un mero proceso químico sin más y que debía haber algo más.
Las primeras aproximaciones a la cinética enzimática la realizó Berzelius al definir el término de "catálisis" en 1835 aparte de definir determinados fenómenos químicos. Un año más tarde Théodore Schwann descubrió que el fluido gástrico contenía alguna sustancia más que ácido clorhídrico, denominándola pepsina; dicha sustancia posteriormente la denominaron "enzíma" en 1837, denominando así a ese misterioso proceso de fuerza metabólica presente la cual era capaz de disolver la albúmina.
Años más tarde Louise Pasteur se dio cuenta de que la fermentación es una consecuencia de la multiplicación de la levadura, y la levadura tiene que estar viva para que se produzca el alcohol. Pasteur publicó sus resultados seminales en un artículo preliminar en 1857 y en una versión final en 1860, que se tituló "Mémoire sur la fermentation alcoolique" (Pasteur 1857); en estos estudios por medio de experimentación en la destilería de Bigo, detalló los dos tipos de fermentaciones: Láctica (bacterias) y Alcohólica (levaduras).
Fue el investigador Moritz Traube (1826-1894), uno de los primeros en formular una hipótesis metabólicos existentes en los organismos vivos eran debido a los fermentos denominados enzimas, siendo estos segregados por las mismas células (experimento que no pudo demostrar en aquel entonces).
En 1878, Willy Kühne observando los procesos de bío-catálisis (anteriormente definido) empezó a poner nombre a los enzimas activos en las células y no fue hasta unos 20 años después su aceptación oficial, prácticamente contemporánea a Max Wolf (1885 Viena), el cual experimenta en aquellos años con la adición de determinados enzimas en la sangre y observar su efecto en células cancerosas (estableció lo que se denominó Enzimoterapía Proteolítica).
Lo que podemos empezar a llamar los principios de la Bioquímica moderna se debe a Hermann Emil Fischer (1852-1919), el cual estuvo en contacto con personas como Kekulé ("teoría de la estructura química"), trabajando con azúcares y purinas obtubo el premio Nobel de medicina en 1902, siendo el año anterior entregado a Jacobus Van´t Hoff (discípulo de Kekulé) sobre estructuras tridimensionales y postulados estereoquímicos.
Fischer descubrió en Estrasgurbo las Fenilhidrazinas en 1875, además de trabajar con cafeína y teobromina buscando su proceso de síntesis en laboratorio. Describió unas estructuras nitrogenadas bicíclicas derivadas de precursores básicos (urea, cafeína, adenina, guanina...) diferenciables por su localización estructural a las cuales denominó purinas ("pira": del griego "ardiente, "urina": del latín "orina"). Estos estudios junto estudios de la estructura de los azúcares le permitió establecer una localización y posicionamiento espacial de los mismos (glucosa, fructosa y manosa). Determinó la enantiomería mediante estudios de isomería, estableciendo así la estereoquímica de los azúcares reductores u no reductores.
Realizó estudios sobre los glucósidos presentes en el exoesqueleto de los artrópodos (glucosamina) y descubrió los aminoácidos cíclicos prolina y oxiprolina, definiendo así el enlace peptídico junto con Franz Hofmeister en 1902 y obtener posteriormente la síntesis de di-péptidos como glicil-glicinas con Ernest Forneau.
Estableció el modelo de "llave y cerradura" en 1890 para las reacciones de enzima y sustrato.
Muchos nombres de reacciones químicas y conceptos llevan su nombre:
-Síntesis de indol de Fischer.
-Proyección de Fischer.
-Síntesis de oxazol de Fischer.
-Síntesis de péptidos Fischer.
-Reacción de fenilhidracina y oxazona de Fischer.
-Reducción de Fischer.
-Esterificación de Fischer-Speier.
-Glicosidacion Fischer.
Christiaan Eijkman (1858 - 1930). Es conocido por ser el descubridor de la importancia de las vitaminas en la dieta, identificando por primera vez la vitamina B1. Durante su estancia en Java (de 1886 a 1897), descubrió que las gallinas alimentadas con arroz sin cáscara desarrollaban polineuritis (enfermedad similar al beriberi), en tanto que las que lo comían con cáscara permanecían sanas, llegando a la conclusión de que la enfermedad podía deberse a la falta de ciertas sustancias no conocidas, que más tarde serían llamadas vitaminas Fue galardonado por sus trabajos con el Premio Nobel de Fisiología o Medicina en 1929. Robert Runnels Williams (16 de febrero de 1886 - 2 de octubre de 1965) fue un químico estadounidense, conocido por ser el primero en caracterizar químicamente completamente y luego sintetizar la tiamina ( vitamina B1). Primero aisló la tiamina en 1933 y sintetizó la vitamina B 1 en 1935, informando esto en 1936. Williams también proporcionó el nombre moderno "tiamina" del átomo de azufre de la molécula, y es una vitamina (una clase nombrada finalmente por el amina de tiamina conocida anteriormente.
-Vitaminas: término acuñado por el bioquímico Casimir Funk en 1912, (del latín "vita": vida y "amina": compuesto de nitrógeno), publicado en edición del 19 de junio de 1922 (The New York Times); en 1912, McCollum y su colega Marguerite Davis comenzaron una serie de experimentos que demostraron que ratas jóvenes engordarían siendo saludables en una dieta que contenía manteca de mantequilla, pero enfermaron con la misma dieta que contenía manteca de cerdo, aceite de oliva o aceite de semilla de algodón blanqueado. Para 1913 habían aislado la primera vitamina, que McCollum denominó "factor A", más tarde conocida como vitamina A.
