timeline BIOTECNOLOGIE

tecnologia recente o... storia antica?

L'uomo inizia a studiare come coltivare e conservare le piante

inizio delle biotecnologie

8000 A.C.

Gli Egizi iniziano a produrre il vino fermentando l'uva

PRIME PRODUZIONI VINO

4000 a.c.

Egizi e Sumeri iniziano la produzione di birra e formaggio

produzione birra e formaggio

2000 a.c.

Sperimenitazione di primi innesti per la riproduzione delle piante

GRECI SVILUPPANO INNESTI DI PIANTE

300 a.c.

Descrizione della prima teoria cellulare

robert hooke

1663

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Alcuni dei risultati più famosi di Hooke sono connessi ai perfezionamenti da lui apportati al microscopio. I microscopi da lui costruiti, che si avvalevano di nuovi sistemi ottici e di un nuovo sistema di illuminazione, gli permisero una serie di scoperte esposte nel libro Micrographia: da risultati sull'anatomia degli insetti alla famosa scoperta, nel sughero, di quelle cavità, separate da pareti, che chiamò "cells" (cellule)

Scoperti primi microorganismi grazie a microscopio perfezionato

PROTOZOI E BATTERI

1675

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Antoni van LeeuwenhoekNon era uno scienziato di formazione, e per questo seguiva soprattutto le indicazioni della Royal Society per fare nuove ricerche, ma di fatto seguiva il metodo scientifico inaugurato da Galileo Galilei. Van Leeuwenhoek osservò i batteri per la prima volta nel 1676: non diede loro un nome specifico ma comprese che si trattava di esseri viventi, dato che si muovevano, e li chiamò genericamente animalcula, cioè “piccoli animali”. Solo nel 1838 il naturalista tedesco Christian Gottfried Ehrenberg coniò il termine latino bacterium, ispirandosi al greco βακτήριου, che significa “bastoncino”: il nome gli fu ispirato dalla forma della maggior parte dei batteri osservati. Il nome italiano, batterio, arrivò nel 1881.

TIMELINE DELLe biotecnologie

a cura prof.sa CRISTINO Elena

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Viene introdotto per la prima volta il termine "biologia"

"BIOLOGIA"

1802

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BIOLOGIA (dal gr. βίος "vita" e λόγος "discorso, scienza") Il termine biologia è stato introdotto nella scienza da Goffredo Treviranus (1776-1837) di Brema. Secondo la definizione del Treviranus, biologia è lo studio delle differenti forme che riveste la vita organica, delle condizioni e delle leggi che presiedono alla sua esistenza e delle cause che determinano la sua attività.

Scoperto il batterio denominato Eschericihia Coli

ESCHERICHIA COLI

1855

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In seguito diventerà un importante strumento di ricerca, sviluppo e produzione per la biotecnologia.

Egizi e Sumeri iniziano la produzione di birra e formaggio

Pasteur e pastorizzazione

1861

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Pasteur, Louis Il grande scienziato che inventò la vaccinazione Nato in Francia, Louis Pasteur trascorre tutta la sua vita realizzando scoperte fondamentali per la biologia e la medicina moderne. Si occupa della fermentazione dei batteri, di malattie infettive, di come combatterle con i vaccini, di come rendere sterili i cibi attraverso la pastorizzazione. A Parigi esiste dal 1888 l’Istituto Pasteur, da lui fondato e tuttora polo mondiale della ricerca biologica

Descrizione per la prima volta di sostanze enzimatiche

primi enzimi

1883

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La conoscenza di reazioni enzimatiche è di molto anteriore al XX secolo, benché il fatto che esse fossero dei processi chimici catalizzati da agenti di origine biologica fosse compreso solo vagamente. Reazioni come la fermentazione di soluzioni zuccherine, l'inacidimento e la trasformazione in formaggio del latte, la putrefazione delle urine sono state di certo osservate per caso, come evenienze fortuite, ma l'uso di innesti da precedenti fermentazioni come catalizzatori è probabilmente molto antico. Il concetto di ‛fermentazione' si incontra nella Bibbia: ‟Un po' di lievito fa fermentare tutta la pasta" (1a Lettera ai Corinzi, 5, 6). Oltre al vino, la cui produzione dipende soltanto dai fermenti naturalmente presenti sulla buccia dell'uva, anche la birra (o un'analoga bevanda fermentata ricavata dall'orzo) è stata descritta da molti autori classici, fra i quali Senofonte, Erodoto, Plinio e Tacito. Essa era chiamata zythos in greco e xythum in latino e più tardi fu denominata con i termini latini cella o cervesia.

