Experimentos que identificaron el DNA como material genético


Actividad Nº 19



 

1- ¿Cómo llegamos a conocer el material genético?

El material genético corresponde a toda la información que posee un organismo, codificada y guardada en cada una de sus células. Sin embargo, el comportamiento de este material se pudo comprender cuando en 1865, Gregorio Mendel, padre de lo que hoy se conoce como genética, estudió los mecanismos básicos que explican la herencia de rasgos que se van transmitiendo entre individuos de una misma familia.

Friedrich Griffith, en 1928, realizó un experimento denominado transformación bacteriana, en el que determinó que “las bacterias podían transferir sus moléculas de herencia de una a otra modificando su fenotipo”. Esto quedó de manifiesto cuando trabajó con cepas de una batería, denominadas “S”, cuyas colonias presentaban una superficie lisa, siendo capaces de matar a ratones cuando se agregaban a su sistema, y otras cepas denominadas “R”, que presentaban superficie rugosa y no eran capaces de matarlos.

 

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Oswald Avery, en 1944, a partir de los estudios anteriores, se propuso junto a un grupo de investigadores, descubrir la molécula responsable de la transformación bacteriana, llegando a la conclusión, después de múltiples análisis a las cepas, que el ácido desoxirribonucleico (ADN) era el responsable de esta transformación, identificándolo como la molécula responsable de la herencia.

 

2.- ¿Cuál es la composición del ADN?

El ADN corresponde a una macromolécula formada a partir de la unión de cuatro unidades fundamentales; denominados nucleótidos.

Cada uno de estos nucleótidos está formado por una base nitrogenada, un azúcar (llamada desoxirribosa) y un grupo fosfato. Cada nucleótido difiere solo por la base nitrogenada que poseen en su estructura. Las bases nitrogenadas que pueden contener los nucleótidos son: adenina, timina, guanina o citosina.

 

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A partir de la imagen anterior, se puede observar que hay bases nitrogenadas que presentan dos anillos enlazados y otras solo uno. Las primeras reciben el nombre de purinas, y las segundas bases pirimidinas.

El hallazgo de la composición y la caracterización de la molécula de ADN fue muy importante dentro de la rama de la genética, ya que, la sola combinación de estos cuatro nucleótidos permite una gran gama de características hereditarias en los seres vivos.

 

3.- Estructura del ADN: el modelo de la doble hélice.

Una vez que se logró determinar que el ADN era la molécula base de la herencia, quedaba saber cuál era su estructura y organización, para saber con exactitud cómo funcionaba, transmitiendo la información del gen a la proteína.

Luego de múltiples intentos, finalmente dos científicos lograron llegar a una conclusión con respecto a la estructura de esta importante molécula: Francis Crick y James Watson en el año 1953, basándose en las siguientes investigaciones anteriores:

-El descubrimiento de la forma helicoidal de la molécula, utilizando difracción de Rayos X,  realizado por Rosalind Franklin y Maurice Wilkins. El experimento que ellos realizaron consistió en dirigir rayos X en hebras de ADN cristalizado, haciendo que estos rayos, al chocar con la molécula desviaran su camino, siendo captados a través de una película fotográfica. A partir de estos análisis se pudo proponer un modelo tridimensional de la molécula

-Los estudios con respecto a la relación que existen entre bases nitrogenadas; adenina con timina y citosina con guanina, encontrada por Erwin Chargaff. Esto se deduce de la conclusión que las bases nitrogenadas seguirán la siguiente regla: una base púrica se une con una base pirimídica. Por lo tanto, cada secuencia de nucleótidos tiene una secuencia complementaria.

 

A partir de ello, se llegó a la conclusión que el ADN presentaba las siguientes características, que se establecen en el modelo propuesto por Watson y Crick:

-Está compuesto por dos cadenas de nucleótidos enrolladas, formando una doble hélice. Los nucleótidos de una misma cadena se unen entre sí a través de enlaces covalentes entre el carbono 3’ y el carbono 5´

-Las bases nitrogenadas se disponen hacia el interior de la cadena, y la pentosa y el grupo fosfato hacia el exterior, formando una especie de esqueleto.

-Los puentes de hidrógeno son las uniones por las cuales se enlazan las bases nitrogenadas de ambas cadenas. La adenina se encuentra unida con la timina a través de dos puentes de hidrógeno, mientras que la citosina con la guanina se aparea mediante tres puentes de hidrógeno. Si bien, los puentes de hidrógeno son enlaces débiles, fáciles de romper, la acción conjunta de ciento de miles de ellos otorga estabilidad a la molécula de ADN.

-Las dos cadenas de nucleótidos son antiparalelas, es decir, se alinean en direcciones opuestas.

 

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