En 1914 Robert Feulgen describio un metodo para revelar por tincion el ADN, basado en el colorante fucsina. Se encontro, utilizando este metodo, la presencia de ADN en el nucleo de todas las celulas eucariotas, especificamente en los cromosomas.
Fuente: Geocities
Durante los años 20, el bioquimico P.A. Levene analizo los componentes del ADN y encontro que contenia cuatro bases nitrogenadas:citosina y timina( pirimidinas), adenina y guanina( purinas); el azucar desoxirribosa; y un grupo fosfato.
Purinas y Pirimidinas
La bases nitrogenadas de los nucleotidos son la pirimidina y la purina, compuestos heterociclicos, de acusado caracter aromatico. Incluso la misma purina puede ser considerada derivada de la pirimidina;se las denominan bases ya que combinadas en una solucion acuosa con iones de hidrogeno (H+),tienden a reducir la concentracion de los mismos en la solucion.
La clase de compuestos quimicos conocidos como purinas fueron descubiertas por primera vez como un subproducto de desecho del metabolismo, el acido urico. “Purinas” fue un termino acunado por el quimico Emil Fischer en el siglo 19, y proviene del latin “purus” (puro, limpio) y del latin “uricus” (acido urico, de la orina). Todas las purinas comparten la misma estructura de anillo de 9 partes.
Las pirimidinas son planares y las purinas aproximadamente planares. Las bases piricas son de mayor tamaño que las pirimidicas.
El principio transformador , el ADN puede ser el material genetico
La primera demostracion de la transformacion bacterial fue realizada con el streptococcus pneumoniae y llevo al descubrimiento que el ADN es la substancia de los genes,este descubrimiento fue realizado por Fred Griffith en 1928.
El Dr. F. Griffith médico británico , estudiaba la diferencia en la virulencia de varios tipos de neumococos de una enfermedad infecciosa mortal de la neumonia, aisló colonias bacterianas del esputo de pacientes con pneumonia lobular, desarrollo cultivos puros de microorganismos, y estudió su virulencia inyectando tales bacterias homogéneas en ratones.
Observó que los neumococos ,que en placas nutrientes especiales, formaban pequeños grupos de células y que observados en conjunto,presentan un aspecto de superficie áspera(rugosa),eran inofensivos cuando se inyectaban en ratones y los que formaban grupos lisos, eran virulentos.
Despues de un cultivo prolongado en un medio artificial,algunas celulas pierden la capacidad de formar la capsula y la superficie de las colonias muestran un aspecto rugoso y aspero R,con la perdida de esta capsula,la bacteria tambien pierde su virulencia,una inyeccion de neumococos del tipo S liso,mata a un raton en 24 horas,pero la inyeccion de 100 millones de celulas R ,son inofensivas,esto se debe a que la capsula previene que los neumococos sean atrapadas por fagositos y destruidos por celulas neutrofilas y macrofagos del cuerpo,la forma R,sin capsula, esta completamente a merced de los fagocitos.
Streptococcus pneumoniae (pneumococci),creciendo como colonias en la superficie de un medio de cultivo,la presencia de una capsula alrededor de las celulas dan a las colonias un aspecto de la superficie lisa (S),como se muestra en la siguiente foto,
Las bacterias pneumococci con falta de capsulas producen colonias con aspecto superficial rugoso (R),como se muestra a continuacion,
Los neumococos forman 90 tipos diferentes ,numerados como I, II, III …,los tipos difieren en la quimica de la capsula(polisacaridos).
A diferencia del ocacional desplazamiento de S a R,el tipo de organismo es constante, los ratones inyectados con células S,por ejemplo del tipo neumococos II, pronto tendrán sus cuerpos infectados con células descendiente del mismo tipo.
Sin embargo, Griffith encontró que cuando las células vivas R (que deben haber sido inofensivas) y las células muertas S (que también deben haber sido inofensivas) fueron inyectadas juntas, el ratón llegó a enfermar y células vivas S se podían obtener de su cuerpo. Además, el tipo de células recuperadas del cuerpo del ratón fue determinado por el tipo de células muertas S.