Vengono identificati i filamenti oggi noti come cromosomi

SCOPERTA CROMOSOMI

1888

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Nel 1882 Walther Flemming individuava i filamenti che si separano in una cellula al momento della sua divisione e duplicazione, distribuendosi successivamente nelle due cellule-figlie: è la scoperta dei cromosomi, che verranno così denominati nel 1888 da Heinrich Wilhelm Waldeyer

Introduzione nel vocabolario del termine biotecologie

"BIOTECNOLOGIE"

1819

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Le biotecnologie sono l’insieme delle tecnologie che utilizzano esseri viventi, come i microrganismi, o parti di essi, come le cellule, per produrre beni e servizi utili all’uomo, per esempio alimenti, farmaci o prodotti industriali. La biotecnologia si distingue dalla biologia, anche se trae da essa buona parte delle conoscenze che utilizza: infatti, se per “biologia” si intende lo studio di ogni singolo aspetto e caratteristica relativa al mondo degli esseri viventi (la struttura, lo sviluppo, la riproduzione, la morte, la distribuzione, l’evoluzione e così via), la “biotecnologia”, invece, è lo studio mirato alle applicazioni delle conoscenze della biologia ai processi di produzione di beni o servizi.

TIMELINE DELLe biotecnologie

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L’insieme delle scienze che hanno per oggetto la vita degli animali e delle piante; con questo significato più ampio, è denominata anche biologia generale, e comprende in sé varie discipline, tra le quali soprattutto la zoologia, che riguarda gli animali, e la botanica, che riguarda le piante; in base poi agli aspetti secondo i quali l’organismo è studiato, si suddivide in varî rami, quali la morfologia, la fisiologia, la genetica, la patologia, secondo che si considerino la forma, o la funzione, o i fenomeni ereditari, oppure le condizioni anormali dell’organismo

Viene sperimentata per la prima volta l'insulina

"INSULINA"

1922

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Nel 1921 due studiosi canadesi, Frederick Banting e John Macleod, perfezionarono la tecnica utilizzata da Paulescu, isolando la famosa “isletina”. Fu a quel punto che i due si chiesero: se la somministrazione di questa sostanza ha guarito un cane dal diabete, che possa funzionare anche sugli esseri umani? Il rischio era alto, ma decisero comunque di tentare il tutto e per tutto. Selezionarono quindi un ragazzo di 14 anni con una grave forma di diabete e, con non poche preoccupazioni, il fatidico giorno arrivò: il 10 gennaio 1922 il giovane ricevette la prima iniezione di insulina. I risultati non delusero le aspettative e i livelli glicemici si normalizzarono in meno di 24 ore. Questo fu la dimostrazione definitiva che il diabete poteva essere curato con una terapia insulinica.

L'identificazione della penicillina apre la strada agli antibiotici

penicillina e antibiotici

1928

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“Il primo ricercatore cui si deve la scoperta degli antibiotici è un italiano, Vincenzo Tiberio di origini molisane, era un ufficiale medico del Corpo Sanitario della Marina Militare. Nel 1895 descrisse il potere battericida di alcune muffe anticipando di oltre trenta anni la scoperta della penicillina da parte di Alexander Fleming. E’ infatti nel 1928 che quest’ultimo riesce a caratterizzare la penicillina dando ufficialmente il via alla nascita degli antibiotici”. Fino ad allora anche semplici infezioni come la dissenteria causavano la morte, tanto che durante la Prima Guerra mondiale il nemico più temuto era in realtà proprio la malattia. Si contano almeno 3 milioni di morti per il tifo, la “malattia da campo”. La scoperta di Fleming ebbe concreta applicazione solo alla fine degli anni ’30 grazie a due ricercatori, Ernst Chain e Howard Walter Florey. “Questi scienziati – continua il Direttore Generale - riuscirono ad estrarre la penicillina e a caratterizzarla e ad iniziare le prime sperimentazioni animali per dimostrare che il suo impiego riusciva ad inibire le infezioni”. La prima sperimentazione della penicillina su un essere umano fu fatta nel 1941 e due anni dopo ne venne autorizzato l’utilizzo in un ospedale militare. A questo primo antibiotico si deve la cura di moltissime infezioni, “come quelle della pelle, le polmoniti, le meningiti e le setticemie, le infezioni intestinali gravi che – ricorda il prof. Pani - erano causa di morte anche in breve tempo”.

