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El Genoma Humano
Las noticias
sobre la secuencia del genoma llevan copando los medios
de comunicación desde hace tiempo. Sin embargo, términos
como ADN o biochip genético siguen siendo ininteligibles
para muchas personas.
Tampoco se
entiende, en algunos casos, la relación que tiene este
descubrimiento científico con áreas como la economía o
la política, así como la controversia ética que genera.
La sección Cultura ha resumido los conceptos más
importantes de la secuenciación del genoma
humano.
CIENCIA
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Cromosomas
humanos.
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1. ¿Qué es el ácido desoxirribonucleico o
ADN?
El ADN es el archivo genético en el que
están impresas las instrucciones que necesita un ser
vivo para nacer y desarrollarse a partir de la primera
célula. Su aspecto se asemeja al de dos hilos
entrelazados. Se componen de cuatro tipos de subunidades
llamadas bases nucleótidas (o letras, según sus
iniciales) que son: Adenina, Timina, Citosina, Guanina.
Estas subunidades se emparejan siempre de forma
específica: adenina con timina y citosina con guanina.
Una secuencia de parejas de estas bases forman un
gen.
2. ¿Qué es el
genoma?
Es todo el
ADN de un organismo, incluidos sus genes. Los genes
llevan la información para fabricar proteínas. Estas
marcan, entre otras cosas, qué aspecto tiene el
individuo, cómo metaboliza la comida o cómo se
comporta.
3. ¿Qué extensión tiene el genoma
humano?
El genoma
humano tiene alrededor de 35.000 genes. Cuando se empezó
a investigar, se creía que estaba compuesto de cerca de
100.000 genes, lo que han desmentido las
investigaciones. Para hacerse una idea, el organismo más
pequeño conocido, la bacteria Mycoplasma genitalium,
tiene sólo 517 genes.
4. ¿Qué son los poliformismos de
nucleótidos simples, o SNP?
Son los
cambios en el orden de las letras, por lo tanto, en la
información genética, que hacen a una persona diferente
del resto. Se ha descubierto que ciertos cambios en las
letras pueden suponer padecer una enfermedad. Celera ya
ha encontrado al menos 2,8 millones de estos SNP y el
proyecto público 1,45 millones.
5. ¿Qué es un biochip
genético?
Es una placa
de poco tamaño que funciona como el microchip de un
ordenador. Contiene fragmentos de genes de referencia
distribuidos en filas y columnas. Si se deposita en su
superficie una muestra biológica, el biochip
interacciona, marcando el material genético (según si
está activado o no) con distintos colores. Este cambio
en el color lo interpreta el ordenador permitiendo
diagnosticar dolencias o la predisposición a
padecerlas.
ECONOMÍA
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Sede
de la compañía, en Rockville. (Mario
Tama)
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1. ¿Quiénes participan en la carrera
por secuenciar el genoma?
Cuando se
empezó a investigar el genoma, todos estaban en el mismo
equipo, un consorcio público. Pero el científico Craig
Venter, harto de la lentitud con la que se llevaban a
cabo los descubrimientos, decidió fundar su propia
empresa privada: Celera. De esta forma, pasaron a ser
dos los 'participantes' en esta carrera: el consorcio
público, Proyecto Genoma Humano (HGP, de sus siglas en
inglés) y la empresa de Venter. Aunque durante años ha
existido una gran rivalidad entre ambas compañías, en
junio del año pasado anunciaron conjuntamente la
consecución del primer borrador del mapa del genoma
humano.
2.¿Quién podrá hacer negocio con este
tipo de información?
En principio,
el mayor provecho lo sacarán las empresas de
biotecnología y las farmacéuticas que logren identificar
y patentar los genes responsables de las distintas
enfermedades. Por sí mismo, el genoma humano no tiene
valor económico, pero su interpretación para descubrir
dianas terapéuticas puede enriquecer a mucha
gente.
3. ¿En qué consisten las patentes sobre
el genoma?
El acceso al
mapa del genoma humano se supone que va a ser libre y,
por tanto, la información no se podrá patentar. Sin
embargo, actualmente existen alrededor de 2.000 patentes
de secuencias de genes humanos en EE.UU., Europa y
Japón. Estas secuencias se han podido registrar porque
cumplían un requisito básico: tenían una utilidad. Así,
la empresa Human Genome Sciences ha obtenido la patente
sobre 126 genes.
