Historia de la genética moderna

Historia de la genética moderna

Después del redescubrimiento de la genética de Mendel (1900) la pregunta que se hacían los científicos  era cuál era el orden de los genes en los cromosomas y como se transmiten de generación en generación.

Los científicos estaban de acuerdo en que los genes almacenaban información; sin embargo, la naturaleza de los genes era aún desconocida. Muchos genetistas se inclinaban sobre el supuesto que los genes debían estar compuestos por proteínas, ya que estas al poder desarrollar estructuras complejas serían perfectas para almacenar toda la información de un individuo, hoy en día sabemos que los genes están constituidos por ácidos nucleicos; sin embargo, para los científicos de hace 100 años esta idea resultaba inconcebible ya que al solo tener cuatro variantes no podría almacenar la complejísima información para formar un individuo.

En 1928 el médico británico Frederick Griffith realizo un trascendente experimento con cepas de neumococos. Una cepa lisa S (forma de colonias lisas sobre un medio de cultivo sólido) que cuando era inyectada en ratones, los animales contraían neumonía y finalmente morían. De manera que no fue una sorpresa que los animales inyectados con células previamente muertas por acción del calor, sobrevivieran. Una cepa relacionada de bacterias rugosas R  (forman colonias con una superficie rugosa); los ratones inyectados con las células de esta cepa, vivas o muertas por calor, sobrevivieron. Sin embargo, cuando se inoculaba ratones con una mezcla de células S virulentas muertas por calor y con células R vivas  no virulentas, una alta proporción de ratones moría.  

Debido a que ni la cepa S muerta por calor ni la cepa R viva se podrían convertir a la forma virulenta viva cuando se inyectan por sí solas en el experimento control, parecía que algo en las células muertas por calor convertía a las células no virulentas a la forma letal. Los científicos sugirieron la hipótesis de que alguna sustancia química (un principio o factor de transformación) que era transferida de las bacterias muertas a las células vivas y provocaba la transformación de estas células en virulentas. Este cambio genético se llama principio o factor de transformación. 

En 1944, Oswald Avery y sus colegas Colin MacLeod y Maclyn McCarty identificaron químicamente el factor de transformación (sustancia química que volvía a las cepas no virulentas en virulentas) de Griffith como el ADN. Lo hicieron a través de una serie de experimentos cuidadosos en los que causaron lisis, de las células S (virulentas) y separaron el contenido de la célula en varias fracciones: lípidos, proteínas, polisacáridos y ácidos nucleicos. Probaron con cada una de estas fracciones para averiguar cuál de ellas podía transformar a la cepa R (no virulenta) en células S. Los experimentos con  lípidos, proteínas y polisacáridos no dieron resultados, sin embargo, cuando Avery trato las células R vivas con DNA extraído de células S virulentas, las células R se transformaron n células S. Con esto, Avery y sus colegas habían demostrado científicamente que el principio de transformación, a pesar de su relativa simpleza, se trataba de ADN.

EXPERIMENTO DE AVERY Y MACLEOD

 En 1952, los genetistas Alfred Hershey y Martha Chase realizaron una serie de experimentos sobre la reproducción de bacteriófagos. Cuando planearon sus experimentos, ellos sabían que los fagos se reproducen en el interior de una célula bacteriana, causando que la célula se rompa y libere una gran cantidad de nuevos virus.  Los estudios microscópicos revelaron que solo una porción del bacteriófago ingresa a la célula, entonces ellos razonaron que el material genético debía, necesariamente, encontrarse en esta porción.

Fagos en la superficie de una célula

En su experimento ellos marcaron la proteína viral de una muestra de fagos con 35S, un isótopo radiactivo del azufre, y el ADN viral de una segunda muestra con 32P, un isótopo radiactivo del fósforo. Ya que las proteínas contiene aminoácidos con azufre y el ADN contiene fosforo en su estructura estas regiones, gracias a la radioactividad de los isótopos, podría ser fácilmente reconocida.  Los fagos en cada muestra estaban adheridos a las bacterias, los investigadores separaron a las células de la parte del fago adherido a su superficie agitando la muestra en una licuadora. Luego centrifugaron las muestras. En la muestra en la que se habían marcado las proteínas con 35S, se encontró radiactividad en el sobrenadante, hecho que indicó que la proteína no entró en las células. En la muestra en la que se había marcado el ADN con 32P, encontraron radiactividad asociada a las células bacterianas (en el sedimento): el ADN de hecho entró a las células. Hershey y Chase concluyeron que los fagos inyectan su ADN en células bacterianas, dejando la mayoría de sus proteínas en el exterior. Este descubrimiento destacó la importancia del ADN en la reproducción viral, y disipó cualquier duda con respecto a la naturaleza química del ADN

Bibliografía

-Biología, Solom et al., CENAGENOW, novena edición, pág 263-266.