2.1. Se descubre el ácido nucleíco

Pongámonos en situación, hasta mediados de los años 20 se sabía lo siguiente:

Los genes se encuentran en los cromosomas.
Los ácidos nucleicos también se localizaban en los cromosomas.
Los ácidos nucleicos se componían de un azúcar, bases nitrogenadas y grupos fosfatos.
La unión de varios nucleótidos compone un ácido nucleico.

Pero hasta entonces no se había relacionado los factores hereditarios o transformantes que observaba Mendel (genes) con el ácido nucleico.

Fue Frederick Griffith, en 1928, el primero en relacionarlos.

Caso de estudio

Imagen 12. Autor: Proyecto Biosfera. Autorizado su uso educativo no comercial

En 1928, Frederick Griffith tenía interés en conocer la capacidad de infección de la bacteria causante de la neumonía (Streptococcus peumoniae), y para ello realizó el siguiente experimento:

Seleccionó dos cepas: una que causa la enfermedad (cepa S) y otra que no la causaba (cepa R). Las bacterias de la primera cepa se encuentran rodeadas de una cápsula, mientras que las de la cepa no virulenta no la poseen.
Inyectó las dos cepas a ratones. Los que recibieron la cepa S morían y los que recibieron la cepa R, no.
Mató a las bacterias de las cepa S con calor y las inoculó a ratones. Observaba que éstos no morían.
Se le ocurrió combinar la cepa S muerta por el calor con la cepa R viva. Observaba que los ratones morían. Analizó la sangre de estos ratones y encontró bacterias vivas de la cepa S virulenta.

Después de leer la descripción del experimento de Griffith:

a) ¿Qué se te ocurre que podría haber pensado Griffith al obtener esos resultados?

b) ¿Cuál sería la interpretación en términos biológicos?

Retroalimentación

a) Que había un factor en las bacterias S, resistente al calor y que al poner en contacto las bacterias muertas con otras vivas que no lo poseían, ese factor pasaba a las vivas transformando a las bacterias R en patógenas. Además, ese factor se heredaba y permanecía en la descendencia, como pudo comprobar después de analizar la sangre de los ratones muertos.

b) La interpretación desde el punto biológico era que el ADN de las bacterias de la cepa S no se destruía con altas temperaturas, con lo que al mezclar bacterias muertas de las cepa S, su ADN lo intercambiaba con las bacterias de la cepa R volviéndolas virulentas. Pero este papel del ADN como factor transformante no fue postulado por Griffith, sino que hubo que esperar a 1944 cuando O.T. Avery, C. MacLeod y M. McCarty repitieron los mismos experimentos que Griffith, pero variaron la mezcla de bacterias de las cepa S y R, combinando estas últimas con diferentes compuestos de la cepa S, como por ejemplo polisacáridos o proteínas, comprobando que éstos no transformaban a las bacterias de la cepa R en virulentas, por lo que concluyeron que era el ADN el principio transformante que Griffith había indicado años antes.

En 1944, C.T. Avery, C.M. Mc Leod y M.J. Mc Carty, probaron a eliminar las proteínas, ARN y lípidos de las bacterias S, sin que éstas perdieran la capacidad de transformar a las bacterias R. Comprobaron asimismo que si extraían el ADN de las bacterias S y lo incubaban con las baterias R, éstas se transformaban en S, por lo que se pudo comprobar que era el ADN la molécula portadora de la información genética, si bien, en algunos virus era el ARN.

Actividad de Lectura

Imagen 13. Autor: Adenosine. Licencia Creative Commons

Pero la comunidad científica de la época seguía resistiéndose a creer que era el ADN y no proteínas las moléculas que poseían esa capacidad. La prueba concluyente de que era el ADN y no una proteína el factor transformante de Griffith lo aportaron en 1952 Alfred D. Hershey y Martha Chase. Para ello marcaron ADN y proteínas con los isótopos radioactivos fósforo-32 y azufre-35 respectivamente, pero en este caso trabajaron con el fago T2, un virus que infecta a la bacteria Escherichia coli. Permitieron que los fagos marcados en un experimento con fósforo-32 y luego en otro con azufre-35, infectaran bacterias analizando posteriormente qué isótopo radioactivo se encontraba en su interior en cada uno de los casos. Encontraron fósforo-32 en el interior de las bacterias, por lo que concluyeron definitivamente que era el ADN, y no las proteínas, el factor que transformaba las bacterias no patógenas en patógenas.

¿Por qué afirmaron, en base a sus resultados, que era ADN y no proteínas?

Objetivos

En la siguiente animación puedes ver cómo llevaron a cabo el experimento.

Caso de estudio

En 1948, Erwin Chargaff utilizó una nueva técnica llamada cromatografía en papel que permitía la separación y estimación en términos cuantitativos de los componentes del ADN.

Descubre en esta presentación (adelanta hasta la diapositiva nº 13) los resultados de Chargaff, que ayudarían posteriormente a dilucidar la estructura del ADN y que se conocen como las Reglas de Chargaff.