MEDICINA
1. ¿En
qué va a consistir el cambio dramático que todos
predicen a raíz del conocimiento del mapa del genoma
humano?
Se prevé que,
a raíz de saber cómo es el genoma humano, se podrán
comprender realmente los mecanismos moleculares de la
salud y de la enfermedad. Con el tiempo, se entenderá
perfectamente la acción de los genes, su expresión y,
por tanto, cómo, cuándo y por qué ordenan a las células
sintetizar las proteínas que hacen que nuestro organismo
esté sano o, por el contrario, enfermo.
2. ¿Cuándo ocurrirá
esto?
No hay fecha
fija. Se llevará a cabo de forma progresiva. El ritmo
del cambio dependerá fundamentalmente de los recursos
que tengan los científicos para poder trabajar y de los
avances en la tecnología y la bioinformática. Lo más
seguro es que en 25 o 30 años la forma de entender la
biociencia y la de tratar las enfermedades hará que,
incluso lo que ahora nos parecen adelantos fantásticos
sean para los especialistas del futuro auténticos
anacronismos medievales.
3. ¿Cuáles son los beneficios de la
secuenciación del genoma en la lucha contra el
cáncer?
Los oncólogos
notarán pronto las ventajas que la genómica aportará en
la batalla contra los tumores malignos. Uno de los
grandes avances se logrará a través de la patología
molecular, conociendo las características de cada tipo
de tumor. Esto puede ser esencial a la hora de
establecer un pronóstico y elegir un determinado
protocolo terapéutico.
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ETICA
1. ¿Cuáles son los principales riesgos
éticos que implica el conocimiento del genoma
humano?
Cientos de
voces han llamado la atención sobre la otra cara del
genoma. Se ha hecho, incluso, alguna película que trata
este asunto, como 'Gattaca'. Se ha hablado de la
posibilidad de que las empresas contraten a la gente en
función de su calidad genética, de que las aseguradoras
médicas privadas no suscriban pólizas con pacientes de
riesgo o que además de curar verdaderas enfermedades, se
intenten modificar características individuales y se
hagan prácticas eugenésicas. Además, se ha hecho
hincapié en que la terapia génica sólo estará al alcance
de los más ricos.
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Huella
genética de un individuo. (Marina del
Mar)
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2. ¿Quién tendrá acceso a mi
información genética?
Imagine que
el electorado estadounidense hubiera sabido de la
predisposición de Ronald Reagan a sufrir Alzheimer. ¿Le
hubieran votado? O que sus jefes sepan que usted tiene
tendencias suicidas o maniaco depresivas, ¿le
despedirían? Desde los inicios de la carrera del genoma
se planteó la necesidad de asegurar la privacidad
absoluta de la información genética de cada individuo.
En EEUU, los Institutos Nacionales de la Salud (NIH, de
sus siglas en inglés) crearon en 1992 un organismo
llamado Ethical, Legal and Social Implications (ELSI)
encargado de esto.
3. ¿Es ético que me revelen que puedo
padecer una enfermedad
incurable?
Conocer que
uno o varios genes son responsables de cierta enfermedad
no implica que se sepa cómo se cura. De hecho, ya se han
aislado muchos genes involucrados en ciertas
enfermedades que aún no tienen remedio. Esto ha hecho
dudar a muchos especialistas de la utilidad de facilitar
su información genética a pacientes que vivirían
angustiados por una enfermedad que podría no
manifestarse nunca.
FUTURO
¿ Y después de tener secuenciado el
genoma ¿qué falta por hacer?
A. Acabar de
secuenciarlo. Los científicos tienen ahora secuenciado
alrededor del 90% del genoma, pero todavía les faltan
varias piezas del puzzle que hay que colocar. El
Proyecto Genoma Humanos dice que lo tendrá secuenciado
por completo alrededor del 2003. La empresa Celera ha
declarado tener secuenciados el 99% de los
genes.
