Historia del ADN

 

 

Hasta mediados del siglo XX no se sospechaba que el ácido desoxirribonucleico (ADN) fuera la molécula capaz de asegurar la transmisión de los caracteres hereditarios de célula a célula, generación tras generación. Su limitada variedad química no permitía suponer que poseyera las características necesarias para almacenar la información genética de los seres vivos. 

 


 

Karl Wilhelm von Nägeli

 

El investigador de botánica suizo Karl Wilhelm von Nägeli fue quien descubrió la existencia de los cromosomas en el s. XIX.

 

 

Karl Wilhelm von Nägeli (1817 - 1891)
Karl Wilhelm von Nägeli (1817 - 1891)

 

 

 

Friedrich Miescher

 

En 1869 el biólogo y médico suizo Johann Friedrich Miescher, utilizó alcohol caliente y una pepsina enzimática (que separa la membrana celular y el citoplasma de la célula) con el fin de aislar el núcleo celular de  los núcleos de las células del pus obtenidas de los vendajes quirúrgicos desechados. Aisló los núcleos de los glóbulos blancos, descubriendo en él una sustancia de naturaleza ácida rica en fósforo y nitrógeno, compuesta por moléculas muy grandes, a la que nombró "nucleína"

 

 

Johan Friedrich Miescher (1844 - 1895)
Johan Friedrich Miescher (1844 - 1895)

 

 

 

Richard Altmann

 

En 1889 el patólogo alemán Richard Altmann, discípulo de Miescher, logró separar por vez primera las proteínas de la “nucleína”, llamando a la nueva sustancia "ácido nucleico".

 


Richard Altmann (1852 – 1900)
Richard Altmann (1852 – 1900)

 

 

Albrecht Kossel

 

El químico-fisiólogo alemán Albrecht Kossel abrió paso a la investigación conducida desde finales de 1870 sobre la constitución química del núcleo de la célula. Descubrió que las nucleoproteínas contienen una parte protéica y otra no protéica y, precisamente en esta última (donde se encontraban los ácidos nucleicos), halló las bases heterocíclicas nitrogenadas de la adenina y la timina. 

 


Ludwig Karl Martin Leonhard Albrecht Kossel (1853 - 1927)
Ludwig Karl Martin Leonhard Albrecht Kossel (1853 - 1927)

 

 

Walther Flemming

 

Por la década de 1880, el médico alemán Walther Flemming era uno de los pioneros en la investigación de las estructuras nucleares de la célula. Aplicó los colorantes derivados de la anilina (sintetizados en el verano de 1856 por William H. Perkin para la tinción de células) y pudo observar al microscopio la existencia en el núcleo de estructuras en forma de cintas que absorbían fuertemente el colorante, a las que denominó "cromatina".

Su hallazgo más trascendente fue revelar, en 1882, que durante la mitosis celular estas cintas se dividían longitudinalmente en dos mitades idénticas. Se ofrecía el primer resultado experimental que acusaba la existencia de estructuras en el núcleo que se detectaban y se segregaban en pares a las células hijas durante la división celular.

 


 

 

El grupo de la Drosophila de la Universidad de Columbia

 

Bajo la dirección del genetista estadounidense Thomas Hunt Morgan, el Grupo de la Mosca del Vinagre de la Universidad de Columbia cerró un primer estadio de la teoría de la herencia cuando descubrió, en 1909, la relación entre los caracteres hereditarios y el sexo. Alfred Henry Sturtevant (alumno de Morgan) dedujo en 1913 que los genes deben colocarse de forma lineal sobre el cromosoma ocupando sitios específicos dentro de los mismos, y elaboró el primer mapa genético de un organismo: la mosca del vinagre.

 

En 1915 publicaron el libro “El Mecanismo de la Herencia Mendeliana” que sentó definitivamente las bases de la herencia fenotípica. A partir de entonces las investigaciones se orientaron hacia el campo de las mutaciones, la química de la transmisión de los caracteres y la base molecular de la herencia. 


 


Thomas Hunt Morgan (1866 - 1945)
Thomas Hunt Morgan (1866 - 1945)

 

 

 

Wilhelm Johannsen

 

El botánico, genetista y fisiólogo vegetal danés Wilhelm Ludvig Johannsen realizó una sobresaliente aportación a la naciente ciencia con la distinción, en 1911, que logró hacer entre el "genotipo" (expresión de la constitución genética del organismo) y el "fenotipo" (características de un organismo que resultan de la interacción de su genotipo con el ambiente).