Inizio del termine INGEGNERIA GENETICA

"ingegneria genetica"

1941

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La locuzione INGEGNERIA GENETICA fu introdotta per designare l’insieme delle tecniche volte a trasferire nella struttura della cellula di un essere vivente alcune informazioni genetiche che altrimenti non avrebbe avuto. Le più recenti applicazioni riguardano l’ambito delle biotecnologie innovative, ossia tecnologie che utilizzano organismi viventi al fine di ottenere quantità commerciali di prodotti utili, per migliorare le caratteristiche di piante e animali o sviluppare processi per la produzione industriale, nei seguenti campi.

Prime evidenze sull'ereditarietà

"DNA"

1943

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Nel 1928 Frederick Griffith scoprì che i caratteri della forma smooth ("liscia") di Pneumococcus potevano essere trasferiti alla forma rough ("rugosa"), miscelando i resti di batteri smooth morti con batteri rough vivi. Questo sistema, pur non fornendo nessuna evidenza su quale fosse la sostanza che determinava il cambiamento, mostrava che qualcosa potesse trasportare l'informazione genetica dai resti dei batteri morti a quelli vivi. Si parlò quindi di un principio trasformante in grado di modificare i batteri vivi. Nel 1943 Oswald Theodore Avery dimostrò, in un celebre esperimento che il DNA è il principio trasformante alla base di questo fenomeno.

Una scoperta da Nobel...

struttura doppia elica

1953

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Nel 1944, a conclusione di una serie di studi sul Dna di alcuni microrganismi, gli studiosi giunsero definitivamente alla conclusione che il Dna è la molecola che trasmette l’informazione genetica da un organismo all’altro. Il merito di Watson e Crick fu quello di scoprire la struttura “a doppia elica” del Dna: due lunghi filamenti di molecole, i nucleotidi, avvolti a spirale. Ci vollero comunque ancora anni di lavoro per interpretare il codice genetico, cioè per capire come dalla semplice alternanza di quattro molecole base l’organismo decodifichi le informazioni per sintetizzare tutte le proteine necessarie. Nel 1953 James Watson e Francis Crick scoprirono la struttura del Dna (acido desossiribonucleico) e il suo meccanismo di replicazione. Ma questo evento è solo la tappa più clamorosa di una lunga serie di scoperte senza le quali i due scienziati non avrebbero mai potuto intraprendere gli studi per i quali, nel 1962, vinsero il premio Nobel.

Primo enzima artificiale

SINTESI IN VITRO DI ENZImA

1969

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Gli anni Cinquanta e Sessanta segnarono un’epoca di grandi progressi teorici e tecnici, e mostrarono anche i primi successi nel campo delle applicazioni pratiche delle biotecnologie. Nel 1969 venne realizzata la prima sintesi in vitro di un enzima.

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Clonazione piante e mammiferi

Nello stesso anno viene creata la prima pianta "ingenierizzata" e soprattutto si realizza per la prima volta la clonazione di un topo.

sviluppo macchine per la sintesi genica

1981

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Nel 1921 due studiosi canadesi, Frederick Banting e John Macleod, perfezionarono la tecnica utilizzata da Paulescu, isolando la famosa “isletina”. Fu a quel punto che i due si chiesero: se la somministrazione di questa sostanza ha guarito un cane dal diabete, che possa funzionare anche sugli esseri umani? Il rischio era alto, ma decisero comunque di tentare il tutto e per tutto. Selezionarono quindi un ragazzo di 14 anni con una grave forma di diabete e, con non poche preoccupazioni, il fatidico giorno arrivò: il 10 gennaio 1922 il giovane ricevette la prima iniezione di insulina. I risultati non delusero le aspettative e i livelli glicemici si normalizzarono in meno di 24 ore. Questo fu la dimostrazione definitiva che il diabete poteva essere curato con una terapia insulinica.

Prima applicazione della terapia genetica

si puo' curare!!!

1990

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La prima terapia genetica approvata per legge viene sperimentata con successo su una bambina di 4 anni che soffriva di una malattia genetica

Inizio del termine INGEGNERIA GENETICA

"ingegneria genetica"

1941

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La locuzione INGEGNERIA GENETICA fu introdotta per designare l’insieme delle tecniche volte a trasferire nella struttura della cellula di un essere vivente alcune informazioni genetiche che altrimenti non avrebbe avuto. Le più recenti applicazioni riguardano l’ambito delle biotecnologie innovative, ossia tecnologie che utilizzano organismi viventi al fine di ottenere quantità commerciali di prodotti utili, per migliorare le caratteristiche di piante e animali o sviluppare processi per la produzione industriale, nei seguenti campi.

