Aportes A La Biología Del ADN

Alfred Henry Sturtevant

(* 21 de noviembre de 1891 – 5 de abril de 1970) fue un genetista estadounidense.

Nació el 21 de noviembre de 1891, Jacksonville, Illinois, EE. UU. – y murió el 5 de abril de 1970, Pasadena, California) genetista que recibió su Ph.D. de la Universidad de Columbia y fue profesor principalmente en el Instituto de Tecnología de California (1928-70).

En 1911 desarrolló una técnica para trazar la localización de los genes específicos de los cromosomas en la mosca Drosophila. Sturtevant construyó el primer mapa genético de un cromosoma en 1913. Durante su carrera trabajó con el organismo modelo Drosophila melanogaster con Thomas Hunt Morgan.

Prueba más adelante que el intercambio de genes entre los cromosomas podría ser prevenido en la mosca Drosophila. Fue uno de los primeros en advertir los peligros del polvillo radiactivo como consecuencia de la prueba de la bomba nuclear.

Los telómeros (del griego telos, "final" y meros, "parte") son los extremos de los cromosomas. Son regiones de ADN no codificante, altamente repetitivas, cuya función principal es la estabilidad estructural de los cromosomas en las células eucariotas, la división celular y el tiempo de vida de las estirpes celulares. Además están involucradas en enfermedades tan importantes como el cáncer.

Los organismos procariotas con cromosomas circulares no poseen telómeros. Algunos procariotas poseen cromosomas lineales con secuencias teloméricas, cuya secuencia es diferente a la de eucariotas.

Papel de los telomeros

Puede desempeñar un papel en la formación, mantenimiento y renovación de los telómeros y en los procesos tales como el envejecimiento y el cáncer, y a la cuestión del uso de agentes antitelomerasa como fármacos antitumorales.

Actúa como transcriptasa inversa telomerasa; invierte el curso normal (ADN..>ARN) y va del ARN al ADN, trascribiendo el ARN a ADN. Recientes estudios con esta enzima han demostrado que celulas bañadas en una solución de esta sustancia tienen la capacidad de seguir reproduciendose indefinidamente. Es decir anula el proceso de envejecimiento y muerte celular.

La importancia de los telomeros

Los telómeros desempeñan una función de importancia crítica en el mantenimiento de la estabilidad genómica, y los efectos de su funcionamiento anómalo tienen un importante impacto en procesos vitales tan relevantes como son el envejecimiento o el cáncer28. La función protectora de los telómeros fue descrita en el final de la década de los años 1930 de forma independiente y simultánea por los científicos Bárbara McClintock y Hermann Müller gracias a observaciones realizadas en sus diferentes modelos genéticos de estudio (Zea mays y Drosophila melanogaster, respectivamente), en los que detectaron que los extremos de los cromosomas era cruciales para asegurar una transmisión correcta y equitativa de la información genética a las células hijas durante el proceso de división celular29. Los estudios posteriores de Hayflick30, 31 y Harley4

demostraron que durante la división celular los telómeros se acortan progresivamente en ausencia de expresión de telomerasa hasta alcanzar una longitud críticamente corta que desencadenaba respuestas de parada del ciclo celular y senescencia. Estas observaciones pioneras sentaron las bases sobre las que estudios posteriores relacionarían la aparición y el progreso de distintas

patologías humanas y envejecimiento con el mantenimiento de la estructura y la longitud telomérica.

Frederick Griffiths

En 1928 se desarrolló un experimento que, en ese momento, pareció de poca importancia para el campo de la genética. Frederick Griffith (1881-1941), un bacteriólogo de salud pública de Inglaterra, estaba estudiando la posibilidad de desarrollar vacunas contra Streptococcus pneumoniae, un tipo de bacteria que causa una forma de neumonía. En aquellos días, antes del desarrollo de los antibióticos, la neumonía bacteriana era una enfermedad grave. Como sabía Griffith, estas bacterias, llamadas comúnmente neumococos, poseían formas virulentas –causantes de la enfermedad– y formas no virulentas o inocuas. Las virulentas estaban cubiertas por una cápsula de polisacáridos y las no virulentas carecían de cápsula. La producción de la cápsula y su constitución son determinadas genéticamente, es decir, son propiedades hereditarias de las bacterias. Griffith estaba interesado en descubrir si las inyecciones de neumococos virulentos muertos por calor, que no causaban la enfermedad, podrían utilizarse para inmunizar contra la neumonía. Y encontró que esto era posible. El experimento realizado por Griffith se demostró también en un tubo de ensayo y varias preguntas pudieron ser contestadas. Se encontró que, cuando los extractos de las bacterias encapsuladas muertas se agregaban a los cultivos de las bacterias vivas inocuas, podían convertir a estas últimas en el tipo virulento, dotándolas de la capacidad para producir cápsulas. Además, una vez transformadas, podían transmitir esa característica a la progenie. Este fenómeno se conoció como "transformación" y lo que causaba la conversión se llamó "factor transformador".

