El ADN Como Mensajero Biologico

EL ADN COMO MENSAJERO BIOLÓGICO

•La Genética Molecular comienza cuando el material genético es descubierto por el doctor Friedrich Miescher en 1869.

Friedrich Miescher aisló del núcleo de las células de pus una sustancia ácida, blanca, azucarada y rica en fósforo que llamó "nucleína" El nombre de ácido nucleico procede del de "nucleína".

Análisis químicos posteriores del material nuclear muestran que los cromosomas de células eucariotas estaban formados por ácido desoxirribonucleico o ADN y proteínas, en cantidades iguales.

Los biólogos teóricos afirmaban que las proteínas eran el material portador de la información hereditaria. Se apoyaban en que los aminoácidos parecían deletrear las instrucciones para todas las actividades de la célula. Pensaban que los cromosomas tenían modelos maestros de todas las proteínas que fueran necesarias para la célula. Esta hipótesis resultó ser errónea.

Los partidarios de que el ADN era el material portador de la información fijaron su atención en el experimento de Frederick Griffith, realizado en 1928.

1. Experimento de Frederick Griffith:

Surgió mientras investigaba una vacuna para prevenir la neumonía durante la pandemia de gripe que tuvo lugar tras la Primera Guerra Mundial. Para ello, usó dos cepas de la bacteria Streptococcus pneumoniae. La cepa S contenía una cápsula de polisacáridos y era virulenta al ser inyectada, causando neumonía y matando a las cobayas en un día o dos. Esta cápsula permitía a la bacteria resistir los ataques del sistema inmune. La cepa R no era virulenta, y no causaba neumonía, porque carecía de cápsula.

Cuando, inactiva por calor, la cepa S era inyectada, no había secuelas y el ratón vivía. Sorprendentemente, al combinar cepa R (no letal), con cepa S inactivada por calor (no letal), el ratón moría.

Las bacterias en la sangre de los ratones R/S eran todas de la cepa S, y mantenían su fenotipo a través de muchas generaciones. Griffith hipotetizó entonces la existencia de algún tipo de "principio de transformación" de las bacterias muertas de la cepa S, que hacía que las bacterias de la cepa R se transformarán también en S.

•En 1944 se publica el trabajo de O.T. Avery y col. En el que se describe su experimento hecho in vitro, usando la morfología de las colonias en placas de cultivo en lugar de la producción de la neumonía en ratones. Así se ve que la sustancia responsable de la transformación bacteriana era el ADN, puesto que las únicas enzimas capaces de eliminar la capacidad transformante eran enzimas destructoras de ADN. Esto supuso la primera evidencia experimental de que el ADN era el material genético. Otra se obtuvo de los experimentos de Hersey y Chase.

2. Experimento Hersey y chase:

En 1952 Alfred Hersey y Martha Chase, pertenecientes al grupo de biólogos del Cold Spring Harbor Laboratory, estudiaron la genética de los bacteriófagos. Un bacteriófago o fago, es un virus que específicamente ataca e infecta una bacteria.

Ellos conocían que un fago tenía una capa externa de proteína y un núcleo interno de AND,

El virus utiliza a la bacteria para reproducirse, de las observaciones con el microscopio electrónico, ellos observaron que durante la infección el virus ataca a la bacteria por sus colas. Se pensaba que los genes eran introducidos en la bacteria anfitrión, los cuales eran dirigidos a las enzimas de la bacteria para replicar al virus.

Este dibujo nos muestra los pasos en la reproducción del virus dentro de la bacteria y su ruptura con la distribución de nuevos virus.

Se trataba de determinar la causa de la transformación de la bacteria en una factoría de fagos. Como lo sugería el trabajo de Avery, el ADN del fago era un principio transformador.

De análisis previos se conocía que el ADN contiene átomos de fósforo P pero no azufre S, por otro lado las proteínas del virus contenían átomos de azufre pero no átomos de fósforo.

Se utilizo átomos radiactivos de fósforo 32P y azufre 35S para marcar selectivamente el ADN y la proteína del virus y al realizar la experiencia se quería saber que componente entraba en la infección de la bacteria.

En dos experimentos paralelos, se combino a los virus marcados con los átomos radiactivos con las bacterias,

Se esperó un tiempo suficiente para que los virus infectaran a las bacterias.

A continuación se sometió a las muestras a una centrifugación para separar los fagos de las bacterias. Las bacterias son más grandes y más pesadas que los virus, por ello las bacterias se encontraron en el fondo del tubo de ensayo, mientras que los fagos se quedaron en suspensión.

Examinando luego las dos muestras se verifico, en la marcada como 35S que los nuevos fagos provenientes de la bacteria infectada no contenían el azufre radiactivo y que la cubierta del fago, la cual esta echa de proteína, no fue usada dentro de la bacteria para hacer un nuevo fago.

Al investigar la muestra marcada con fósforo radiactivo 32P, el mismo se encontraba en los nuevos fagos, por lo tanto, el ADN del fago fue usado dentro de la bacteria para hacer nuevos virus.

*La cubierta del fago entrega el ADN dentro de la bacteria y es el ADN solamente el que lleva las instrucciones para replicar a los fagos dentro de la bacteria, por tanto, el ADN es el material genético.

3. Rasgos o cualidades que debería poseer el ADN para ser el material hereditario:

Debe llevar la información a las siguientes generaciones justificando la permanencia de los caracteres.

Debe localizarse en los cromosomas para ser coherente con las observaciones citogenéticas.

Debe ser capaz de autoduplicarse, es decir, hacer copias idénticas de sí mismo para justificar la reproducción celular y la constancia de la cantidad de material genético.

Debe tener cambios químicos para poder explicar la variabilidad de las

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