Introducción a la biología molecular

Desarrollo histórico de la biología molecular

A mediados del siglo XX, la genética y la bioquímica convergieron y crearon un nuevo campo de estudio que revolucionó por completo la ciencia de la biología. A esta nueva rama de la ciencia los científicos dirigen esperanzados sus preguntas ya que son muchas las aplicaciones que ofrece: producción de fármacos, detección y tratamiento deenfermedades, comprensión de vías metabólicas, producción de seres vivos transgénicos, desarrollo de la ingeniería genética, estudios de biología evolutiva y paleontología, entre otros. [1]

En 1928 Frederick Griffith (1881-1941), un bacteriólogo de salud pública de Inglaterra, estaba estudiando la posibilidad de desarrollar vacunas contra Streptococcus pneumoniae, un tipo de bacteria que causa una formade neumonía.

Como sabía Griffith, estas bacterias, llamadas comúnmente neumococos, poseían formas virulentas (causantes de la enfermedad) y formas no virulentas, o inocuas. Las virulentas estaban cubiertas por una cápsula de polisacáridos y las no virulentas carecían de cápsula. La producción de la cápsula y su constitución son determinadas genéticamente, es decir, son propiedades hereditariasde las bacterias.

Griffith estaba interesado en descubrir si las inyecciones de neumococos virulentos muertos por calor, que no causaban la enfermedad, podrían utilizarse para inmunizar contra la neumonía. Y encontró que esto era posible.

El experimento realizado por Griffith se demostró también en un tubo de ensayo y varias preguntas pudieron ser contestadas. Se encontró que, cuando losextractos de las bacterias encapsuladas muertas se agregaban a los cultivos de las bacterias vivas inocuas, podían convertir a estas últimas en el tipo virulento, dotándolas de la capacidad para producir cápsulas. Además, una vez transformadas, podían transmitir esa característica a la progenie. Este fenómeno se conoció como "transformación" y lo que causaba la conversión se llamó "factortransformador". [1]

En 1944 Oswald Avery (1877-1955) trabajaban con cultivos de bacterias, los neumococos. Trabajaban con dos cepas, las cepas "S" que tenía una cápsula que rodeaba a toda la célula, y la cepa "R" que no tenía cápsula. En principio, podía suponerse que "R" era incapaz de sintetizar esa cápsula. Si se agregaba un extracto del cultivo "S" al cultivo de la cepa "R", el extracto producíacambios en "R" que hacían que las bacterias pudieran realizar la tarea de síntesis de la cápsula. Podía concluirse entonces que el extracto llevaba la información genética necesaria para modificar las características de las bacterias. Este experimento se relaciona con los estudios en los que se descubrió el "factor transformador" en bacterias, realizados por Frederick Griffith en 1929.

Cuando loscientíficos analizaron el extracto, se encontraron con una sorpresa. Se trataba de una solución de ácido nucleico y no contenía ninguna otra sustancia. En este caso al menos, podía asegurarse que era el ácido nucleico y no la proteína la sustancia que portaba la información genética. [1]

En 1952, un conjunto de experimentos simples, pero ingeniosos, fueron llevados a cabo por los bioquímicosnortemericanos Alfred D. Hershey (1908-1997) y Martha Chase. Ellos prepararon dos muestras separadas de virus, una contenía DNA marcado con un isótopo radiactivo y la otra contenía proteína marcada con otro isótopo radiactivo diferente. Cultivaron los dos tipos de virus por separado e infectaron bacterias con los dos grupos de fagos y analizaron las bacterias en busca de radiactividad. A partir delos resultados obtenidos, Hershey y Chase concluyeron que el material genético viral era el DNA y no la proteína. [1]

Rosalind Elsie Franklin (1920-1958) fue una investigadora autora de importantes contribuciones a la ciencia. En Cambridge, empezó a trabajar con el ácido desoxirribonucleico (ADN) utilizando las técnicas de difracción de rayos X que había aprendido en París. A finales de la...