La búsqueda de adn el nacimiento de Biología Molecular




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La búsqueda de ADN - El nacimiento de Biología Molecular

La historia de la investigación del ADN

La historia del ácido desoxirribonucleico (ADN) de investigación comienza con Friedrich Miescher, biólogo suizo que en 1868 llevó a cabo los primeros estudios químicos cuidadosamente pensadas en los núcleos de las células. Uso de los núcleos de las células de pus obtenidos a partir de los vendajes quirúrgicos desechados, Miescher detectó una sustancia que contiene fósforo que llamó nucleína. Demostró que nuclein consta de una fracción ácida, lo que hoy conocemos como ADN, y una porción de proteína básica ahora se reconoce como histonas, una clase de proteínas responsables del empaquetamiento del ADN. Más tarde se encontró con una sustancia similar en las cabezas de las células de esperma de salmón. Aunque él se separó la fracción de ácido nucleico y estudió sus propiedades, la estructura covalente de ADN no se hizo conocido con certeza hasta finales 194Os.

ADN lleva la información genética

Aunque Miescher y muchos otros lo siguiente sospechaba que el ácido nucleico o nuclein podría desempeñar un papel clave en la herencia celular, otros argumentaron que la falta de diversidad química en comparación con, por ejemplo, proteínas descartado esa posibilidad. No fue sino hasta 1943 que la primera evidencia directa surgió para el ADN como portador de la información genética. En ese año, Oswald Avery, Colin MacLeod y McCarty Maclyn, trabajando en el Instituto Rockefeller, descubrieron que el ADN tomado de una cepa virulenta (causantes de enfermedades) de la bacteria Streptococcus pneumonae transformado permanentemente una forma no virulenta (o inactivo) de el organismo en una forma virulenta.

Avery y sus colegas llegaron a la conclusión de estos experimentos que era el ADN de la cepa virulenta que lleva el mensaje genético para la virulencia y que se incorporó de forma permanente en el ADN de las células no virulentas receptores. Aunque la comunidad científica fue lenta en adoptar la idea de que el ADN era el portador de la información genética, un experimento posterior proporcionó evidencia de que esto era realmente el caso. En 1952, Alfred Hershey y Martha de Chase mostraron por medio de experimentos con trazadores de isótopos radiactivos que cuando un virus bacteriano (bacteriófago T2) infecta a su célula huésped (la bacteria Escherichia coli), que es el ADN del virus T2, y no su cubierta proteica , que entra en la célula huésped y proporciona la información genética para la replicación del virus.

A partir de estos importantes primeros experimentos, y una gran cantidad de otras pruebas que lo corroboren, ahora es cierto que el ADN es el portador de la información genética en todas las células vivas.

Desentrañar la doble hélice de ADN

A pesar de la prueba que el ADN lleva la información genética de una generación a la siguiente, la estructura del ADN y el mecanismo por el cual se hace pasar en la información genética a la siguiente generación sigue siendo el único mayor pregunta sin respuesta en la biología hasta 1953. Fue en ese año que James Watson , genetista estadounidense, y Francis Crick, un físico Inglés, trabajando en la Universidad de Cambridge en Inglaterra propusieron una estructura de doble hélice del ADN. Esta fue la culminación de un trabajo brillante detective - y un descubrimiento que ha demostrado ser la clave para la biología molecular y la biotecnología moderna. El uso de la información derivada de un número de otros científicos que trabajan en diversos aspectos de la química y la estructura del ADN, Watson y Crick fueron capaces de reunir la información como las piezas de un rompecabezas para producir su modelo de la estructura del ADN.

Ya había sido establecido por estudios químicos que el ADN era un polímero de subunidades de nucleótidos, cada nucleótido que comprende un azúcar (desoxirribosa), fosfato y una de cuatro bases diferentes - las purinas, adenina (A) y guanina (G) junto con las pirimidinas , timina (T) y citosina (C). Una pista más importante fue el descubrimiento a finales de 1940 por Erwin Chargaff y sus colegas en la Universidad de Columbia que se pueden producir las cuatro bases en proporciones variables en los ADN de diferentes organismos, pero el número de residuos de A es siempre igual al número de T residuos; números de manera similar iguales de residuos G y C están presentes. Estas relaciones cuantitativas son importantes, no sólo en el establecimiento de la estructura tridimensional del ADN, sino también en la prestación de pistas sobre cómo se codifica la información genética en el ADN y se transmite de una generación a la siguiente.

Difracción de rayos X revela la estructura molecular de ADN

Los estudios elegantes y difracción integral de rayos X de Rosalind Franklin y Maurice Wilkins del King College, (Londres, Inglaterra) produjeron un patrón de difracción característica de la que se deduce que las fibras de ADN tienen dos periodicidades a lo largo de sus largas ans: un importante uno de 0,34 nm y una secundaria de 3,4 nm.

El problema que Watson y Crick dirigidas era formular un modelo de la molécula de ADN que podría dar cuenta no sólo para estas periodicidades, sino también para el específico A - T y G - equivalencias de base C descubiertos por Chargaff. La manera en que se resolvieron el problema implicado la construcción de modelos tridimensionales que incorporan todos estos elementos. Esto dio como resultado en su ahora famoso modelo para la estructura de ADN que consiste en dos cadenas helicoidales de ADN en espiral alrededor del mismo eje para formar una doble hélice de mano derecha.

Un diagrama esquemático de la estructura del ADN

En la doble hélice de las dos hebras de ADN dirigidas en direcciones opuestas y son complementarias, siendo acompañado por los enlaces de hidrógeno de la A - T y G - pares de bases C. Este apareamiento complementario de las bases asegura que, cuando el ADN se replica, se hace un duplicado exacto de la información genética de los padres. La polimerización de una nueva hebra complementaria se lleva a cabo utilizando cada una de las hebras de edad como una plantilla. La elegante sencillez de la estructura molecular del ADN en relación con su función como repositorio de toda la información genética no pasó desapercibida para los que participan en su descubrimiento.

Por su destacada labor en el descubrimiento de la estructura de doble hélice del ADN, Watson y Crick compartieron el Premio Nobel de Fisiología y Medicina 1962 con Maurice Wilkins. Lamentablemente, Rosalind Franklin, cuyo trabajo contribuyó en gran medida a este descubrimiento clave, murió antes de esta fecha, y las reglas no permiten que un Premio Nobel que se otorgó a título póstumo.

Tabla de Fechas clave

1868: Friedrich Miescher aísla el ácido nucleico de las células del pus obtenidas de los vendajes desechados

1943: Avery, MacLeod y McCarty utilizan bacterias para proporcionar la primera evidencia de que el ADN es el portador de la información genética

1952: Hershey y Chase muestran que es la parte de ADN de la partícula viral T2, no la parte de proteína, que entra en una célula huésped, el suministro de la información genética para la replicación del virus

1953: estructura de doble hélice del ADN se revela por Watson, Crick, Franklin y Wilkins

Está agrietada código genético: 1961-1965

1972: En primer lugar exitosos experimentos de clonación de ADN se llevan a cabo en California

1975: Los anticuerpos monoclonales se producen

1975-1977: Métodos rápidos de secuenciación de ADN se perfeccionan

1977: La primera gen humano se clona

1982: la insulina de ingeniería genética ha sido aprobado para su uso en los diabéticos en los EE.UU. y el Reino Unido

1987: Primera microorganismos modificados genéticamente se utilizan en experimentos de campo

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