Estructura del ADN, tomada de Wikipedia
Durante muchos años se dudó de si la información genética radicada en las proteínas (polímeros de 20 tipos de aminoácidos) o en los ácidos nucleicos (polímeros de 4 tipos de nucleótidos). Ambos estaban constituidos por una cadena de pequeñas moléculas, cuya secuencia podía contener dicha información.
Una vez aceptado que los genes se encontraban en los cromosomas, se inició la búsqueda de la naturaleza química de los mismos. El análisis químico de los cromosomas dio dos tipos de componentes, las proteínas y el ácido desoxirribonucleico (ADN). Tuvieron que pasar 36 años hasta que se aceptó que los genes no estaban constituidos por proteínas sino por ácidos nucleicos.
Experimento de Griffith
Durante mucho tiempo se supo de la existencia de los ácidos nucleicos pero se desconocía su función. Aunque algunas evidencias parecían relacionarlos con la información genética, la primera experiencia que aportó información sobre la posible función de los ácidos nucleicos fue el experimento de Griffith (1928).
Griffith trabajaba con neumococos (bacterias que producen neumonía) y que pueden ser de dos tipos:
- Neumococos tipo S (Smooth = Lisa); estas bacterias poseen una cápsula que envuelve a la célula y son muy virulentas, es decir, que si se inyectan a un ratón, en pocos días éste muere de neumonía.
- Neumococos tipo R (Rough = Rugosa); estas bacterias no tienen cápsulas y son poco virulentas de manera que al inyectárselas a ratones éstos sufren una leve neumonía pero viven.
Griffith tomó neumococos tipo S, los mató calentándolos, los mezcló con neumococos R vivos y esta mezcla se la inyectó a ratones. Sorprendentemente estos ratones morían y de su sangre se podían obtener neumococos S vivos.
Los neumococos R habían tomado algo que había en los neumococos S muertos y se habían transformado en S, es decir, habían adquirido la capacidad de fabricar la cápsula.
Años después (1944) Avery, Mc Leod y Mc Carthy decidieron investigar qué sustancia era la que transformaba a los neumococos R en S. Para ello hicieron lo siguiente: tomaron neumococos S, los fragmentaron y separaron sus diferentes componentes (membranas, ribosomas, ácidos nucleicos, pared celular, etc.) Cada uno de esos componentes se mezcló por separado con neumococos R vivos y se inyectaron a ratones. Sólo en el caso de la mezcla con los ácidos nucleicos los ratones morían.
Esto demostraba que los ácidos nucleicos contenían la información necesaria para que los neumococos R fabricasen la cápsula, luego los ácidos nucleicos eran moléculas que almacenaban la información genética..
A pesar de la evidencia de este experimento, el mundo científico se resistió a aceptar que el ADN era el portador de la información biológica. Muchos consideraron que se trataba de una peculiaridad de las bacterias. No se entendía cómo una molécula constituida por sólo cuatro tipos de nucleótidos podía ser la que contenía la información biológica, en vez de las moléculas proteicas que están constituidas por 20 tipos de aminoácidos. Fue necesario el experimento de A. Hershey y de M. Chase en 1952, ocho años después, para confirmar estas conclusiones.
Experimento con bacteriófagos T2
Se sabía que el material genético debía estar en el núcleo, incluso en los cromosomas. Como candidatos para este papel estaban los ácidos nucleicos (apoyados por el experimento de Griffith) y las proteínas (dada su gran variabilidad, pues resultan de combinar 20 aminoácidos y que también forman parte de los cromosomas). La prueba definitiva que atribuyó al ADN la función de material genético en los seres vivos fue obtenida en 1952 por Alfred Hershey y Martha Chase trabajando con el bacteriófago T2. Un bacteriófago es un virus que infecta y mata a bacterias. Estos tienen una composición muy sencilla. Sólo constan de una molécula de ADN que esta encerrada en una envuelta de proteínas (cápsida).
Hershey y Chase construyeron dos tipos de virus:
- Virus que se replicaron en presencia de P32 (un isótopo radioactivo). Este tipo de virus solo tenían radioactivo el ADN (la envuelta no, ya que no hay ningún aminoácido que contenga fósforo).
- Virus que se replicaron en presencia de S35 (un isótopo radioactivo). Estos virus tenían radioactiva la envuelta proteica (ya que hay aminoácidos que contienen azufre) pero no el ADN, pues ningún nucleótido contiene azufre.
Cada uno de estos virus se mezcló por separado con bacterias y se siguió la marcha de la radioactividad. Se encontró que sólo la radioactividad procedente del P32 penetraba en las bacterias mientras que la correspondiente al S35 se quedaba fuera.
Así pues, se demostró que era el ADN, y no las proteínas, la molécula que pasa de una generación a otra y, por lo tanto, la que debe contener la información de cómo han de ser los organismos.