Clonata la prima pecora

"DOLLY"

1996

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Dolly è stata prodotta al Roslin Institute in Scozia a pochi chilometri da Edimburgo, dove ha vissuto fino alla morte avvenuta circa sette anni dopo. Gli scienziati annunciarono la sua nascita solo l'anno successivo, il 22 febbraio 1997. Il nome "Dolly" le fu dato in onore della cantante country Dolly Parton, dato che la cellula usata per la clonazione fu una cellula mammaria.

OGM sempre più diffusi

struttura doppia elica

2005

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8,5 milioni di coltivatori in 21 Nazioni del mondo utilizzano piante biotecnologizzate

Primo cellula artificiale

SINTESI IN VITRO DI cellula ???

2010

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Nel 2010 ha pubblicato un articolo su Science in cui annuncia di avere costruito in laboratorio la prima cellula artificiale, controllata da un DNA sintetico e in grado di dividersi e moltiplicarsi proprio come qualsiasi altra cellula vivente. Tuttavia si ricordi che l'accezione di "sintesi" per quanto riguarda la cellula "sintetica" di Venter è del tutto inadeguata: Craig Venter svuotò il nucleo di una cellula e vi pose del materiale genetico sintetizzato ex novo. Venter stesso quindi utilizzò una cellula d'origine svuotata del proprio DNA, ma non sintetizzò chimicamente ex novo la membrana della cellula, il citoplasma, gli organelli fondamentali, ecc. Per tale ragione, dire che Craig Venter ha "sintetizzato la vita" è qualcosa di inadeguato ed errato.

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Il vocabolario UMANO...

Nello stesso anno viene creata la prima pianta "ingenierizzata" e soprattutto si realizza per la prima volta la clonazione di un topo.

mappatura completa del genoma umano

2022

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Ci sono voluti 21 anni e tecnologie avanzatissime, ma finalmente il Dna umano non ha più segreti e diventa più facile fare passi in avanti nella medicina personalizzata, con la diagnosi di malattie finora impossibili da riconoscere, nella genetica delle popolazioni e nella possibilità di riscrivere il Dna. "E' come avere un vocabolario" del Dna, osserva il genetista Giuseppe Novelli, dell'università di Roma Tor Vergata. "Abbiamo dei termini di riferimento che finalmente rendono possibile fare la diagnosi di alcune malattie" rare, caratterizzate da sequenze genetiche instabili. "Non basta sequenziare il Dna: bisogna saperlo leggere e bisogna interpretarlo. In caso contrario, risulta molto difficile fare la diagnosi malattie dovute a sequenze ripetute, con interruzioni che in passato non si potevano vedere". Il grande libro della vita era stato tradotto per la prima volta nel 2001, ma i computer di allora non erano riusciti a decifrare tutti i passaggi e avevano lasciato degli spazi bianchi, che complessivamente corrispondevano all'8% del genoma, finalmente nel 2022 ogni spazio è stato colmato.

Si apre una speranza per i ciechi...

occhio bionico

2013

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Il primo occhio bionico ha visto la luce negli USA, fornendo una speranza alle persone non vedenti di tutto il mondo. Sviluppato dalla Second Slight Medical Products, la Argus II Retinal Prothesis System ha aiutato più di 60 persone a recuperare parzialmente la vista, in alcuni casi con risultati migliori che in altri.

Abbiamo imparato le lettere...

MAPPATURA DEL GENOMA DEL GRANO

2012

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MAPPARE significa conoscere tutta la sequenza di basi azotate che costituisce il genoma di un essere vivente... Conoscendo via via il codice si può quindi risalire ai geni e dai geni alla loro funzione.

Ripariamo le "istruzioni"

TERAPIA GENICA

2016

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Approvata la prima terapia genica al mondo per il trattamento di pazienti neonati. Per la prima volta, grazie a questo approccio terapeutico innovativo e personalizzato, è possibile utilizzare le cellule staminali del paziente con il gene modificato per correggere la malattia alla radice

La sfida proposta dal Covid

VACCINO a MRNA

2019

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Per contrastare la pandemia da COVID-19 vengono utilizzati, per la prima volta, vaccini ad mRNA. Di solito nella vaccinazione viene iniettato il virus (o il batterio) ‘indebolito’, oppure una parte di esso. Il sistema immunitario riconosce l’‘intruso’ e produce gli anticorpi che utilizzerà quando incontra quello ‘vero’. Nel caso dei vaccini a RNA messaggero invece si inietta l’‘istruzione’ per produrre una particolare proteina, detta proteina ‘spike’, che è quella che il virus utilizza per ‘attaccarsi’ alle cellule. La cellula produce quindi da sola la proteina ‘estranea’, che una volta riconosciuta fa attivare la produzione degli anticorpi.

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