EL ADN la molecula de herencia

ADN: La molécula de la herencia

Músculos, mutaciones y miostatina:

La raza Belgian Blue es una raza vacuna que se caracteriza por sus abultados músculos. En el desarrollo muscular las células que están destinadas a formar los músculos se multiplican y se fusionan para formar células largas relativamente gruesas con múltiples núcleos, además estas células sintetizan proteínas necesarias para que los músculos se contraigan y puedan mover el esqueleto. Normalmente los mamíferos sintetizan una proteína llamada miostatina que disminuye y con el tiempo detiene la multiplicación de las células premusculares.

Los Belgian Blue no producen la miostatina normal y por esta razón tienen estos abultados músculos. Las proteínas se sintetizan a partir de las instrucciones genéticas contenidas en el ADN. La raza Belgian Blue presenta una mutación por deleción en el ADN de su gen de miostatina. Esto provoca que produzcan una miostatina defectuosa y sus células premusculares se multipliquen más de lo normal.

Existe un caso de un niño alemán que nació con una mutación por sustitución, que provoca que genere proteínas de miostatina cortas o inactivas, lo que hace que este niño tenga un notorio desarrollo muscular. Actualmente no se sabe si esta mutación puede ser benéfica o dañina pero se lo sabrá con el tiempo.

Los genes están compuestos de ADN:

En el siglo XIX los científicos descubrieron que la información genética existe en unidades discretas llamadas genes. Pero no sabían realmente qué era un gen, solo que determinan muchas diferencias genéticas entre individuos dentro de una especie. A principios del siglo XX se determinó que los genes son parte de los cromosomas. Los científicos luego descubrieron que los cromosomas eucarióticos están formados de ADN y proteínas, y dedujeron que una de estas sustancias debe contener el plano hereditario de la célula.

Relación entre los genes y el ADN en la transformación bacteriana:

A finales de la década de 1920 un  investigador llamado Frederick Griffith realizó varios estudios en donde inyectaba dos tipos de cepas de la bacteria que causa la neumonía bacteriana a ratones con el objetivo de preparar una vacuna. Al inyectar la cepa R viva no causó neumonía, al inyectar la cepa S viva causó neumonía y el ratón murió, al inyectar la cepa S muerta por calor no causó neumonía y sorprendentemente al inyectar una combinación de la cepa R viva y la cepa S muerta por calor causó neumonía matando al ratón.

Esto pasó porque alguna sustancia de la cepa S muerta transformó la sepa R viva a una sepa S mortífera que luego se multiplicó y causó la neumonía. Este estudio no permitió obtener una vacuna en contra de la neumonía pero les permitió a futuros científicos que intuyeran que la sustancia que causó la transformación fuera la molécula de herencia.

ADN molécula de transformación:

En la década de 1940 Oswald Avery, Colin MacLeod y Maclyn McCarty descubrieron que la molécula transformadora es el ADN. Para demostrarlo, aislaron el ADN de la cepa S, utilizaron enzimas para destruir las proteínas y mezclaron el resultado con las cepas R transformándolas en cepas S. Con este conocimiento se puede interpretar que lo que pasó con el estudio de Griffith fue que al calentar las células de la cepa S estas murieron pero su ADN no fue destruido por completo. Fragmentos de este ADN entraron en algunas células de la cepa R y se incorporaron en su cromosoma transmitiendo los genes necesarios para causar la enfermedad.

El ADN y no la proteína  es la molécula de herencia:

Después de estos sucesos seguía habiendo científicos que  discrepaban sobre el hecho de que el ADN es la molécula de la herencia. Pero las evidencias se acumulaban y probaban que el ADN es el material genético de quizá todos los organismos. Pero prácticamente todo el escepticismo desapareció gracias al conjunto de experimentos realizados por Alfred Hershey y Martha Chase que demostraron que el ADN es la molécula de herencia de ciertos virus.

Estructura del ADN:

La función del ADN como molécula de herencia depende de su estructura tridimensional.

Cuatro nucleótidos:

El ADN se compone de cuatro pequeñas subunidades llamadas nucleótidos. Cada uno consta de un grupo fosfato, un azúcar llamado desoxirribosa, y una de cuatro posibles bases nitrogenadas, que son adenina (A), guanina (G), timina (T) o citosina (C).

En la década de 1940 el bioquímico Erwin Chargaff encontró que el ADN de cualquier especie contiene cantidades iguales de adenina y timina, así como de guanina y citosina (regla de Chargaff)

Doble hélice de dos cadenas de nucleótidos:

Los científicos Maurice Wilkins y Rosalind Franklin emplearon la difracción por rayos X para estudiar la molécula de ADN. No obstante el patrón que observaron en las imágenes que obtuvieron les permitió saber la siguiente información: la molécula de ADN es grande y delgada con un diámetro uniforme de 2 nanómetros, el ADN esta retorcido como un sacacorchos y el ADN consiste en unidades que se repiten.

Con ayuda de esta información James Watson y Francis Crick propusieron un modelo para la estructura del ADN.  Sugirieron que la molécula consiste de dos cadenas formadas por polímeros de nucleótidos de ADN enlazados. Dentro de cada cadena el grupo fosfato de un nucleótido se enlaza con el azúcar del siguiente nucleótido, lo que produce un “esqueleto” de azucares y fosfatos enlazados. Las bases de nucleótidos sobresalen de este esqueleto. Un extremo de una cadena de ADN tiene un azúcar no enlazado y el otro extremo tiene un fosfato no enlazado.

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