historia de los ácidos nucleicos
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Historia de los Ácidos Nucleicos
Por: Michel Privat de GarilheEditorial Universitaria de Buenos Aires
Si se considera la vida y la reproducción de las
células animales o vegetales, se hace evidente que dicha reproducción solo es posible si la célula-madre sintetiza las sustancias necesarias para la formación de la célula-hija.
La célula madre se copia, pues, así misma mediante mecanismos complejos en los cuales los cromosomas contenidos en el núcleo celular desempeñan un papel fundamental.
Introducción y Reseña histórica
Se sabe que los cromosomas que aparecen en
la observación microscópica, en el momento de la división celular, son los que <<aportan el patrimonio hereditario>> de la célula.
Cada especie posee un numero constante de cromosomas (45 en el hombre) constituidos por moléculas gigantes, o macromoléculas, de Nucleoproteínas.
Patrimonio hereditario
Esas macromoléculas están constituidas a su
vez por un único acido nucleico unido a una proteína.
Se ve así el papel fundamental que desempeñan los ácidos nucleicos en la organización y multiplicación de la célula.
Nucleoproteínas
Ya se reconocían dos categorías
fundamentales de los ácidos nucleicos, según la naturaleza del azúcar (pentosa) que entra en su constitución: los ácidos ribonucleicos y los ácidos desoxirribonucleicos.
Veremos que los cromosomas están constituidos casi exclusivamente por acido desoxirribonucleico (ADN) y que este (ADN) rige la transmisión de los caracteres hereditarios.
Hace 50 años…
Se realiza gracias a un gran numero de
enzimas o catalizadores bioquímicos, sintetizadas por intermedio de los ácidos ribonucleicos (ARN), y que todo esta organizado fundamentalmente por los ácidos desoxirribonucleicos.
La síntesis de materia…
Miescher descubrió en 1869 los ácidos
nucleicos y llamo <<nucleina>> a una sustancia aislada a partir de los núcleos celulares.
Altman en 1889 introdujo la expresión <<acido nucleico>>. Se sabia desde tiempo atrás que los ácidos celulares y, en particular, los cromosomas eran ricos en una sustancia llamada <<cromatina>>
Miescher y Altman?
El primer esfuerzo por aislar esta sustancia y
caracterizarla se debe a Miescher, de Basilea, discípulo del gran sabio alemán Hoope Seyler.
El alemán Hoope Seyler
La historia de los ácidos nucleicos comienza
hace cerca de un siglo por inspiración de muchos científicos que en un principio fueron fisiólogos preocupados por la naturaleza química de las sustancias de origen natural, o por la constitución química de los organismos que veían evolucionar bajo sus microscopios.
Hace 100 años…
Así la bioquímica nació de la preocupación por
racionalizar las ciencias biológicas, determinando, por un lado, la constitución de la materia viva y clasificando los distintos compuestos identificados entre las sustancias cuya estructura ya se conocía y, por otro lado, determinando la evolución de esas mismas sustancias en el curso de la vida de la célula.
La bioquímica
En 1869 Miescher solicito a su maestro Hopper
Seyler que publicara en su revista Hoope-Seyler Medizinich-Chemische Untersuchungen el informe de las experiencias fundamentales realizadas por el durante ese año.
Este informe contenía los resultados de sus esfuerzos para aislar el material nuclear de los demás constituyentes de la célula.
El informe de Miescher
Se trataban las células durante varias
semanas con soluciones acidas diluidas. Luego se extraía el hidrolizado con éter: una parte del material solido se acumulaba en la interface de los dos líquidos, entre el agua y el éter, mientras que otra parte de ese material solido precipitaba en la fase acuosa.
Como se aislaba el material según
Miescher
Cuando Miescher consideraba ese precipitado
como sustancia nuclear pura y lo llamo <<nucleina>>, veinte años mas tarde, dicha sustancia seria llamada <<acido nucleico>> Ya Miescher llamaba la atención sobre de las propiedades fundamentales de los ácidos nucleicos, como, por ejemplo, la de ser mas ácidos que las proteínas, y sobre todo su elevado contenido de fosforo.
20 años mas tarde…
Suscito la curiosidad, pero también el
escepticismo del maestro hacia su ex alumno y Hopper-Seyler no consintió en publicar los trabajos de Miescher hasta 1871, cuando hubo verificado por si mismo, en su laboratorio, todos sus resultados que allí se enunciaban.
El Brillante trabajo de Miescher
La investigación de los ácidos nucleicos
prosiguió con suerte diversa: muchos errores, pero también muchos éxitos. Como observa Levenne, en un tratado que adquirió notoriedad en 1931 y aun la conserva, el error ha contribuido, de tal manera que se debe rendir homenaje tanto a quienes se equivocaron como a quienes tuvieron una visión acertada.
El científico Levenne
Los trabajos que se han llevado a cabo a los
conocimientos actuales sobre los ácidos nucleicos seria larga en exceso, nos limitaremos a citar aquellos que han marcado verdaderos jalones:
1869: Miescher aísla una nucleina a partir de núcleos de célula de pus.