B. Catalogar las variaciones
en el ADN humano. Los científicos deben registrar los
cambios en las letras o bases que son responsables de
las enfermedades.
C. Identificar los genes y
su función. Se conoce la localización de muchos genes,
pero no se sabe para qué sirven. Los genes funcionan a
menudo en equipo para fabricar proteínas que regulan las
funciones del cuerpo. Hace falta saber qué gen produce
cada proteína.
D. Averiguar qué hace cada
proteína. Una vez que se sepa qué proteína genera un
gen, hace falta saber qué papel juega ésta en un
individuo sano. También se está investigando el papel de
ciertas proteínas en diversas enfermedades y si su
manipulación puede servir para curarlas.
AVANCES EN EL CONOCIMIENTO DEL GENOMA
HUMANO
1953.
Los doctores
James D. Watson y Francis Crick, animados por el trabajo
de los científicos Rosalind Franklin y el doctor Maurice
Wilkins, discernieron la estructura
de una molécula de ADN: dos cadenas
de bases nucleótidas enlazadas en forma de doble
hélice.
1960.
El doctor
Sydney Brenner, con los doctores Matthew Meselson y
Francois Jacob, prueba la
existencia del Ácido Ribonucleico (ARN)
Mensajero, el
encargado de transportar la carga genética para que se
formen las proteínas.
1961.
El doctor
Brenner y el doctor Crick determinan
cómo el ADN
instruye a las células para formar proteínas
específicas. Descubren
que el código que utiliza es el mismo para organismos
tan diversos como una bacteria, una planta o un animal.
El hecho de que sea un
código
universal permitirá a
los científicos
transferir
ADN de un organismo a otro.
1970.
Se descubre
una molécula: los
enzimas
restrictivos, que cortan
el ADN en sitios específicos.
1973.
Se utiliza un
enzima restrictivo para
cortar un
fragmento del ADN de un animal. Este
fragmento es depositado en una bacteria que transporta
la función del gen.
1973.
Una vez se
consigue transferir un gen a una bacteria, ésta se
reproduce, generando
múltiples
copias del gen, lo que
permite que éstas puedan ser estudiados
detalladamente.
1977.
Los doctores
Frederick Sanger y Walter Gilbert desarrollan (cada uno
por su lado) una
técnica para
descifrar las cuatro bases nucleótidas del
ADN: la adenina,
la timina, citosina y la guanina. Esta técnica permite
que aumente por mil la velocidad a la que puede ser
secuenciado el genoma.
--
Se secuencia
por primera vez un organismo completo. Se trata
del virus bacteriófago.
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Cadena
de ADN. (Photodisc) |
1983.
Kary Mullis
desarrolla la
reacción en
cadena de la polimerasa (PCR, de sus
siglas en inglés), que permitirá a los científicos
generar en pocas horas billones de copias de una cadena
de ADN.
1984-1986.
Representantes
del departamento de Energía de EE.UU. proponen hacer un
esfuerzo a gran escala para secuenciar el genoma
humano.
1988.
El
doctor Watson
es nombrado
director de la Oficina de Investigación del Genoma
Humano, organismo dependiente de los Institutos
Nacionales de la Salud (NIH) de EE.UU..
Afirma que el
genoma podrá estar descodificado para el año
2005 y que le
costará al Gobierno alrededor de 3.000 millones de
dólares.
1990.
El
doctor Craig
Venter, un
investigador de los NIH,
desarrolla un
método más corto para
encontrar fragmentos del genoma humano. Demuestra que, a
partir de estos fragmentos, se puede identificar a los
genes completos.
1995.
Los doctores
Hamilton O. Smith y Venter
secuencian el
genoma de una bacteria (Haemophilus
influenzae) utilizando el método ideado por éste
último.
1997-1998.
El doctor
Venter se reune con el Dr. MIchael W. Hunkapiller de la
empresa PE Biosystems, para lanzar una tecnología que
acelere de forma espectacular la secuencia del genoma
humano a gran escala. Hunkapiller le propone formar un
proyecto para
secuenciar el genoma siguiendo un método
diferente al que
empleaba el consorcio público.
MAYO
1998.