En el experimento mostrado,la inyección de
· células vivas R-I y
· células muertas S-II
produjo un ratón que moría con su cuerpo infectado con neumococos S-II vivos.
Algo de las células muertas S-II había producido un cambio permanente en fenotipo de las células de R-I. El proceso fue llamado transformación.
Por el año 1940 Oswald Avery y sus colegas en el instituto Rockefeller de New York City demostró eventualmente que ese"algo" era el ADN.
Siguiendo con el descubrimiento de Griffith, encontraron que podrían hacer la misma clase de transformación en vitro usando un extracto de las células bacterianas.
Tratando este extracto con
· enzimas para destruir todos los polisacáridos (incluyendo los polisacárido de la cápsula)
· una lipasa para destruir cualquier lípido
· proteasas para destruir todas las proteínas
· RNasas para destruir el RNA
no destruyó la capacidad de sus extractos de transformar las bacterias.
Oswald Avery, Colin MacLeod, y Maclyn McCarty revisaron el experimento de Griffith y concluyeron que el factor de transformación era el AND,con el agregado de una enzima que destruía el ADN. Cuando Avery agregaba esta enzima, no observaba la transformación obtenida por Griffith. Avery concluyó que el material hereditario era ADN y no una proteína. Su evidencia era fuerte pero no totalmente concluyente, para esa época el "candidato principal" para ser el material hereditario eran las proteínas. El A DN era la sustancia de genes.
Aunque la composición química de la cápsula es determinada por los genes, el lazo es indirecto. El ADN se transcribe en el ARN y el ARN se traduce a las proteínas. El fenotipo de los neumococos , la composición química de la cápsula del polisacárido , es determinado por las enzimas particulares (proteínas) usadas en la síntesis del polisacárido.
La última palabra en la cuestión de determinar cual era el material hereditario vino de los trabajos de Max Delbruck y Salvador Luria en los 40. Los bacteriófagos son un tipo de virus que atacan a las bacterias, Delbruck y Luria trabajaron con virus que atacan a la bacteria del intestino humano Escherichia coli. Los bacteriófagos consisten en ADN con una cubierta de proteínas. Los bacteriófagos infectan una célula inyectándole su ADN. Este ADN viral "desaparece" mientras toma control de la maquinaria de la bacteria que comienza a fabricar nuevos virus. Luego de 25 minutos de haber sido inyectado la célula hospedadora estalla, liberando cientos de nuevos bacteriófagos. Como los fagos tienen solo ADN y Proteínas, eran la herramienta ideal para resolver la naturaleza del material hereditario.
El experimento de Hershey-Chase ,el ADN es el material genetico.
En 1952 Alfred Hershey y Martha Chase realizaron una serie de experimentos destinados a dilucidar si el ADN o las proteinas era el material hereditario. Marcando el ADN y las proteinas con isotopos radiactivos en un cultivo de un virus, podrian seguir el camino de las proteinas y del ADN en un experimento demostrando cual de ellos entraba en la bacteria. Ese seria el material hereditario ( factor transformador de Griffith). Dado que el ADN contiene fosforo (P) pero no azufre (S), ellos marcaron el ADN con fosforo-32 radioactivo. Por otra parte, las proteinas no contienen P pero si S, y por lo tanto se marcaron con azufre-35. Hershey y Chase encontraron que el S-35 queda fuera de la celula mientras que el P-32 se lo encontraba en el interior, indicando que el ADN era el soporte fisico de la herencia.
Para entender la molécula de ADN los científicos intentaban hacer un modelo del comportamiento del mismo,en los años 1940 Erwin Chargaff describio un modelo con las cuatro bases: adenina, guanina, citosina, y timina. Tomó muestras de ADN de células diferentes y encontró que la cantidad de adenina era casi igual a la de timina, y que la cantidad de guanina era casi igual al de citosina: A=T, y G=C, este descubrimiento más tarde se conocio como la Regla de Chargaff.
