PASOS DEL METODO CIENTIFICO.

PASOS DEL METODO CIENTIFICO.

1.- Planteamiento del Problema.

1.1.- Reconocimiento de los hechos.

Los genes se conocían desde 1866, cuando Gregor Mendel publica los resultados de sus investigaciones con chícharos, en los que postuló la existencia de unidades individuales de la herencia a las que llamó, precisamente, “genes”.

Siendo en 1869 el año en el que Friedrich Miescher, identificó por primera vez lo que llamó “nucleína” dentro de los núcleos de las células blancas de la sangre. EL término “nucleína” más tarde “ácido nucleico” y finalmente  “ácido desoxirribonucleico”, ó ADN”.El plan de Miescher fue aislar y caracterizar no la nucleína, sino las proteínas componentes de los leucocitos (glóbulos blancos).

El componente de nucleótidos quiere decir que existen numerosas formas alternativas de que los componentes podrían combinar. Levene lo denomino “polinucleótido”. Levene propuso que los ácidos nucleicos se componen de una serie de nucleótidos, y que cada nucleótido se compone a su vez de sólo una de las cuatro bases que contienen nitrógeno, una molécula de azúcar, y un grupo fosfato.

Levene propuso lo que se llama una estructura tetranucleótido, en el que los nucleótidos estaban vinculados siempre en el mismo orden es decir, GCTAGCTA y así sucesivamente.                                

En 1944, OswaldAvery comprobó que los genes no están hechos de proteínas, si no de la sustancia que Friedrich Miescher había descubierto en 1869. Esta sustancia se hallaba en el núcleo celular, tenía propiedades ácidas y entre sus componentes estaba un azúcar llamado “desoxirribosa”; por todo esto, se la conocía como ácido desoxirribonucleico.

Levene, en 1910demostró que la molécula de ADN estaba compuesta por cuatro bases (adenina, guanina, citosina y timina) organizadas sobre una estructura de azúcar-fosfato.

Levene pensaba que la unión entre las bases se producía, no directamente, sino a través de esta estructura de azúcar-fosfato. Su modelo hablaba de iguales cantidades de las cuatro bases formando un tetranucleótido. Siendo su modelo el predominante hasta comienzos de los años 50 del siglo XX. En los años 40 quedó claramente establecido que el ADN era una macromolécula implicada en la transferencia del material genético en las bacterias y sus virus. Fue hasta 1947 que Erwin Chargaff estableció que en el ADN las bases no están en igual proporción sino que la cantidad de guanina es igual a la de citosina y la de adenina a la de timina. El modelo de Levene quedaba desacreditado y era necesaria una nueva estructura.

Cargas de Chargaff.

Demuestra que las proporciones de las bases nitrogenadas son diferentes en los distintos organismos, aunque seguían algunas reglas. Estas reglas de Chargaff se cumplen en los organismos cuyo material hereditario es ADN de doble hélice y son las siguientes:

Reglas de Chargaff.

• La proporción de Adenina (A) es igual a la de Timina (T). A = T . La relación entre Adenina y Timina es igual a la unidad (A/T = 1).
• La proporción de Guanina (G) es igual a la de Citosina (C). G= C. La relación entre Guanina y Citosina es igual a la unidad ( G/C=1).
• La proporción de bases púricas (A+G) es igual a la de las bases pirimidínicas (T+C). (A+G) = (T + C). La relación entre  (A+G) y (T+C) es igual a la unidad (A+G)/(T+C)=1.
• Sin embargo, la proporción entre (A+T) y (G+C) era característica de cada organismo, pudiendo tomar por tanto, diferentes valores según la especie estudiada. Este resultado indicaba que los ácidos nucleicos no eran la repetición monótona de un tetranucleótido. Existía variabilidad en la composición de bases nitrogenadas.

En noviembre de 1951, Linus Pauling había publicado la estructura en hélice alfa de las proteínas usando datos cristalográficos, había desarrollado una teoría del enlace químico la cual mantiene unidos a los átomos, y había contribuido a consolidar la técnica de difracción de rayos X.

Auxiliado de modelos tridimensionales construidos con bolas y varillas. Encontró una configuración que no violara las reglas químicas y a la vez pudiera explicar la estructura de las proteínas. Conocido como “hélice alfa”. Su estabilidad se debía a la formación de enlaces químicos débiles “puentes de hidrógeno” entre partes distintas de una misma cadena de proteína. Maurice Wilkins tenía indicios de que la estructura del ADN también podía ser helicoidal. Alexander Stokes, que trabajaba con Wilkins en el King’s College de Londres, había desarrollado las matemáticas de la difracción de rayos X de una molécula helicoidal y se ajustaban bien a los datos de Wilkins. [pic 1]

1.2 Descubrimiento del problema

El ADN cuenta con 2 propiedades únicas:

1. Es capaz de almacenar la información genética para formar un organismo completo, ya sea una bacteria, un hombre, un pino o una ballena azul.
2. La propiedad más sorprendente, pues es quizá lo más fundamental para la vida: el ADN puede reproducirse, fabricar copias de sí mismo. Hasta ese momento, no se conocía ninguna molécula, por complicada que fuera, que pudiera cumplir con estos requisitos.

Franklin comunico a Watson y Crick que la columna vertebral de azúcar-fosfato tenía que estar en el exterior (este era uno de los errores del modelo helicoidal de Pauling). [pic 2]

Los datos de Franklin y Gosling indicaban como probable la existencia de más de una hélice. Crick se dio cuenta que la simetría de la forma A cristalina indicaba que las cadenas de azúcar-fosfato tenían que ser antiparalelas, esto es, dos hélices con el mismo eje pero que difieren en una traslación respecto a ese eje

Watson resolvió el problema de encajar las bases en la estructura cilíndrica formada por la doble hélice, asociando las grandes purinas (adenina y guanina) con las pequeñas pirimidinas (timina y citosina, respectivamente), dando de paso base teórica a la regla de Chargaff.Watson decidió tratar de construir un modelo de dos cadenas. Como no contaba con versiones a escala de las bases, recortó unas en cartulina y comenzó a probar cómo podían acomodarse en el centro de la hélice.

Hizo un intento de acomodar las bases en pares, como los dientes de un cierre o cremallera. Recordando la hélice alfa de Pauling, pensó que quizá las bases de un tipo formaban puentes de hidrógeno entre sí (por ejemplo, adenina con adenina y guanina con guanina). 

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