Venter se
'pasa' a una nueva compañía que pretende
secuenciar el genoma humano en tres años, es decir, dos
años antes de la fecha prevista por el proyecto estatal.
La compañía se llamará
Celera.
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Gusano
Caenorhabditis elegans. (AFP)
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DICIEMBRE
1988.
Dos equipos,
dirigidos por los biólogos Dr. John E. Sulston y Dr.
Robert H. Waterston,
secuencian el
primer genoma completo de un animal, un gusano
de la especie Caenorhabditis elegans. Se demuestra así
que se puede secuenciar a gran escala.
MARZO
1999.
El consorcio
financiado con dinero público, o
Proyecto
Genoma Humano, dirigido
por el Dr. Francis Collins,
anuncia que
el primer borrador del genoma humano estará listo para
la primavera del año 2000.
MARZO
2000.
Dos grupos
científicos, encabezados por el Dr. Venter y el Dr.
Geral M. Rubin,
secuencian el
genoma de la mosca de la fruta, Drosophila
melanogaster, usando las técnicas del presidente de
Celera.
JUNIO
2000.
En un día que
el presidente Clinton califica de histórico,
Venter y
Collins aparcan sus
diferencias y anuncian que
se ha logrado el primer borrador del genoma humano
secuenciado.
12 DE FEBRERO
DE 2001.
La
empresa Celera
publica la secuenciación del genoma en la revista
'Science'. El
consorcio
público hace lo
mismo
en
'Nature'.
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FRANCIS
COLLINS
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ROCAISASTRE
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Once
años después de que Francis Collins abandonase su
cátedra de Genética Humana en la Universidad de
Maryland para sustituir a James Watson en la
dirección del Proyecto Genoma Humano, este químico
y médico especialista en genética puede estar
seguro de que se ha ganado un puesto en la
historia.
El 12 de febrero de
2000, el consorcio internacional que dirige
publicó por fin el mapa del genoma humano,
producto del esfuerzo de 20 instituciones de 18
países. La rápida progresión de su rival Celera no
ha podido desacreditar su entusiasta
labor.
Para llegar a este
punto, Collins ha sido un trabajador infatigable,
activo hasta la exasperación de sus compañeros.
Consejero del ex presidente Bill Clinton, trabaja
100 horas semanales (14 horas diarias, 7 días a la
semana) y viaja en un mes lo que cualquier
ciudadano medio de un país desarrollado viaja a lo
largo de toda una vida. Pero la pasión que pone en
el Proyecto Genoma no le ha impedido criticar con
dureza sus aspectos
negativos. |
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AP
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CRAIG
VENTER
En
1998, una compañía privada anunció que presentaría
el mapa completo del genoma humano el año 2001,
cuatro años antes de la fecha que tenía prevista
el consorcio internacional. La empresa era Celera
Genomics y su presidente, Craig Venter, un antiguo
investigador de los Institutos Nacionales de la
Salud, en EE.UU., que abandonó la investigación
pública para poner en marcha un método de trabajo
más dinámico.
La osadía de Venter
(nacido el 14 de octubre de 1946 en Salt Lake
City, EE.UU.) puso en marcha «la carrera del
genoma», en la que finalmente todos parecen haber
salido ganando. Por su parte, así ha sido: Venter,
doctorado en fisiología y farmacología por la
Universidad de California, seguirá comercializando
el acceso a su formidable base de
datos.
Pero los logros de
este científico no son sólo empresariales. Su
trabajo ha convencido a una nueva generación de
científicos de que el futuro es la genómica. Y la
cantidad de información que ha recopilado
contribuirá a realizar grandes descubrimientos en
los próximos
años. |
INSTITUCIONES
-
National Human Genome Research
Institute
-
Instituto Europeo de Bioinformática
-
Centro de Genómica del Baylor College
-
Cooperativa Human Linkage Center
-
Instituto para la Investigación
Genómica
-
Centro de Genómica Stanford
-
Instituto Whitehead
-
Fundación Jean Dausset
-
Sanger Centre
-
UK Human Genome Mapping Project Resource
Centre
-
Genome Sequence Center en la Agencia de Cáncer
Columbia
-
Mapa del genoma del año 1998
-
Centro de Educación de Genética
-
Centro de Genética del Centro para el Control y la
Prevención de las Enfermedades
BASES DE
DATOS
-
Base de datos del genoma
-
Centro Nacional para los Recursos del
Genoma
-
GeneBank
REVISTAS
-
Nature
-
Science
EMPRESAS
PRIVADAS
-
Celera Genomics
-
Human Genome Sciences
-
Incyte Genomics
-
PPL Therapeutics
-
Amgen
-
Genentech
-
Affymetrix
HISTORIA
DE LA EVOLUCIÓN HUMANA
Por Carlos
Elías
Aunque todos
digan que a partir de la secuenciación del genoma humano
habrá un antes y un después en la historia de la
Humanidad, ha habido otros hallazgos que han marcado
significativamente la evolución del hombre.