George Beadle y edward tatum

Los experimentos de George Wells Beadle y Edward Lawrie Tatum implicaban exponer el Moho Neurospora crassa a rayos X, causando mutaciones. En 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”.

Avery mcleod y Mc carthy

Avery, Colin MacLeod y Maclyn McCarty hicieron una serie de experimentos usando cepas de la bacteria neumococo, la cual causa neumonía.

Los neumococos son bacterias que cuando no tienen cápsula, crecen en el laboratorio, formando colonias con superficie rugosa; si tienen esa envoltura su apariencia se torna lisa.

Griffith descubrió que al inyectar a ratones con pequeñas dosis de neumococos no virulentos junto con grandes cantidades de neumococos patógenos pero «muertos» por calentamiento, los animales no sólo mueren de neumonía sino que muestran en su sangre bacterias encapsuladas vivas.

Griffith concluyó que había algún «principio» que transformó las cepas rugosas (R) en lisas (S) con una cubierta de azúcares. Cuando Avery leyó los resultados de Griffith se interesó en identificar este «principio transformador», Avery y su equipo comenzaron a experimentar usando detergente en tubos de ensayo para descomponer las células lisas muertas por calor creando una lisis a partir de ellas. Entonces usaron esta lisis para los ensayos de transformación. Los tubos funcionaron bien y mostraron que la lisis de S muerta por calor podían cambiar (R) Rugosa a (S) Lisa.

Primero incubaron la lisis de cepa lisa muerta por calor con una enzima, SIII, que consume completamente la cubierta de azúcar. La lisis de cepa lisa sin cubierta seguía siendo útil para transformar. Luego incubaron la lisis de cepa lisa sin cubierta con proteínas que digieren enzimas (tripsina y quimotripsina) y después probaron la habilidad de esta lisis para transformar.

Cuando querían probar y purificar la lisis, precipitaron los ácidos nucleicos – ADN y ARN - con alcohol. Disolvieron la mezcla con alcohol en agua, primero destruyeron el ARN con la enzima RNasa, probaron la capacidad trasformadora de esta solución, la solución todavía tenía capacidad para transformar, de tal manera que el ARN no podía ser el «principio» transformador. Cuando habían dejado virtualmente ADN puro, como una prueba final, incubaron la solución con la enzima digestora de ADN, Dnasa. Probaron la capacidad trasformadora de esta solución, esta solución fue incapaz de transformar.

Erwin chargaft

En 1950, Erwin Chargaff (1905-2002) descubrió una regla de equivalencia matemática al analizar las cantidades de bases nitrogenadas en el ADN procedente de diferentes organismos: Adenina = Timina; Guanina = Citosina.

Experimento de Hershey y Chase

En 1952 Alfred Hershey y Martha Chase realizaron una serie de experimentos para confirmar que es el ADN la base del material genético (y no las proteínas), en lo que se denominó el experimento de Hershey y Chase. Si bien la existencia del ADN había sido conocida por los biólogos desde 1869, en aquella época se había supuesto que eran las proteínas las que portaban la información que determina la herencia. En 1944 mediante el experimento de Avery-MacLeod-McCarty se tuvo por primera vez algún indicio del rol que desempeña el ADN.

Experimento de Wilkins y Franklind R.

A principios de 1953 Wilkins mostró a Watson uno de las fotografías cristalográficas de Rosalind de la molécula de ADN. Cuando Watson vio la foto, la solución llegó a ser evidente para él y los resultados fueron publicados en un artículo en Nature casi inmediatamente. Sin autorización de Rosalind, Wilkins se las mostró primero a James Watson y, posteriormente, un informe de Rosalind Franklin a sir John Randall fue entregado a Watson y Crick.Considerado como el logro médico más importante del siglo XX, el modelo de la doble hélice del ADN abrió el camino para la comprensión de la biología molecular y las funciones genéticas, antecedentes que han permitido llegar al establecimiento, en estos días de la secuencia “completa” del genoma humano.

Estructura del ácido nucleico

• Base nitrogenada

Las bases nitrogenadas son compuestos orgánicos cíclicos, que incluyen dos o más átomos de nitrógeno. Son parte fundamental de los nucleósidos, nucleótidos, nucleótidos cíclicos, dinucleótidos y ácidos nucleicos.

Pirimidina

La pirimidina es un compuesto orgánico, similar al benceno, y a la piridina pero con dos átomos de nitrógeno que sustituyen al carbono en las posiciones 1 y 3.

Purinas

Las purinas y las pirimidinas usadas por la célula para la síntesis de nucleótidos (adenina, citosina, guanina, timina y uracilo) tienen muchos átomos que pueden crear puentes de hidrógeno, como el nitrógeno, el oxígeno y el propio hidrógeno. Estas moléculas están diseñadas de tal forma que la citosina y la guanina forman tres puentes de hidrógeno, mientras que o bien la adenina o la timina en el ADN, o el uracilo en el ARN, forman dos.

