EL ADN

1.EL DESCUBRIMIENTO DEL ADN

Durante el año 1869 el biólogo suizo Johann Friedrich Miescher, utilizó alcohol caliente y después una pepsina enzimática, esta separa la membrana celular y el citoplasma de la célula, lo que quería conseguir era apartar el núcleo de la célula. Este proceso se llevó a cabo con los núcleos de las células obtenidas del pus de vendajes quirúrgicos desechados y del esperma de salmón, sometiéndolos a estos materiales y a una fuerza centrifuga para aislar a los núcleos y luego realizo un análisis químico a los núcleos.

De esta forma Miescher identifico a un nuevo grupo de substancias celulares a las que denomino nucleínas.

Observo la presencia de fósforo, después Richard Altmann los identifico como ácidos y les dio el nombre de ácidos nucleicos.

En 1914 Robert Feulgen describió un método para revelar el ADN, basado en el colorante fucsina.

En el transcurso de los años 20, el bioquímico P.A. Levene realizo un analicis a los componentes del ADN y encontró que contenía cuatro bases nitrogenadas: citosina y timina, adenina y guanina; azúcar desoxirribosa; y

fosfato. También señalo que se encontraban unidas en un orden definido el cual es:  fosfato-azúcar-base, formando lo que llamo nucleótido. Levene también expuso que los nucleótidos se encontraban unidos por los fosfatos formando el ADN.

James Watson y Francis CrickEllos descubrieron la forma que del ADN al interior de la célula: una hélice doble, que le permite replicarse y traspasar información de una generación a otra.

Este descubrimiento fue el punto de partida para el estudio del genoma. Desde aquella fecha hasta hoy han pasado 50 años, y los avances de la Genética han sido enormes.

2.BASE MOLECULAR DE LA HERENCIA 

En 1953, Watson y Crick proponen la estructura en doble hélice del ADN. Esta aportación ha supuesto el comienzo de la “revolución genética”. En poco más de 50 años los avances científicos en este terreno no han dejado de sucederse.

EL EXPERIMENTO DE GRIFFITH

En 1928 Griffith estudiaba el proceso de infección en ratones por Streptococcus pneumoniae, más conocido como "neumococo", una bacteria que se encuentra entre los agentes causantes de la neumonía humana y que resulta especialmente patógena para el ratón: la inyección en un ratón de esputos procedentes de un paciente afectado de neumonía neumocócica le ocasiona a aquél la muerte en menos de 24 horas. En sus experimentos, Griffith utilizó dos cepas distintas del neumococo: La “S” y la “R”. Ambas variantes podían distinguirse una de la otra con facilidad debido al aspecto de las colonias que formaban en las placas de cultivo, que tenían aspecto brillante (S) en la variante patógena común y aspecto rugoso (R) en la variante mutante no patógena. El aspecto brillante o rugoso de las colonias era también una consecuencia de la presencia o ausencia respectivamente de la cápsula de polisacáridos.

En el curso de sus investigaciones Griffith descubrió que las bacterias S muertas y las R no producían la muerte del ratón si se inyectaban separadas pero observó con sorpresa que los ratones inoculados con mutantes R no patógenos mezclados con una muestra de bacterias S patógenas previamente muertas por efecto del calor, contraían la neumonía y morían a las pocas horas. Las bacterias recuperadas de la sangre de los ratones muertos habían recuperado su capacidad para sintetizar la cápsula de polisacáridos y con ello su carácter patógeno y el aspecto brillante de las colonias a las que daban lugar.

Había algo en las células S muertas capaz de transformar a las células R vivas.

EL EXPERIMENTO DE AVERY

Los experimentos de Griffith fueron el punto de partida del trabajo de Avery, McLeod y McCarthy, quienes en 1944, se plantearon identificar la naturaleza química del "principio transformante" responsable del fenómeno observado.

• Trataron los pneumococos S muertos por calentamiento con detergente para obtener un lisado celular (un extracto libre de células que contenía el factor transformante). Este lisado contiene (entre otras cosas) el polisacárido de la superficie celular, las proteínas, el ARN y el ADN de los neumococos S.
• Sometieron al lisado a diversos tratamientos enzimáticos
• Inyectaron en ratones los neumococos de tipo R vivos junto con una fracción del lisado modificada enzimáticamente.

EL EXPERIMENTO DE HERSHEY Y CHASE

En 1952 Alfred D. Hershey y Marta Chase diseñaron un experimento con el objeto de elucidar los detalles del proceso de infección de células bacterianas de la especie Escherichia Coli por bacteriófagos T2. Las partículas infecciosas de este fago están compuestas exclusivamente por DNA y proteínas. Hershey y Chase querían saber como se comportaba uno y otro tipo de macromoléculas durante el proceso de infección. Para ello, idearon una ingeniosa técnica de marcaje mediante isótopos radiactivos. Se percataron de que en las partículas virales la práctica totalidad de los átomos de fósforo se encontraban en el DNA (en los grupos fosfato de la cadena polinucleotídica) mientras que la práctica totalidad de los átomos de azufre se encontraban en las proteínas (en los aminoácidos metionina y cisteína). 

