La historia del ADN

La historia del ADN

El descubrimiento de la estructura del ADN se informó hace 50 años este mes. Pero la saga comenzó muchos años antes, dice Susan Aldridge

El 25 de abril de 1953, apareció un artículo en Nature que era transformar las ciencias de la vida - desde la bioquímica y la agricultura, la medicina y la genética. James Watson y Francis Crick, y luego en la Universidad de Cambridge, informó el descubrimiento de la estructura del ADN (ácido desoxirribonucleico) - la molécula que los genes están hechos.

Crick y Watson utilizan la construcción de modelos para revelar la ya famosa doble hélice del ADN, pero los datos de cristalografía de rayos X de Rosalind Franklin y Maurice Wilkins del King College de Londres, fueron cruciales para el descubrimiento. El avance también se debió en gran parte a los avances en las técnicas bioquímicas, microscopía, análisis químicos y teorías de enlace químico que se había desarrollado a partir del siglo de mid-19th. El verdadero significado de la estructura del ADN fue subrayado en la misma época por la solución definitiva de la controversia de décadas de duración sobre si el ADN o las proteínas era la "molécula de la vida '.

La saga de ADN se inició en 1869, cuando el bioquímico suizo Friedrich Miescher aisló una nueva sustancia a partir de los núcleos de las células blancas de la sangre. Los investigadores fueron recientemente consciente de que las células fueron la unidad básica de la vida y de Miescher estaba interesado en sus componentes químicos. Cada día, llamó a la clínica local para recoger vendajes sucios, ya que en los días previos a los antisépticos éstos estaban empapados en pus - una buena fuente de células blancas de la sangre con sus grandes núcleos. La adición de álcali hizo los núcleos celulares se abrieron, liberando su contenido, de la que se extrae el ADN Miescher (que él llamó nuclein).

El análisis de este nucleína mostró que se trataba de un ácido, que contiene fósforo, por lo que no encaja en cualquiera de los grupos conocidos de moléculas biológicas, tales como hidratos de carbono y proteínas. Miescher calculó su fórmula como C 29 H 49 O 22 N 9 P 3 - muy subestimadas, lo que refleja el hecho de que el ADN es una larga, molécula frágil que fácilmente fragmentos. Miescher debe haber utilizado uno de los fragmentos para la determinación de la fórmula. Nuclein fue rebautizado de ácidos nucleicos y, a pesar de su novedad química, su significado biológico no se realiza plenamente por muchas décadas más.

Mientras tanto, gracias a los avances en microscopía, la célula siguió arrojando sus secretos. En 1879, el biólogo alemán Walther Flemming descubrió diminutas estructuras similares a hilos llamados cromatina (más tarde conocido como cromosomas) en el núcleo - llamados porque fácilmente absorbidos color de las nuevas manchas que se utilizan para revelar los componentes celulares. Los estudios sobre la división celular daban a conocer el papel fundamental que desempeñan los cromosomas en la herencia - la forma en que se duplican antes de que las divisiones celulares y, a continuación, dividir en dos grupos, teniendo una copia nueva en cada célula "hija".

Un análisis más detallado sugiere que los cromosomas contenían ADN, lo que llevó otro investigador alemán, Oskar Hertwig, que declaran que 'nuclein es la sustancia que se encarga ... para la transmisión de las características hereditarias '. No todo el mundo estuvo de acuerdo - Miescher para uno. Los cromosomas contienen también proteínas y bioquímicos estaban empezando a apreciar lo que eran grandes proteínas, moléculas complejas. La fragilidad de ADN era ocultar su complejidad subyacente durante muchos años más.

Irónicamente, Miescher fue posiblemente el primero en proponer la idea de un código químico entrega de información biológica de una célula a otra, pero él, como muchos otros después de él, cree que sólo las proteínas son capaces de llevar un código de este tipo.

En 1900, se sabía que los bloques básicos de ADN fueron fosfato, un azúcar (más tarde demostrado ser desoxirribosa) y cuatro bases heterocíclicas - dos de los cuales eran purines [adenina (A) y guanina (G)], mientras que los otros dos eran pirimidinas [citosina (C) y timina (T)].

Fue Phoebus Levene, del Instituto Rockefeller de Nueva York, y un antiguo alumno del químico y compositor ruso Alexander Borodin, que mostraron que los componentes del ADN fueron ligados en el fosfato-azúcar-base orden. Llamó a cada una de estas unidades de un nucleótido, con el argumento de que la molécula de ADN consistía en una serie de unidades de nucleótidos unidos entre sí a través de los grupos fosfato, que son la "columna vertebral" de la molécula.

Pero nadie apreció la extraordinaria longitud de la molécula de ADN, hasta bien entrado el siglo 20. Ahora sabemos que el ADN de una célula humana sería, si puso un extremo a otro, forman una molécula de aproximadamente 1 m de longitud. Incluso un organismo simple como la bacteria E. coli tiene una molécula de ADN a poco más de 1 mm de longitud. Miescher no se había dado cuenta de esto, por supuesto, y como tampoco Levene, que insistió en que el ADN era una molécula relativamente pequeña - probablemente alrededor de 10 nucleótidos de longitud.

Levene también estaba convencido de que las cantidades de las cuatro bases son las mismas en todas las moléculas de ADN, cualquiera que sea su origen. Así que incluso cuando los investigadores suecos Torbjörn Caspersson y Einar Hammersten mostraron, en la década de 1930, que el ADN era un polímero, la mayoría de la gente sigue creyendo en la Levene tetranucleótido hipótesis '. Incluso si el ADN contenía millones de nucleótidos, que se cree que están dispuestas de manera monótona y predecible que podría tener ningún contenido de información significativa. Levene de contemporáneo, el gran químico alemán Emil Fischer, habían demostrado que las proteínas están hechas de aminoácidos, unidos entre sí en diversas secuencias. Se veía más y más como si las proteínas llevan el código genético, mientras que el ADN juega un papel secundario en los cromosomas.

Un gran avance se produjo a partir de Oswald Avery, Colin McLeod y McCarty Maclyn, un equipo de microbiólogos médicos en el Instituto Rockefeller de Nueva York. Ellos estaban tratando de identificar la naturaleza del "principio de la transformación '- una sustancia descubierta por el microbiólogo Inglés, Fred Griffith, en 1928. Griffith había estado experimentando con dos especies de neumococo, la bacteria que causa la neumonía (mucho-temido

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