Hoy las ciencias adelantan que es una barbaridad”, es una célebre frase que surge en una conversación que mantienen Don Hilarión y Don Sebastián sobre el aceite de ricino en la famosa zarzuela “La verbena de la Paloma” del maestro Bretón. Esta frase podría aplicarse al descubrimiento de esa molécula llamada ADN o ácido desoxirribonucleico (en inglés DNA Deoxyribonucleic Acid) y esta es la historia de cuando la ciencia “se puso las pilas” y nos llevó desde la célula ancestral de Darwin hasta la doble hélice del ADN.

Hasta bien entrado el siglo XX no se tenía ni idea de la existencia del ADN pero el camino para descifrar esta molécula se recorrió en poco menos un siglo. Hoy el ADN está de actualidad y el caso de la captura del asesino de aquella joven española de Algete  violada y asesinada hace dieciocho años ha puesto de manifiesto la utilidad de las pruebas de ADN para atrapar a un criminal, pero también nos sirve para verificar la paternidad de un niño, relacionar un fósil con su especie de origen, e incluso para mejorar las semillas de algunas plantas y aumentar su producción. 

Desde hace relativamente poco tiempo se sabe que el ADN es una molécula capaz de “copiarse a si misma” (auto replicarse), y que tiene la complejidad necesaria para contener la información necesaria que permite transmitir la herencia de un ser vivo a otro. Sin embargo esto no se sabía en el si­glo XIX y hubo en aquellos tiempos va­rias teo­rías que bus­ca­ban ex­pli­car la trans­mi­sión de los ca­rac­te­res hereditarios de pa­dres a hi­jos. La más conocida fue la de Charles Robert Darwin (1809- 1882) que en su libro “The Origin of Species”   sostuvo que la especie humana se había desarrollado por “el principio de la supervivencia del más apto”. 

  

Fuente: http://www.biografiasyvidas.com/monografia/darwin/

En sus trabajos, publicados en 1859 establecía que todas las formas de vida descendían de una célula ancestral y que la diversidad observada en la naturaleza se debía a las modificaciones acumuladas por la evolución de las mismas. Era lo que él llamaba la “selección natural”  pero aunque el trabajo de Darwin, fue muy meritorio, la realidad es que partía de un gran error, ya que la moderna evidencia experimental apunta a que las células primitivas se originaron a partir de formas de vida “no celulares” y además él nunca fue capaz de explicar realmente cómo se producía la variación de las especies.

La cosa empezó a cambiar cuando el 8 de febrero de 1865 un monje agustino llamado Gregor Mendel presentó sus trabajos en la Sociedad de Historia Natural de Brünn (ahora Brno, en la República Checa) mostrando sus experiencias en la fertilización artificial para obtener variedades de colores nuevos en los guisantes. 

  

Fuente: http://www.biografiasyvidas.com/biografia/m/mendel.htm

En realidad Mendel, lo único que hizo fue repetir unos experimentos anteriores iniciados entre 1822 y 1824 por Thomas Andrew Knight, J. Goss y A. Seton con cruzamientos de plantas de guisante, en donde ya se observaron la dominancia y la segregación en varios caracteres de los mismos, pero eran unos experimentos en los que no se detectaron las regularidades de aquellas transmisiones. La aportación de Mendel fue la de repetir los mismos con una estrategia científica y rigurosa, y asegurándose de que sus resultados fuesen reproducibles. De esta manera, fue como se empezaron a revelar las leyes que rigen la herencia genética  

Lo que Mendel llamaba genes ahora sabemos que son esos bloques de información que residen en la molécula del ADN pero aquel importante descubrimiento permaneció en el olvido has­ta que en el año 1900 un investigador holandés llamado Hugo de Vries redescubrió aquellas leyes. 

  

Fuente: http://www.biografiasyvidas.com/biografia/v/vries.htm

Gracias a De Vries y a otros dos investigadores (un ale­man llamado Karl Co­rrens y un aus­tria­co de nombre Erich von Ts­cher­mak) los importantes hallazgos de Mendel volvieron a la luz pero De Vries aportó otra novedad antes de redescubrir los ha­llaz­gos mendelianos y fue su teoría de la pan­gé­ne­sis in­tra­ce­lu­lar que formuló en 1889 en la que decía que to­das las predisposiciones here­di­ta­rias del or­ga­nis­mo debían es­tar re­pre­sen­ta­das en el nú­cleo de la cé­lu­la. No fue el único, ya que un año después de que Gregor Mendel descubriera que los caracteres se heredaban según leyes específicas, otro investigador llamado Ernest Haeckel en 1866 también afirmó que el núcleo celular contenía los factores responsables de los caracteres hereditarios,

Todo aquello se puso en valor cuando en la segunda mitad del siglo XIX se establecieron muchos conceptos claves de la biología y los biólogos empezaron a estudiar los órganos y los tejidos con sus células componentes. J. Matthias Schleiden y Theodor Schwann fueron dos científicos que nos mostraron que todos los tejidos tienen un origen celular y que los animales y las plantas tienen las mismas unidades fundamentales de organización llamada células, que interactúan entre si para dar lugar a complejos organismos.