3.EL ADN: DOBLE HÉLICE 

La Doble Hélice del ADN es uno de los más grandes descubrimientos científicos de todos los tiempos. Descrita primero por James Watson y Francis Crick en 1953, el ADN es la famosa molécula de la genética que establece las características físicas de cada organismo. No fue hasta mediados del 2001, que el "Proyecto Genoma Humano" y Celera Genomics, conjuntamente presentaron la verdadera naturaleza y complejidad del código digital inherente al ADN. Sabemos ahora que cada molécula humana de ADN comprende bases químicas dispuestas en aproximadamente 3 billones de secuencias precisas. Hasta la molécula de ADN de la bacteria unicelular .

LEY DE CHARGAF

se basa en la relación cuantitativa de los Nucleótidos que forman la doble hélice del ADN, establece que la cantidad de Adenina( A) es igual a la cantidad de Timina( T), y la cantidad de Guanina(G) es igual a la cantidad de Citosina(C), es decir, el n° total de bases purinas es igual al n° total de bases pirimídinas( A+G= C+T), sin embargo existen diferencias en lo que respecta a la relación AT/CG, comparado el ADN de un organismo eucariota con uno procariota. En los organismos procariotas, virus, metafitas y metazoos inferiores hay un predominio de CG sobre AT, en cambio, en las metafitas y metazoos superiores existe lo contrario más cantidad de AT sobre CG. Solo las reglas de Chargaff y Col son aplicables a la molécula de ADN y no al ARN, porque el ARN está formado por una secuencia lineal o de hélice simple de nucleótidos y por no poseer Timina, en su lugar posee Uracilo.

Difracción de rayo x:

Wilkins junto con Rosalind Franklin trabajando sobre la difracción de rayos X, describen la estructura de doble hélice del ADN, que posteriormente servirá de base para la descripción de dicha estructura por James Dewey Watson y Francis Crick. Wilkins mostró unas nuevas imágenes de difracción de rayos X de alta calidad sobre la molécula de ADN, obtenidas por Franklin y sin su permiso, a Watson y Crick, lo que les orientó y motivó para la descripción del modelo de doble hélice.

4.ESTRUCTURA DEL ADN.

El ADN consiste en dos moléculas parecidas a cadenas (polinucleótidos) que se tuercen alrededor de la otra para formar la clásica doble hélice. La maquinaria de la célula forma cadenas de polinucleótidos al unir cuatro nucleótidos. Los nucleótidos, que son utilizados para construir las cadenas del ADN, son adenina (A), guanina (G), citosina (C), y timina (T). El ADN alberga la información requerida para crear todos los polipéptidos utilizados por la célula. La secuencia de nucleótidos en las cadenas de ADN (llamadas "gen") especifica la secuencia de aminoácidos en las cadenas de polipéptidos. 

Claramente, no puede existir una relación de uno a uno entre los cuatro nucleótidos del ADN y los veinte aminoácidos utilizados para armar los polipéptidos. Por lo tanto, la célula utiliza agrupaciones de tres nucleótidos (llamados "codones") para especificar veinte aminoácidos diferentes. Cada codón especifica un aminoácido. 

Debido a que algunos codones son redundantes, la secuencia de aminoácidos para una cadena dada de polipéptidos puede ser especificada por varias secuencias diferentes de nucleótidos. De hecho, la investigación ha confirmado que la célula no hace uso al azar de codones para especificar un aminoácido en particular en una cadena de polipéptidos. Más bien, parece haber una delicada base lógica detrás del uso de codones en los genes.

5.EXPRESIÓN DEL MATERIAL GENÉTICO.

LA TRANSCRIPCIONES  DEL ADN:  es el proceso por el que se transmite la información del ADN al ARN. Este proceso se lleva a cabo mediante la ARN polimerasa, que se husa como las hembras del ADN, y se le llama hembra codificante. Durante el proceso de trancripción se reconoce un sitio específico  de la molécula de ADN en el que se van a unir las encimas.

En las células procariotas existe una serie de proteínas que pueden unirse al ARN polimerasa. 

En las células eucariotas la unión de la ARN polimerasa a un promotoro a otro viene regulada por la unión de otras muchas proteínas.

LA TRADUCCIÓN DEL ADN: es el proceso por el que la información genética contenida en el ADN y transcrita en una ARN mensajero va a ser utilizada para sintetizar una proteína. El proceso se lleva a cabo por los ribosomas.

La traducción del mensaje genético desde el ARN hasta una proteína no es suficiente, en algunos casos, para que se exprese correctamente. Es necesario que el polipéptido  que se va sintetizando por el ribosoma se pliegue de forma adecuada para que se pueda desarrollar su función biológica correctamente.