Karl Landsteiner (Viena,1868-Nueva York 1943), conocido por haber descubierto y tipificado los grupos sanguíneos. Se le concedió el Premio Nobel de Fisiología o Medicina en el año 1930. Observó que, al mezclar la sangre de dos personas, en ocasiones los glóbulos rojos se aglutinaban formando grumos visibles. Analizó la sangre de un total de 22 personas, incluyendo la suya y la de cinco colaboradores de su laboratorio. Para ello, primero separaba el suero de la sangre total, después lavaba los glóbulos rojos y los sumergía en una solución de suero salino fisiológico. Finalmente, ensayaba cada suero con los diferentes glóbulos rojos obtenidos y tabulaba los resultados. Llegó así a descubrir tres tipos distintos de hematíes, denominados A, B y O, que generaban reacciones de aglutinación. Estos hallazgos los realizó en Viena hacia 1901. Dos años más tarde, dos discípulos suyos, Alfredo de Castello y Adriano Sturli, analizaron 155 muestras (de 121 pacientes y 34 controles sanos) y descubrieron un cuarto grupo, al que llamaron AB.
El auténtico periodo de madurez de la bioquímica surge en los años 40´s con el avance de la química orgánica y aislamiento de infinidad de productos (azúcares, grasas, aminoácidos, alcaloides...), la determinación de los ácidos nucléicos, proteinas y enzimas, hace empujar el campo de la investigación a pasos agigantados llegándose a determinar las hormonas y su procesos de síntesis por Sarret (1952) así como la conversión del colesterol a pregnandiol (Bloch 1945) y la determinación de las porfirias (Hans fischer). Un factor crucial es la síntesis de ATP y NAD (se identificaros ambas realizando estudios en levaduras, el NAD+ se descubrió en 1906 (Arthur Harden & Wiliam Youndin), el ATP en 1929 Karl Lohmann), el Coenzima A, se descubrió en 1945 por Fritz Albert Lipmann el cual sugirió que debería estar implicado en procesos de transferencia de energía celular y metabólica, así mismo como ATP y NAD se postularon como estar implicados en el ciclo de Krebs.
Ciclo de krebs, descubierto por el alemán Hans Adolf Krebs, al cual le otorgaron premio Nóbel en 1953 junto con Lipmann en sus investigaciones en 1937 en la Universidad de Sheiffield, denominándose ciclo del ácido cítrico, el cual es precursor de bío-moléculas, siendo un ciclo anfibólico, es decir de anabolismo y catabolismo al mismo tiempo.
En 1938 se acuña el término Biología Molecular por medio de un matemático americano llamado Warren Weaver, el cual fue director del depto de Ciencias Naturales de Fundación Rockefeller e impulsó los estudios de cristalografía, ultracentrifugación e isótopos en las técnicas de determinación de compuestos bio-físicos. Este hecho permite un gran avance y en menos de 20 años mediante los estudios de difracción de los rayos X en 1953, se publica en la revista Nature el artículo: "Estructura molecular de los ácidos nucleicos", escrita por James D. Watson y Francis Crick, los cuales fueron galardonados con el premio Nóbel en conjunto con Maurice Wilkins (el autor de los estudios de cristalografía junto con Franklin) en 1962.
En 1971, un artículo publicado por Kleppe et al. en Journal of Molecular Biology describió por primera vez un método que usaba enzimas para replicar una secuencia pequeña de ADN con cebadores in vitro. Sin embargo, este temprano ejemplo del principio básico de la PCR no recibió mucha atención, y la invención de la reacción en cadena de la polimerasa en 1983 es generalmente atribuida a Kary Mullis. Fué galardonado con el Premio Nobel por su trabajo en PCR. Es una técnica de biología molecular cuyo objetivo es obtener un gran número de copias de un fragmento de ADN en particular, partiendo de un mínimo; en teoría basta partir de una única copia de ese fragmento original, o molde.
Bibliografía:
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- Horst Kunz (2002). "Emil Fischer: clasicista sin igual, maestro de investigación en química orgánica y pionero inspirado en química biológica". Edición Internacional Angewandte Chemie . 41 (23): 4439–4451.
- Fischer, Emil (1890). "Synthese des Traubenzuckers". Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft . 23 : 799–805. Doi : 10.1002 / cber.189002301126 .
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- Williams, RR y Cline, JK (1936). Síntesis de la vitamina B1. Mermelada. Chem. Soc. 58: 1504-1505.
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- Landsteiner, K. und Popper, E. Übertragung der Poliomyelitis acuta auf Affen. In Zeitschrift für Immunitätsforschung und experimentelle Therapie (Transferencia de la poliomielitis aguda a los monos. En Journal de Inmunología y Terapéutica Experimental, Vol 2 (1909), pp. 377-390
- Erb, I. H. Blood Groups Classifications (A Plea for Uniformity) en Canadian Medical Association Journal Mayo 1940.
Webgrafía:
- http://www.oac.cdlib.org/findaid/ark:/13030/tf6000053v/
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