 



Wilhelm Ludvig Johannsen (1857 - 1927)
Wilhelm Ludvig Johannsen (1857 - 1927)

 

 

Robert Feulgen

 

En 1914, el químico y profesor alemán Robert Feulgen, describrió un método de hidrólisis con ácido clorhídrico llamado "tinción" basado en un colorante llamado "fucsina". Utilizando este método, descubrió la presencia de material cromosómico (o ADN) en el núcleo de todas las células eucarióticas, en forma de cromosomas.

 



Robert Feulgen (1884 - 1955)
Robert Feulgen (1884 - 1955)

 

 

Phoebus Levene

 

El bioquímico ruso-estadounidense Phoebus Aaron Theodore Levene realizó estudios sobre ácidos nucleicos y proteínas. Comprobó, en 1900, que la nucleína se encontraba en todos los tipos de células animales analizadas. En 1909,  puso de manifiesto que los ácidos nucleicos estaban compuestos de ácido fosfórico, una pentosa y las bases nitrogenadas.

 

Levene demostró que la pentosa que aparecía en la nucleína de levadura era ribosa, pero tuvo que esperar hasta 1929 para identificar como desoxirribosa a la pentosa aislada del timo de los animales. Esta diferencia le hizo proponer que la nucleína de los animales era el "nucleato de desoxirribosa" (hoy en día "ácido desoxirribonucleico"), mientras que los vegetales contenían "nucleato de ribosa" ("ácido ribonucleico"). Aunque pronto se demostró  que esta propuesta era incorrecta.

 

En 1926 propuso un modelo para la conformación de los ácidos nucleicos: el tetranucleótido plano. Este modelo implicaba que los ácidos nucleicos estaban formados por planos apilados, que constaban de cuatro pentosas que exponían hacia el exterior las bases nitrogenadas (que van unidas por un enlace glucosídico a la pentosa); las pentosas se unen entre sí por fosfatos a través de enlaces fosfoéster. Esta estructura respondía a los resultados sobre la composición de los ácidos nucleicos y la naturaleza de los enlaces covalentes que los componen.

 

 

Phoebus Aaron Theodore Levene (1869 – 1940)
Phoebus Aaron Theodore Levene (1869 – 1940)

 

 

Oswald Theodore Avery

 

Durante la década de 1940, el inmunoquímico estadounidense Oswald Theodore Avery, junto con sus colegas Colin M. MacLeod y Maclyn McCarty, en el Instituto Rockefeller de Investigación Médica, llevó a cabo los experimentos que demostraron  que era el ADN (y no otras posibles sustancias como el ARN o las proteínas) el que transmitía las características de una cepa bacteriana a otra, que daba explicación al "principio de transformación" de las bacterias que propuso unos años antes el genetista británico Frederick Griffith. 

 


Oswald Theodore Avery (1877 - 1955)
Oswald Theodore Avery (1877 - 1955)

 

 

Edward Lawrie Tatum y George Wells Beadle

 

El biólogo y químico estadounidense Edward Lawrie Tatum y el biólogo norteamericano George Wells Beadle, realizaron una serie de experimentos que implicaban exponer el Moho "Neurospora crassa" a rayos X, causando mutaciones en éste. Tras varias series de experimentos, demostraron que esas mutaciones causaron cambios en las enzimas específicas implicadas en las rutas metabólicas. Estos experimentos, publicados en 1941 los llevaron a proponer un vínculo directo entre los genes y las reacciones enzimáticas conocida como la hipótesis “Un gen, una enzima”.

 


 

 

Alexander Robert Todd

 

En 1942, estudiando las cuatro bases químicas del ADN (adenina, guanina, timina y citosina) el químico y profesor universitario escocés Alexander Robertus Todd, encabezó el equipo que definió el modo en que las moléculas del azúcar y los grupos fosfato actúan con estas bases para formar nucleótidos (que son los componentes básicos del ADN). A partir sus experimentos se sabe que cada nucleótido consta de tres partes: un azúcar llamado desoxirribosa, un grupo fosfato y una de cuatro posibles bases nitrogenadas (adenina, timina, guanina o citosina). 

