Este artículo pretende brindar información acerca del descubrimiento y la historia del ADN (componente principal del materia genético de los organismos vivos y el material donde los genes se codifican), conociendo los principales personajes que hacen referencia a la historia y descubrimiento del ADN, siguiendo un orden cronológico y haciendo notar que esto ha sido un echo reciente y de gran importancia tanto así que ha sido denominado como el descubrimiento mayor del siglo XX
¨ADN¨
LA REALIDAD DE SU HISTORIA
La historia de la investigación genética comenzó con Gregor Mendel el "padre de la genética". Realizado experimentos con plantas en 1857 que llevó a un creciente interés en el estudio de la genética.
Su experimento estuvo involucrados con el cultivo de plantas de guisante durante 8 años, en donde estudio el desarrollo en reproducción de los mismas, formulando así las conocidas ¨LEYES DE MENDEL¨, las cuales habla de los caracteres hereditarios de padres a hijos. Es así que se empieza a notar que existe un factor importante encargado de llevar esa información.
Se vio obligado a renunciar a su experimento cuando se convirtió en Abad del monasterio. Murió en 1884, pero sus experimentos aún forman la base de la genética y dieron una idea clara de la herencia.
Son muy pocos quienes conocen al verdadero descubridor del ADN. Johan Friedrich Miescher (1844 - 1895), un biólogo suizo, fue quien aisló la molécula de la vida 75 años antes de que Watson y Crick revelaran su estructura.
En 1869 Johann Friedrich Miesscher, utilizo primero alcohol caliente y luego una pepsina enzimática que separa la membrana celular y el citoplasma de la célula, el científico quería aislar el núcleo celular, concreta mente en los núcleos de las células del pus obtenidas de los vendajes quirúrgicos desechados y en la esperma del salmón, sometió a este material a una fuerza centrifuga para aislar a los núcleos del resto y luego sometió solo a los núcleos a un análisis químico.
De esta manera Miescher identifico a un nuevo grupo de substancias celulares a las que denomino ¨nucleicos¨, debido a que se encontraba en el núcleo celular.
Richard Altmann
Las investigaciones continuaron y en 1889 Richard Altmann, identifico a las nucleina como sustancias ácidas y las denomino con el nombre de ácidos nucleicos.
En el año 1928 Frederick Griffith investigando una enfermedad infecciosa mortal, la neumonía, estudió las diferencias entre una cepa de la bacteria Streptococcus peumoniae que producía la enfermedad y otra que no la causaba. La cepa que causaba la enfermedad estaba rodeada de una cápsula (conocida como cepa S, del ingles smooth, o sea lisa), en cambio la otra cepa (la R, de rugosa) no tenia cápsula y es la que no causa neumonía.
Griffith inyectó las cepas de la bacteria en ratones. La cepa S los mataba mientras la cepa R no lo hacía, luego comprobó que la cepa S, muerta por calentamiento, no causaba neumonía cuando se la inyectaba. Sin embargo cuando combinaba la cepa S muerta por calentamiento, con la cepa R viva, es decir con componentes individuales que no mata a los ratones e inyectaba la mezcla a los ratones, los ratones contraían la neumonía y morían.
Griffith inyectó las cepas de la bacteria en ratones. La cepa S los mataba mientras la cepa R no lo hacía, luego comprobó que la cepa S, muerta por calentamiento, no causaba neumonía cuando se la inyectaba. Sin embargo cuando combinaba la cepa S muerta por calentamiento, con la cepa R viva, es decir con componentes individuales que no mata a los ratones e inyectaba la mezcla a los ratones, los ratones contraían la neumonía y morían.
Las bacterias que se aislaban de los ratones muertos poseían cápsula y, cuando se las inyectaba, mataban otros ratones. Frederick Griffith fue capaz de inducir la transformación de una cepa no patogénica Streptococcus pneumoniae en patogénica. Griffith postuló la existencia de un factor de transformación como responsable de este fenómeno.