1869-71: Hopper-Seyler y sus colaboradores confirman los trabajos de Miescher y aíslan nucleina a partir de otras células.
Enumeración de trabajos
1874: Miescher aísla a partir de esperma de salmón una
nucleina constituida por una sal de acido nucleico y por una sustancia básica llamada <<protamina>>. Piccard aísla la guanina y la Hipoxantina, dos bases puricas, a partir de un hidrolizado clorhídrico de acido nucleico.
1889: Altman introduce el termino <ácidos nucleicos> y describe un método cómodo de preparación de tales sustancias.
1894: Kossel y Neuman identifican la timina. 1900: Ascoli identifica el uracilo a partir del acido nucleico
de la levadura. 1902-03: Kossel y Steudel por un lado, y Levenne, por otro
identifican la citosina a partir del acido nucleico del timo.
Enumeración de trabajos
1909: Gracias a los trabajos de Hemmarsten y de Levenne y
jacobs, se sabe que el acido nucleico de la levadura contiene las cuatro bases: adenina, citosina, guanina y uracilo; acido fosfórico y un azúcar de cinco átomos de carbono (pentosa): la ribosa.
1909-29: Los trabajos de Levenne y colaboradores demuestran que el acido nucleico del timo contiene las cuatro bases: adenina, citosina, guanina y timina; acido fosfórico y otra pentosa: la desoxirribosa.
1924: Feulgen pone a punto una reacción histoquímica que permite colorear selectivamente el ADN de los tejidos.
1927: Embden y Zimmerman aíslan el acido adenilato del musculo.
1929: Lohman y Fiske y Subbarow aíslan la adenosinatrifosfato.
Enumeración de trabajos
1930: Se establece con claridad la diferencia fundamental entre acido
ribonucleico y acido desoxirribonucleico. Aparece la teoría llamada de los “tetranocleotidos”según la cual los ácidos nucleicos estarían constituidos por la unión en cadena de cuatro “nucleótidos”, cada uno de los cuales contiene una base purica p pirimidinica, una pentosa y un grupo fosforilo.
1933-40: Brachet pone a punto su ensayo histoquímica que por medio de la ribonucleasa permite revelar la presencia de ácidos ribonucleicos en numerosos tejidos.
1936-41: Capersson describe su método microespectrofotometrico cuantitativo que le permite reconocer la presencia de grandes cantidades de ribo nucleótidos en tejidos en activa proliferación.
1940-50: Kunitz cristaliza las principales enzimas nucleoliticas: la ribonucleasa y la desoxirribonucleasa, y describe sus propiedades fundamentales.
1943-44: Davidson y Waymouth, por métodos colorimétricos, dosan los ácidos nucleicos de numerosos tejidos y demuestran la particular riqueza del tejido embrionario.
Enumeración de trabajos
1944: Avery y otros colaboradores, a partir de una cepa de neumococos,
aíslan el ADN dotado de propiedades modificadoras frente a una segunda cepa y aportan, de este modo, una prueba suplementaria en favor del papel fundamental del ADN en la transmisión de los caracteres hereditarios.
1947-50: Chargaff y su escuela, aplicando la cromatografía sobre papel, dosan de modo preciso el contenido de bases puricas y pirimidinicas de los ácidos nucleicos y demuestran su pluralidad.
1948-49: Síntesis de numerosos nucleótidos, entre ellos el adenosintrisfosfato por Todd y su escuela
1949-53: Descripción de la cromatografía de los ácidos nucleicos sobre resinas de intercambio por W. Cohn y colaboradores.
1952: Markham y Smith ponen a punto la cromatografía sobre papel y la electroforesis de los ácidos nucleicos, enunciando una nueva hipótesis sobre la estructura del ARN de la levadura y aportan pruebas en favor de la ligadura 3’-5’- fosfodiester entre los nucleótidos.
Enumeración de trabajos
1953: Watson y Crick enuncian una hipótesis fundamental sobre la
estructura helicoidal del ADN. 1955: Grunber-Manago y Ochoa obtienen poli nucleótidos
biosinteticos comparables a los ARN naturales mediante una enzima del Azobacter: la polinucleotido-fosforilasa.
1956: Kornberg y sus colaboradores obtienen polímeros biosinteticos del tipo ADN por medio de una polimerasa de Escherichia coli. Frankel-Conrat y otros, después de aislar el ARN del virus mosaico del tabaco, demuestran que basta este ARN para propagar la enfermedad.
1958: Khorana y colaboradores realizan la síntesis total de numerosos poli nucleótidos del tipo ADN.
1960-61: Descubrimiento del ARN <mensajero> y de su función de transmisor de la información genética, por Gros, Jacob, Monod y otros.
Enumeración de trabajos
1961: Nirenberg demuestra que el acido
poliuridilico puede funcionar como informador genético en un sistema <in vitro> y dirigir la síntesis de un poli péptido: la poli fenilalanina.
1962: El ARN mensajero funciona como <código genético>.
1963-64: Se descifra el código genético gracias a la síntesis de numerosos polímeros biosinteticos. (trabajos de Crick, Grunberg, Manago, Lipmann, Michelson, Niremberg, Ochoa, etc.).
Enumeración de trabajos