1.
La talla de la piedra
Parece una
tontería pero fue justo cuando el hombre comenzó a
tallar la piedra cuando cambió su historia. Hasta esa
fecha sólo se alimentaba de los vegetales que
recolectaba y de la carne de animales que encontraba
muertos. Pero empezó a tallar flechas, cuchillos,
raspadores, agujas y arpones y se convirtió en todo un
cazador. De repente, pese a no ser muy fuerte ni
especialmente veloz, empezó a ser temido por el resto de
los animales. Para el hombre primitivo estos utensilios
de piedra eran tan importantes que normalmente se
enterraban con sus herramientas.
2. El
fuego
El hombre
conoce el fuego, probablemente desde el comienzo de su
existencia. El hombre de Atapuerca lo utilizaba hace
350.000 años, porque se han encontrado trozos de madera
carbonizados. Al principio sólo lo admiraba: lo veía en
los incendios, en los rayos o en las erupciones
volcánicas. Después, aprendió a conservarlo para
acorralar a los animales hasta sitios sin salida donde
luego le daban caza. Sin embargo, no fue hasta hace unos
50.000 años cuando conoció cómo obtenerlo él mismo.
Desde entonces y hasta hoy, el fuego continúa siendo un
objeto misterioso para muchos pueblos que hasta lo
sacralizan. Con el fuego el hombre comenzó a dominar a
la Naturaleza.
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3. La
rueda
Muchos
historiadores sostienen que la rueda es el invento que
más ha cambiado la civilización. No se conoce muy bien
cómo ni cuándo nació. La primera prueba histórica que se
tiene de la existencia de la rueda se sitúa en torno al
año 3000 antes de Cristo y pertenece a la civilización
mesopotámica (la famosa rueda de Ur). Es un disco de
arcilla con un orificio central y otros más pequeños
laterales. Por la perfección con que está realizada, se
podría suponer que el origen de la rueda es anterior. En
cualquier caso, fue decisiva para inventos posteriores
como la polea. La rueda y la polea facilitaron el
transporte y la construcción arquitectónica. Junto a la
palanca son los primeros inventos con los que el hombre
se vale de su ingenio para lograr objetivos imposibles
en función de su fuerza física.
4. La
escritura
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Tanta
evolución necesitaba ser trasmitida íntegramente a la
posteridad. Los investigadores sostienen que la
escritura nació como una forma diferente de
comunicación. Frente a la comunicación momentánea del
habla o los gestos, las sociedades complejas necesitaron
preservar muchas de sus informaciones. El invento
resulta tan importante que es justamente la escritura lo
que delimita la Historia de la Prehistoria. Y lo que
diferencia unos pueblos con cultura refinada de uno que
simplemente sobreviven. Desde el cuarto milenio antes de
Cristo la civilización sumeria ya tenía escritura. Los
egipcios comenzaron con sus jeroglíficos en el 3.500
antes de Cristo y los chinos y fenicios en el 2.500
antes de Cristo. Pero todas estas escrituras eran
complejas porque utilizaban sobre todo formas
ideográficas que, a veces, se prestaban a confusión. Los
griegos inventaron el alfabeto con vocales y consonantes
y los romanos lo perfeccionaron. Si no fuera por la
escritura posiblemente aún estaríamos reinventando la
rueda en cada generación.
