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El camino al descubrimiento del ADN.

30 Nov

El camino al descubrimiento del ADN.

En 1865, cuando el monje agustino Gregor Mendel transformó el arte de los cultivos agrícolas, comenzó una nueva ciencia: la genética.

Mendel postuló que en cada organismo existen factores- a los que llamó “discretos”- que regulan la aparición de una cierta característica. También halló que esos factores vienen en pares y que algunos son dominantes y otros recesivos. Descubrió que la herencia genética tiene reglas, y  que los factores discretos (lo que ahora se conoce como genes) son los responsables de que los rasgos se hereden. Reconoció, además, que en la herencia de características de una generación a otra existen patrones matemáticos. Su trabajo experimentos de hibridación en plantas publicado en 1865, comenzó a ser apreciado casi 16 años después de su muerte.

Por siglos se creyó en la generación espontánea, es decir, que la vida podía generarse a partir de materia inanimada, hasta que a mediados del siglo XIX se abrió camino la idea de que toda forma de vida proviene de otra preexistente mediante un proceso de reproducción.

La compresión inicial de la reproducción de la célula se debió a las meticulosas observaciones del prusiano Walther Flemming, anatomista que en 1882 descubrió una sustancia a la que llamó cromatina. Se dio cuenta de que durante la división celular esta sustancia formaba estructuras parecidas a cordones, a los cuales se llamó posteriormente cromosomas. Lo que actualmente se sabe de la división celular (y el movimiento de cromosomas durante ésta) lo explicó y publicó Flemming en 1882.

A principios del siglo XX se observó una forma de división celular denominada meiosis o reproducción sexual. En la mitosis, o reproducción asexual, los cromosomas del progenitor se duplican y pasan a formar el material genético de sus descendientes, por lo que éstos serán idénticos a sus padres, ya que son una copia exacta de ellos. En la meiosis, un progenitor da la mitad del material genético y el otro progenitor da la otra mitad. El nuevo individuo será diferente a ambos progenitores, ya que es resultado de una combinación genética. Los cromosomas X y Y son los responsables de determinar el sexo. En la reproducción sexual, el descendiente proviene de la unión de dos células sexuales especializadas, el óvulo y el espermatozoide. Dos cromosomas X producen un individuo de sexo femenino: un X y un Y producen uno masculino. El alemán Theodor Boveri y el estadounidense Walter Sutton describieron el proceso de la meiosis, y mostraron que si bien los cromosomas pueden parecer similares, poseen cualidades hereditarias distintas y específicas.

El nombre de “genética” dado al estudio de la transmisión de rasgos hereditarios se debió al inglés William Bateson, quien tradujo a Mendel al inglés en 1902. Un seguidor de Bateson, Thomas Hunt Morgan, inició, con sus colaboradores de la Universidad de Columbia, la era moderna de la genética al demostrar las bases físicas de la herencia. En 1911 realizaron experimentos con Drosophila, la mosca de fruta, y demostraron que los cromosomas contienen los genes.

El primero en conectar un padecimiento humano con las leyes de la herencia de Mendel fue el inglés Archiblad Garrod, hijo de un físico, quien, en 1902, publicó un libro donde daba cuenta de un caso de herencia mendeliana de la alcaptonuria en humanos, enfermedad debida a un defecto bioquímico y que se manifiesta en alteraciones en la composición de la orina. Garrod definió la alcaptonuria y otras enfermedades- entre ellas la cistinuria, la pentosuria y el albinismo- como “errores innatos del metabolismo”.

En 1869, el médico suizo Friedrich Miescher inició experimentos sobre la composición química del núcleo celular. Usando un ácido, Miescher desintegró células de pus y en los restos celulares aisló una sustancia que contenía nitrógeno y fósforo. En ese tiempo, la única sustancia biológica conocida que contenía esos elementos era la lectina. Lo que Miescher encontró en la pus parecía provenir del núcleo celular, por eso lo llamó nucleína. Posteriormente se sabría que lo que había descubierto este médico era el ácido desoxirribonucleico (ADN).

La idea propuesta por el estadounidense George Beadle de que a cada gen corresponde una enzima, y perfeccionada por Edward Tatum (cada gen corresponde a una proteína) dieron las bases al equipo de Oswald Avery, Colin MacLeod y Maclyn McCarthy para realizar experimentos y llegar a la conclusión, en 1944, de que el “principio transformador” es el ácido desoxirribonucleico y, por extensión, que los genes están hechos de ADN. Muchos investigadores fueron reacios a aceptar que es el ADN, no las proteínas, la molécula genética.

En 1952, el estadounidense Alfred Day Hershey y su asistente Martha Chase, demostraron que basta el ADN de un virus, sin ninguna proteína, para permitir la reproducción de nuevos virus dentro de la célula infectada. Este estudio confirmó los experimentos realizados por Avery sobre la composición del material genético (ADN).

Entre 1951 y 1953 el zoólogo estadounidense James Watson y el físico inglés Francis Crick se unieron en la Universidad de Cambridge para trabajar en la posible estructura tridimensional del ADN. Por su parte, Rosalin Franklin y Raymond Gosling obtuvieron, con difracción de rayos X, dos juegos de fotografías de alta resolución de fibras de ADN cristalizado. Rosalind dedujo que el ADN formaba hebras, y que los fosfatos que contenía se hallaban en el exterior de una estructura helicoidal. Franklin y Wilkins publicaron el trabajo en la revista Nature en 1953, en el mismo número donde Watson y Crick publicaron su famoso artículo sobre la estructura del ADN. Así, la carrera por determinar cómo se mantienen juntas las piezas de ADN en una estructura tridimensional fue ganada por Watson y Crick.

Trabajos recientes habían mostrado que el ADN estaba constituido por “ladrillos” llamados nucleótidos, consistentes en el azúcar desoxirribosa, un grupo fosfato y una de cuatro bases nitrogenadas: adenina (A), timina (T), guanina (G) y citosina (C). Watson y Crick demostraron que moléculas alternadas de la desoxirribosa y fosfato forman los barandales de la escalera de caracol del ADN y los peldaños son pares complementarios de bases nitrogenadas. Gracias al emparejamiento de AT y GC, Watson y Crick recibieron el premio Nobel de Fisiología en 1962. Rosalind Franklin había muerto de cáncer tres años antes y el premio no se otorga de forma póstuma, por lo que poca gente conoce sus aportaciones.

Por Edgardo Rodríguez Reséndiz Grupo:607.

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