Grupo fosfato

El 'grupo fosfato es un ion poliatómico de fórmula empírica PO43− y una masa molecular de 94,97 daltons; está compuesto por un átomo central de fósforo rodeado por cuatro átomos idénticos de oxígeno en disposición tetraédrica. El ion fosfato tiene una carga formal negativa y es la base conjugada del ion hidrogenofosfato HPO42−, que a su vez es la base conjugada del ion dihidrógeno fosfato H2PO4−, a su vez base conjugada del ácido fosfórico H3PO4. Es una molécula polivalente (el átomo de fósforo tiene 5 electrones en su capa de valencia). El fosfato es también un compuestoorganofosforado con fórmula OP(OR)3

Azúcares

Los ácidos nucleicos, están formados por una pentosa (este es el azúcar), una base nitrogenada (puede ser adenina, timina, citosina, y timina o uracilo) y por un grupo fosfato (formado básicamente por fósforo)

El azúcar (pentosa) en el ADN: dexosirribosa

El azúcar (pentosa) en el ARN: ribosa

Bases nitrogenadas Las bases nitrogenadas son compuestos orgánicos cíclicos, que incluyen dos o más átomos de nitrógeno. Son parte fundamental de los nucleósidos, nucleótidos y ácidos nucleicos. Biológicamente existen cinco bases nitrogenadas principales, que se clasifican en dos grupos, bases púricas (derivadas de la estructura de la purina) y bases pirimidínicas (derivadas de la estructura de la pirimidina). La adenina (A) y la guanina (G) son púricas, mientras que la timina (T), la citosina (C) y el uracilo (U) son pirimidínicas. Las cuatro primeras bases se encuentran en el ADN, mientras que en el ARN en lugar de timina existe el uracilo.

ADN

El ácido desoxirribonucleico, abreviado como ADN, es un ácido nucleico que contiene instrucciones genéticas usadas en eldesarrollo y funcionamiento de todos los organismos vivos conocidos y algunos virus, y es responsable de su transmisiónhereditaria. El papel principal de la molécula de ADN es el almacenamiento a largo plazo de información. Muchas veces, el ADN es comparado con un plano o una receta, o un código, ya que contiene las instrucciones necesarias para construir otros componentes de las células, como las proteínas y las moléculas de ARN. Los segmentos de ADN que llevan esta información genética son llamados genes, pero las otras secuencias de ADN tienen propósitos estructurales o toman parte en la regulación del uso de esta información genética.

El adn extranuclear

e denomina genoma extranuclear o genes no-mendelianos al genoma presente en mitocondrias (en animales y vegetales) y en cloroplastos (en vegetales). En la mayoría de los organismos, este genoma se hereda por exclusivamente por vía materna.

El adn nuclear

El genoma es el conjunto de genes contenidos en los cromosomas,1 lo que puede interpretarse como la totalidad de la información genética que posee un organismo o una especie en particular. El genoma en los seres eucarióticos comprende el ADN contenido en el núcleo, organizado en cromosomas, y el genoma de orgánulos celulares como las mitocondrias y los plastos; en los seres procarióticos comprende el ADN de su nucleoide. El término fue acuñado en 1920 por Hans Winkler, profesor de Botánica en la Universidad de Hamburgo, Alemania, como unacrónimo de las palabras 'gene' y 'cromosoma'.2

Los organismos diploides tienen dos copias del genoma en sus células, debido a la presencia de pares de cromosomas homólogos. Los organismos o células haploides solo continenen una copia. También existen organismos poliploides, con grupos de cromosomas homólogos.

La secuenciación del genoma de una especie no analiza la diversidad genética o el polimorfismo de los genes. Para estudiar las variaciones de un gen se requiere la comparación entre individuos mediante el genotipado.

Acido ribonucleico

El ácido ribonucleico (ARN o RNA) es un ácido nucleico formado por una cadena de ribonucleótidos. Está presente tanto en las célulasprocariotas como en las eucariotas, y es el único material genético de ciertos virus (virus ARN). El ARN celular es lineal y de hebra sencilla, pero en el genoma de algunos virus es de doble hebra.

Cladificacion del arn

Los tipos de ARN son:

- ARN mensajero (ARNm)

- ARN transferente(ARNt)

- ARN ribosómico (ARNr)

- ARN nuecleolar(ARNn)

Duplicación del adn

Se dieron muchas hipótesis sobre como se duplicaba el ADN hasta que Watson y Crick propusieron la hipótesis semiconservativa (posteriormente demostrada por Meselson Y Stahl en 1957), según la cual, las nuevas moléculas de ADN formadas a partir de otra antigua, tienen una hebra antigua y otra nueva.

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