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5. La
imprenta
Parecía un
invento simple: una máquina que permitía obtener un gran
número de copias del mismo original. Pero revolucionó la
civilización. Aunque sus orígenes son discutidos, parece
que incluso los chinos la tuvieron en el año 1.000, lo
cierto es que fue a principios del siglo XV cuando un
alemán llamado Johanes Gensfeisch, más conocido como
Gutenberg, la desarrolló por primera vez. A partir de
esa fecha el número de libros se multiplicó
exponencialmente. Las universidades florecieron y la
cultura, incluida la escritura y la lectura, que hasta
ese momento era patrimonio de una minorías, se extendió
a la población. Con cultura comenzaron los movimientos
sociales, desde el Luteranismo hasta la Revolución
Francesa. Si hasta ese momento la civilización había
avanzado en manos de unos pocos, a partir de esa fecha
el número de personas con disposición de aumentar los
conocimientos se incrementaba sustancialmente. La
civilización avanzó no sólo en lo social sino en lo
tecnológico.
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6. La máquina de
vapor
También fue
un invento que, al principio pasó casi inadvertido. La
idea consistía en aprovechar el calentamiento y
enfriamiento del vapor de agua para mover un pistón. A
mediados del siglo XVIII, el ingeniero escocés James
Watt perfeccionó unas versiones anteriores y el
resultado no se hizo esperar. Gracias a ella, y a otros
hallazgos, se produjo una revolución industrial que
permitió la fabricación masiva de bienes. La producción
se intensificaba y el consumo se incentivaba. De ahí a
la aparición del capitalismo fue un paso. Los bancos se
consolidaron y, gracias también a la máquina de vapor,
hubo una revolución en los transportes que hizo que el
mundo, a partir de esa fecha, fuera más pequeño.
7. La
electricidad
Por las
mismas fechas en las que se perfeccionaba la máquina de
vapor, Benjamin Franklin se pone a observar la
naturaleza de los rayos que caen en una tormenta. Deduce
que ahí hay un flujo de energía. Posteriormente se
comprobará que es un flujo de electrones, y comienza la
era de la luz. La electricidad permitió prescindir de
las antorchas y las ciudades se iluminaron. Al conocer
la naturaleza de la materia y junto a la Revolución
Industrial se produjeron otros avances que cambiaron el
mundo de la época. Todos ellos están relacionados con la
electricidad. Desde la radio o la televisión hasta
cientos de electrodomésticos o aparatos industriales o
de investigación. Ha llegado a ser tan imprescindible
que si, por cualquier motivo, se corta, las ciudades
modernas quedan paralizadas.
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8. La
penicilina
A principios
del siglo XX un médico británico llamado Alexander
Fleming observó algo extraño: en un cultivo de bacterias
con que investigaba se instaló casualmente un hongo
denominado Penicillium. A su alrededor los
microorganismos habían sido aniquilados. Consiguió
cultivar el hongo y obtener el principio activo: la
penicilina. Nacían así los antibióticos y se pudieron
curar numerosas enfermedades. La penicilina también
sirvió para abrir líneas de investigación que llevaran a
la síntesis de nuevos medicamentos. Nacía la era de la
medicina moderna. Unos años antes se habían descubierto
algunas vacunas y, el desarrollo de la medicina, llevó
aparejado un aumento de la población y de su calidad de
vida. Era el principio de lo que hoy conocemos como
bienestar del primer mundo en el que el hombre está
alcanzando por primera vez edades muy
avanzadas.
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9. La
electrónica
No existe un
inventor único de la electrónica sino que es el
resultado de un cúmulo de hallazgos. La electrónica es
el descubrimiento de que la electricidad puede almacenar
y trasmitir información. Aunque Edison detectara el
efecto termoiónico en 1883 y Fleming construyera el
primer diodo en 1904, realmente no fue hasta la década
de los 70 cuando comenzaron a fabricarse transistores y
circuitos integrados que almacenaban información. A
partir de esa fecha comienza la revolución en la
informática y en las telecomunicaciones que hoy
conocemos. El mundo ha cambiado drásticamente en tres
décadas. Desde Internet a las comunicaciones por
satélites o los discos en CD ROM. La globalización de
personas, ideas y capitales que define el siglo XXI es
producto de este descubrimiento.
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