 

 

Alexander Robertus Todd (1907 - 1997)
Alexander Robertus Todd (1907 - 1997)

 

 

El experimento de Hershey-Chase

 

En 1952, Alfred Hershey y Martha Chase realizaron una serie de experimentos destinados confirmar que el ADN era la base del material genético. Realizando experimentos con isótopos radiactivos en el cultivo de un virus llamado "Fago T2".

En un primer experimento, marcaron el ADN de los fagos con el isótopo radiactivo fósforo-32 (P-32), dado que el ADN contiene fósforo, descubrieron que el indicador radiactivo sólo era visible en las células bacterianas, y no en las cubiertas proteicas.

En un segundo experimento, marcaron los fagos con el isótopo azufre-35 (S-35). Los aminoácidos presentes en las proteínas contienen azufre. Descubrieron que el indicador estaba presente en las cubiertas proteicas, pero no en las bacterias infectadas, con lo que se confirmó que el material genético es lo que infectaba a las bacterias.

Establecían así el material hereditario ("factor transformador de Griffith").

 


Alfred Hershey y Martha Chase, pertenecientes al grupo de biólogos del Cold Spring Harbor Laboratory (1952)
Alfred Hershey y Martha Chase, pertenecientes al grupo de biólogos del Cold Spring Harbor Laboratory (1952)

 

 

Arthur Kornberg

 

En 1956, el bioquímico estadounidense Arthur Kornberg consiguió hallar, en la Universidad Washington, la manera de sintetizar una forma artificial de ADN en el laboratorio, pero resultó biológicamente inactivo. En 1967 dirigió en Stanford un equipo que fue un paso más allá respecto a su anterior hallazgo, la síntesis del ADN en estado biológicamente activo fue posible.

 


Arthur Kornberg (1918 - 2007)
Arthur Kornberg (1918 - 2007)

 

 

Frederick Sanger

 

El bioquímico inglés Frederik Sanger determinó la secuencia de los aminoácidos de la insulina en 1955. Al hacerlo, demostró que las proteínas tienen estructuras específicas. Empezó degradando insulina en pequeños fragmentos que, dependiendo de su solubilidad y su carga eléctrica, se trasladaron a posiciones distintas de un papel, creando un patrón característico. Sanger llamo a estos patrones “huellas dactilares”. Reagrupó los pequeños fragmentos en secuencias para deducir la estructura completa de la insulina y concluyó que esta proteína tenía una secuencia precisa de aminoácidos. Este resultado le valió su primer Premio Nobel de química en 1958.

 

En 1975 desarrolló el método de secuenciación de ADN, conocido también como "Método de Sanger". Dos años más tarde empleó esta técnica para secuenciar el genoma del bacteriófago Φ-X174, el primer organismo del que se secuenció totalmente el genoma. Realizó este trabajo manualmente, sin ayuda de ningún automatismo

 

 

 

Frederick Sanger (1918)
Frederick Sanger (1918)

 

 

Har Gobind Khorana

 

El biólogo molecular estadounidense nacido en India británica (de descendencia punjabi) Har Gobind Khorana recibió, en 1968, el premio Nobel de Medicina por sus estudios independientes sobre el código genético. Dos años después Khorana y su equipo lograron un descubrimiento trascendental: por primera vez sintetizaron una copia totalmente artificial de un gen de levadura.

 

 

Har Gobind Khorana (1922 - 2011)
Har Gobind Khorana (1922 - 2011)

 

 

Walter Gilbert

 

El físico, bioquímico y profesor universitario estadounidense Walter Gilbert no sólo encontró las sustancias que rompen selectivamente el enlace nucleótido de acuerdo con la base que porta sino también ideó el método de separar por cromatografía de filtración por gel los fragmentos del ADN que iba obteniendo para luego obtener sus imágenes en el material adecuado. Así se consiguió un mapa completo del orden de las bases de la cadena original de ADN. Gilbert ha jugado un papel protagónico en el colosal empeño de determinar la secuencia de los 3.120 millones de pares de bases del ADN humano, el llamado Proyecto Genoma Humano.

 


Walter Gilbert (1932)
Walter Gilbert (1932)

 

 

 


1 Válido para envíos a España. Para leer las condiciones de envío a otros países y más detalles sobre el envío, consulta este enlace: Condiciones de pago y envío