La existencia de los cromosomas también había sido descubierta en el s. XIX por el investigador de botánica suizo Karl Wilhelm von Nägeli pero no se tenía ni idea de su estructura hasta que el médico alemán Walt­her Flem­ming aplicando colorantes derivados de la anilina para la tinción de células pudo observar en el microscopio la existencia en el núcleo celular de estructuras en forma de cintas que absorbían fuertemente ese colorante. Propuso el tér­mi­no de “croma­ti­na” para denominar a ese ma­te­rial in­ten­sa­men­te co­lo­rea­do que aparecía en el nú­cleo pero aquella pa­la­bra era solo una definición ya que su na­tu­ra­le­za quími­ca no era co­no­ci­da. 

El problema era que una célula tiene unas dimensiones comprendidas entre las 50 y las 100 milésimas de milímetros y dentro de ella, está el núcleo ¿ Como podía des­ci­frarse el enig­ma del núcleo celular con los medios que había en el siglo XIX? Era ne­ce­sa­ria otra línea de ata­que y esa fue la de la “química de las células” y así fue como empezaron a con­ver­ger las lí­nea de in­ves­ti­ga­ción ci­to­ló­gi­ca con las bio­quí­mi­cas. 

El primero en estudiar esa química celular fue un biólogo suizo llamado Johann Friedrich Miesscher, (1844- 1895) que en 1869 fue capaz de aislar el núcleo celular existente en el pus de los vendajes quirúrgicos desechados.

  
Fuente: Wikipedia

Miesscher se había trasladado a Tubingen para trabajar en el laboratorio de bioquímica Hoppe-Seyler y se marcó como objetivo intentar averiguar lo que había en aquel misterioso núcleo celular. Su trabajo partió eligiendo a los leucocitos como material de estudio y tras el análisis de sus proteínas descubrió que en aquellas células existía “otra sustancia” con propiedades que no coincidía con las de las proteínas y que debía de estar en los núcleos celulares. Así es como comenzó a trabajar con esos leucocitos y empezó a recoger una gran cantidad de pus (que es el principal componente de las infecciones) en las vendas hospitalarias, Luego usó una solución salina para lavarlo y añadió al mismo una solución alcalina débil, sometiendo el material a una fuerza centrifuga. Con ello consiguió romper la membrana celular de los leucocitos y hacer que los núcleos se precipitaran fuera de la solución. El resultado fue una sustancia rica en carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y con un porcentaje elevado de fósforo a la que él llamó “nucleína” (por encontrarse en el núcleo). 

  
Fuente: Eduardo Ghershman. Galileog

Así fue como Miescher consiguió  por primera vez aislar el “primer extracto crudo de ADN” pero él pensaba que esa nucleina funcionaba como una especie de almacén celular para el átomo de fósforo, y calculó su fórmula en C29H49O22N9P3 que indicaba que por cada 29 átomos de carbono, había 49 de hidrógeno, 22 de oxígeno, 9 de nitrógeno y 3 de fósforo. Eso para él solo significaba que se trataba de “una molécula larga” pero no supo interpretar lo que tenía en ese momento ni su significado biológico aunque continuó estudiándola en el esperma del salmón, y sugirió  que esa nucleina podría estar involucrada en el código genético

En 1889 el patólogo alemán Richard Altman discípulo de Miesscher logró separar las proteínas de la nucleina y a la nueva sustancia la llamo “ácido nucleico” y tras estos descubrimientos otro investigador alemán, llanado Oskar Hertwig, afirmó que la nucleina de Miesscher era la sustancia que se encargaba de la transmisión de los caracteres hereditarios. Sin embargo la fragilidad del ADN ocultó su complejidad durante algunos años hasta que en 1900 llegó Phoebus Levene 

  

Fuente: 

http://www.dnaftb.org/15/bio-2.html

Él fue quien realizó estudios sobre los ácidos nucleicos y las proteínas comprobando que los componentes del ADN estaban vinculados en el orden fosfato-azúcar-base y llamando a cada una de estas unidades  nucleótido que son los puentes de la cadena de ADN formados de un fosfato, una azúcar y una de las cuatro bases: A,G,C y T. El ADN era una molécula formada por la unión de muchos desoxirribonucleótidos. con dos cadenas antiparalelas (una 5 ́-3 ́ y la otra 3 ́-5 ́) unidas entre por puentes de hidrógeno. 