Oswald Avery continuó con el experimento de Griffith alrededor de una década más tarde para ver lo que era la molécula de la herencia.
En este experimento destruyó los lípidos, ácidos ribonucleicos, carbohidratos y proteínas de la neumonía virulenta, la transformación de las cepas ocurrió aún después de esto. Luego destruyó el ácido desoxirribonucleico, y aquí ya no transformación.
En base a esto ¨había encontrado la base de la herencia¨.
En 1929 Phoebus Levene en el Instituto Rockefeller identifica los componentes que forman una molécula de ADN, los cueles son:
· Cuatro bases nitrogenadas: citosina y timina (pirimidinas), adenina y guanina (purinas);
· El azúcar desoxirribosa
· Un grupo fosfato.
Mostró que los componentes de ADN estaban vinculados en la orden fosfato-azúcar-base. Agregó que cada una de estas unidades es un nucleótido y sugirió que la molécula de ADN consiste en una cadena de unidades de nucleótidos Unidos entre sí a través de los grupos fosfato. Sugirió que estos forman un ' columna vertebral ' de la molécula.
Sin embargo, Levene pensó la cadena era corta y que las bases se repiten en el mismo orden fijo. Fue Torbjorn Caspersson y Einar Hammersten que demostraron que el ADN es un polímero.
Regla de Erwin Chargaff
Para entender mejor la molécula de ADN, los científicos estaban intentando hacer un modelo para comprender cómo funciona y lo que hace. En el 1940 otro científico llamado Erwin Chargaff encontró el patrón de los importes de las cuatro bases: adenina, citosina, guanina y timina.Tomaron muestras de ADN de células diferentes y encontró que la cantidad de adenina era casi igual a la cantidad de timina, y que la cantidad de guanina era casi igual a la cantidad de citosina. Así, se podría decir: A = T y G = C. Este descubrimiento se convirtió en ¨Regla de Chargaff¨.
A primeros de los años 50 Maurice Wilkins y Rosalind Franklin realizaron los primeros estudios físicos con el DNA mediante la técnica de difracción de rayos X y concluyeron que:
- La molécula de DNA es una cadena extendida con una estructura altamente ordenada.
- La molécula de DNA es helicoidal y tiene un diámetro de 20 Å y
- Las bases de los nucleótidos están apiladas con los planos separados por una distancia de 3,4 Å.
Entre los hecho importantes esta la ¨Fotografia 51¨ muy conocida tomada por Franklin y la cual por medio de Wilkins llego a las manos de Watson y Crick los cuales como veremos mas adelante presentaron la estructura del ADN.
Watson y Crick
En 1953, James Watson (1928- ) y Francis Crick (1916-2004) combinaron los datos químicos y físicos del DNA, y propusieron un modelo estructural del DNA que publicaron en la revista Nature. Hay que reconocerles el mérito de que ¨sin hacer ningún experimento¨, supieron combinar los datos disponibles en el momento para diseñar un modelo que resultó ser correcto.
EL artículo conjunto de Watson y Crick que narraba de forma cautelosa el descubrimiento que habían realizado; comenzaba con estas palabras:"Deseamos sugerir una estructura para la sal del ácido desoxirribonucleico (ADN).Esta estructura posee nuevas características que son de considerable interés biológico" .
Tomaron un vistazo a la imagen de radiografía de Franklin y Wilkin, crearon un modelo que no ha cambiado mucho desde entonces, en su modelo se mostró una doble hélice con peldaños poco conectar las dos hebras. Estos peldaños fueron las bases de un nucleótido, también descubrieron que si empareja timina con adenina y guanina con citosina ADN tendría un aspecto uniforme. Este emparejamiento fue también según la ' regla de Chargaff, ademas encontraron que un enlace de hidrógeno puede formarse entre los dos pares de bases. Además, cada lado es un complemento completo de la otra.
El siguiente dibujo es original de Watson y Crick y fue tomado del artículo publicado en la revista Nature:
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