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El proceso para determinar la toxicidad de un compuesto es difícil y costoso, debido a la
gran variedad de niveles de dosis tóxicas para el hombre, las plantas y los animales, y
por lo complicado que resulta medir los efectos de una exposición a largo plazo.
La síntesis química no se desarrolló como ciencia rigurosa y sofisticada hasta bien
entrado el siglo XX. Anteriormente, la síntesis de una sustancia ocurría algunas veces
por accidente, y la utilización de esos materiales nuevos era muy limitada. Las teorías
que predominaban hasta este siglo contribuyeron a limitar la capacidad de los químicos
para desarrollar una aproximación sistemática a la síntesis. Hoy, en cambio, es posible
diseñar nuevas sustancias químicas para cubrir necesidades específicas (medicinas,
materiales estructurales, combustibles), sintetizar en el laboratorio casi todas las
sustancias que se encuentran en la naturaleza, inventar y fabricar nuevos compuestos e
incluso predecir, con la ayuda de sofisticadas computadoras, las propiedades de una
molécula ‘objetivo’ y sus efectos a largo plazo en medicina y en el medio ambiente.
Gran parte de los progresos conseguidos en el campo de la síntesis se debe a la
capacidad de los científicos para determinar la estructura detallada de una serie de
sustancias, comprendiendo la correlación entre la estructura de una molécula y sus
propiedades (relaciones estructura-actividad). De hecho, antes de su síntesis, se puede
diseñar la estructura y propiedades de una serie de moléculas, lo que proporciona a los
científicos una mejor comprensión del tipo de sustancias más necesarias para un fin
concreto. Las modernas medicinas de penicilina son modificaciones sintéticas de la
sustancia que descubrió en la naturaleza el bacteriólogo británico Alexander Fleming.
Se han descubierto más de mil enfermedades en el ser humano causadas por
deficiencias moleculares, muchas de las cuales pueden tratarse con medicinas sintéticas.
Gran parte de la investigación sobre nuevos
combustibles y de métodos de utilización de la
energía solar se basan en el estudio de las
propiedades moleculares de productos sintéticos.
Uno de los logros más recientes en este campo es
la fabricación de superconductores basados en la
estructura de complicados materiales inorgánicos
cerámicos, como el YBa2Cu3O7 y otros de
estructura similar con el cual se logra levitar
objetos
En la actualidad es posible sintetizar hormonas, enzimas y material genético idéntico al
de los sistemas vivos, aumentando la posibilidad de tratar las causas que originan
enfermedades humanas a través de la ingeniería genética. Esto ha sido posible en los
últimos años gracias a los diseños que se obtienen con la ayuda de modernas y potentes
computadoras.
Otro de los grandes logros recientes ha sido la utilización habitual de sistemas vivos
simples, como levaduras, bacterias y hongos, para producir importantes sustancias.
También es usual la síntesis bioquímica de materiales biológicos. La bacteria
Escherichia coli se utiliza para obtener insulina humana, las levaduras para producir
alcohol y los hongos para obtener penicilina.
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