  
Fuente: http://m.monografias.com/trabajos94/descubrimiento-del-adn/descubrimiento-del-adn.shtml

Pero hasta el experimento de Griffith en el año 1928 con la transformación del “Streptococcus Pneumoniae” de un tipo no virulento a otro virulento no se pudo intuir que existía una cosa llamada “transferencia de información genética

  

Fuente: Eduardo Ghershman. Galileog

Aquí tenéis  la historia de los neumococos de Griffith  

En los años 30 Kossel comprobó que el ADN tenia una estructura compleja pero siempre se pensó que las proteínas eran las que transportaban la información hereditaria. Levene, pensaba que el ADN era una molécula relativamente pequeña, (probablemente de alrededor de 10 nucleótidos de longitud) y su descubridor Miesscher también creía que las proteínas eran las que llevaban el código genético y para ellos el ADN solo jugaba un papel secundario en la transmisión de la información biológica de una célula a otra.

La cosa se aclaró con los con los experimentos llevados a cabo en 1952 por Alfred Hershey y Martha Chase, del grupo de biólogos del Cold Spring Harbor Laboratory, estudiando la genética de los bacteriófagos o fagos (virus que específicamente ataca e infecta una bacteria) tratando de dilucidar si el material hereditario era el ADN o las proteínas y marcando ambos con isótopos radiactivos en un cultivo de virus para seguir el camino de las proteínas y del ADN viendo en cual de ellos entraba en la bacteria

  

Fuente: Eduardo Ghershman. Galileog

Tras este experimento quedó claro que que el ADN es la base del material genético y no las proteínas, algo que ya había sido anticipado en 1944 por Avery, MacLeod y McCarty.

Y así llegamos finalmente al gran descubrimiento tras los primeros cien años en los que “la ciencia se puso las pilas” cuando James Watson en colaboración con el biofísico británico   Francis Crick  y el físico Maurice Wilkins publicaron el primer modelo apropiado de la molécula de ADN. Aquella escalera de cara­col de do­ble hé­li­ce que marcó formal­men­te el na­ci­mien­to de la ge­né­ti­ca molecu­lar 

  

Fuente: http://www.biography.com/people/james-d-watson-9525139

Aquel artículo titulado “The structure of DNA” publicado en la revista Nature el 25 de abril de 1953   dio en 1962 el Premio Nobel de Fisiología o Medicina a James Dewey Watson y marcó un antes y un después en la historia de la ciencia 

Tras aquello la ciencia continuó “poniéndose las pilas” y se ha avanzado mucho en el conocimiento de esta molécula. En el año 2000 se anunció el primer borrador de la secuencia competa del genoma humano y ahora sabemos que esa molécula de doble hélice tiene un tamaño gigantesco, (con más de un metro de longitud para el ser humano) y que incluso un organismo tan simple como una bacteria E. coli ya tiene una molécula de ADN de poco más de 1 mm de longitud. 

También sabemos que 1 millon de bases de ADN son el equivalente a un megabyte de espacio de almacenamiento de una computadora y que si usáramos el ADN para almacenar información como la que encontramos en un disco duro de nuestro ordenador   nos quedaríamos asombrados. También se sabe que si desenrollásemos el ADN de todas nuestras células llegaríamos a la Luna unas 6.000 veces. Incluso se ha descubierto que el ADN puede reescribirse para adaptarse al entorno de la célula y el último premio Nobel de Química de 2015 concedido por la Real Academia de las Ciencias Sueca a los científicos Tomas Lindahl, Paul Modrich y Aziz Sancar por sus trabajos sobre el sistema de reparación a nivel molecular del ADN dañado que mantiene la integridad del genoma humano nos ha dejado sin aliento.

El último descubrimiento sobre el ADN  ha sido un nuevo estudio que complementa aquel descubrimiento de Watson y Crick de hace 62 años. Se trata del concepto de la Diversidad Estructural del ADN Superenroscado pero aún estamos en los albores del conocimiento de esta molécula y la ciencia debe seguir “poniéndose las pilas” para aprender más sobre la misma.

Fuentes:

http://blogthinkbig.com/aniversario-estructura-adn/

http://cmcbemartineznderqui.jimdo.com/un-poco-de-historia/?mobile=0

https://adnestructurayfunciones.wordpress.com/2008/08/15/adn/

http://cienciaes.com/biografias/2011/07/21/la-herencia-y-el-sabio-hortelano-gregor-mendel/

http://www.revistacienciasunam.com/es/82-revistas/revista-ciencias-71/682-la-construccion-de-la-doble-helice-de-la-nucleina-al-

Acerca de mrjaen

La curiosidad es lo que me mueve a escribir

»

  1. […] ADN. Cuando la ciencia "se pone las pilas" […]

  2. Nata dice:

    Un artículo muy interesante! Más ciencia y menos telecirco! 😉

Responder

Introduce tus datos o haz clic en un icono para iniciar sesión:

Logo de WordPress.com

Estás comentando usando tu cuenta de WordPress.com. Cerrar sesión / Cambiar )

Imagen de Twitter

Estás comentando usando tu cuenta de Twitter. Cerrar sesión / Cambiar )

Foto de Facebook

Estás comentando usando tu cuenta de Facebook. Cerrar sesión / Cambiar )

Google+ photo

Estás comentando usando tu cuenta de Google+. Cerrar sesión / Cambiar )

Conectando a %s