BIOLOGIA MOLECULARA.

Aproximación histórica a la biología molecular

a través de sus protagonistas, los conceptos

y la terminología fundamental.

            A finales del siglo XIX la vida se concibe desde un punto de vista mecanicista, reduciendo la célula a sus partes constitutivas. Gracias a este planteamiento mecanicista se esclarecieron muchos procesos elementales de la fisiología celular. Esta visión se ve favorecida por los estudios de la herencia y la bioquímica. Aristóteles ya había señalado que “la herencia biológica implicaba alguna forma de transmisión de padres a hijos”, los sencillos trabajos en Brno de Johann Gregor Mendel, lo llevaron a postular la existencia de entes de naturaleza desconocida e inmutable responsables de la transmisión de los caracteres hereditarios, mejor conocidos como genes. La importancia de esta aportación no fue apreciada en su momento. En 1884, se estaban descubriendo los cromosomas y el núcleo mediante microscopía. En 1886, Weismann publica su libro El plasma germinal: una teoría de la herencia, en el que idea un modelo donde se meten en el mismo saco de la herencia y el desarrollo.

La naturaleza química de los cromosomas se estaba estudiando simultáneamente a la transferencia de los genes. Entre 1868 y 1869, el suizo Friedrich Miescher, aisló núcleos a partir del pus de los vendajes usados en el hospital, comprobó que estaban formados por una única sustancia química muy homogénea y no proteica, que denominó nucleína o bien, ácido nucleico. Según sus palabras. La nucleína son “sustancias ricas en fósforo localizadas exclusivamente en el núcleo celular”. Walther Fleming y Robert Feulgen, desarrollaron nuevas técnicas de tinción y lograron visualizar los cromosomas en división, lo que permitió describir la manera n que se replican los cromosomas, mejor conocida como mitosis.

Walter S. Sutton realizó una serie de experimentos que le permitieron proponer que los genes de Mendel son unidades físicas que realmente se localizan en los cromosomas. Parte de este trabajo permitió a Sutton proponer ese modelo se debió a su descubrimiento de la meiosis junto con Theodor Boveri. Thomas Hunt Morgan realizó experimentos sobre los rasgos genéticos ligados al sexo, a su vez, Alfred Henry Sturtevant, alumno de Morgan, demuestra que algunos de ellos tienden a heredarse juntos, por lo que se deduce que se colocan de forma lineal sobre el cromosoma, y con eso, elabora el mapa genético de un organismo: Drosophila melanogaster.

El término genética fue propuesto en 1906 por William Bateson, así como también los términos alelomorfo, cigoto, homocigoto y heterocigoto. La genética y la embriología se estudiaban mezcladas, sin diferenciar. Fue Morgan quien separó el análisis de la herencia del análisis del desarrollo embriológico. A partir de entonces, las investigaciones se iban a dedicar al análisis de las mutaciones, la bioquímica implicada en la transmisión de los caracteres y las bases moleculares de la herencia.

En 1926 fue propuesto un modelo para la conformación de los ácidos nucleicos: el tetranucleótido plano. El modelo del tetranucleótido de Levene implicaba que los ácidos nucleicos estaban formados por planos apilados, que constaban de cuatro pentosas que exponían hacia el exterior las bases nitrogenadas; las pentosas se unen entre sí por fosfatos a través de enlaces fosfoéster. Esta estructura respondía a los resultados sobre la composición de los ácidos nucleicos y la naturaleza de los enlaces covalentes que los componen. En cambio, se deducía que los ácidos nucleicos eran moléculas muy monótonas, casi variables, extremadamente rígidas. Por tanto, se descartaron rápidamente como el tipo de molécula capaz de transmitir la información genética, por lo que todo el mundo se centró en el estudio de las proteínas como moléculas portadoras de la herencia. Este error se consolidó cuando Dorothy Wrinch observó que la información genética era lineal por lo que se requería una molécula lineal para transmitirla, y no una molécula cíclica invariable. El modelo del tetranucleótido plano fue un lastre en el desarrollo de la biología molecular. William Thomas Astbury y Florence Bell, propones que el DNA debe de ser una fibra periódica, al encontrar un espaciado regular de 0.33 nm a lo largo del DNA mediante estudios preliminares de difracción por rayos X. Astbury veía que las bases estaban apiladas a 0.33 nm unas de otras, y perpendiculares al eje de la molécula; de hecho, era la distancia que separaba los tetranucleótidos, siguió trabajando desde el punto de vista estructural sobre proteínas fibrosas, como las queratinas, en lana. Dando así su primera cátedra de Estructura biomolecular.

La biología molecular es el dominio de la biología que busca explicaciones a las células y organismos en términos de estructura y función de moléculas; las moléculas más frecuentemente analizadas son las macromoléculas del tipo proteínas, ácidos nucleicos y glúcidos, así como conjuntos moleculares del tipo membranas o virus. La vertiente informacionista, cuyo objetivo era estudiar cómo la información se transfiere entre generaciones. Puesto que estudia cómo la información biológica se traduce en moléculas específicas, se solapa con la genética en muchos aspectos. El interés de los investigadores se centraba en entender de qué manera las moléculas transmiten información de una generación a la siguiente. Para ellos utilizaron el modelo más simple que conocían, los bacteriófagos o simplemente fagos. Los bacteriófagos infectaban, mataban y disolvían las células bacterianas en poco más de media hora, así como el hecho de que las bacterias eran capaces de desarrollar de forma natural una resistencia al fago. El término bacteriófago para referirse al microorganismo antagonista del bacilo que causaba la disentería.

...