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Grandes científicos: Watson & Crick

Grandes-científicos-Watson-Crick.jpgDORLING KINDERSLEY RF De todos los descubrimientos científicos del siglo XX, el de la molécula de ADN fue sin lugar a dudas, uno de los diez más trascendentales. Detrás del hallazgo de la estructura molecular del ADN se encuentran los nombres de dos grandes científicos, uno aún con nosotros y otro, lamentablemente fallecido hace poco tiempo atrás.

Se trata de James Watson y Francis Crick, quienes descubrieron la famosa estructura de doble hélice o escalera en espiral, modelo del ADN que conocemos y manejamos en la actualidad. Nada más y nada menos que por esto, merece la pena que hoy recordemos y conozcamos en profundidad a estos dos hombres, ambos Premios Nobel, a pesar de algunas cosas que quizás no conocías sobre el descubrimiento y la personalidad de Watson.

Vida y obra de Watson y Crick

La dupla de estos científicos famosos, ocupa un lugar de honor entre las ciencias, en especial en la biología molecular. Su descubrimiento dio lugar a un desarrollo exponencial e impresionante de esta disciplina y su aporte a la ciencia es equiparable al de los más destacados investigadores. Repasamos algunos datos biográficos de ambos, y luego nos metemos de lleno en su trabajo sobre esta molécula, tan fructífero e interesante en nuestros días como lo fue en el año de su descubrimiento: 1953.

James Dewey Watson

Grandes-científicos-Watson-Crick-2.jpg POR JURVETSON (Sobre la derecha: James Watson)

James Dewey Watson nació en 1928 en Estados Unidos, donde se graduó en la Universidad de Indiana con el título de zoólogo. Su trabajo alcanzó su

punto más alto en en el año 1953 al descubrir la molécula de ADN junto al biofísico Francis Crick y años más tarde, participó en el proyecto Genoma Humano.

Watson es un reconocido conservador radical y ha realizado declaraciones controversiales y repudiadas por la comunidad científica, algunas de ellas durante la década de los noventas en cuanto a los homosexuales y otras mucho más recientes (2007) sobre el racismo. Fue Premio Nobel de Medicina en 1962 y por estas mismas declaraciones, su premiación fue fuertemente cuestionada durante muchos años.

Francis Harry Compton Crick

Por otro lado, Francis Crick, nació en el año 1916 y falleció en el 2004. Fue físico, biólogo molecular y neurocientífico. Francis nació en Gran Bretaña, trabajó en diversos campos de la física y particularmente, en las propiedades físicas del citoplasma de la célula.

En la década de 1950 comenzó sus trabajos con el ADN y tres años más tarde materializó su nombre junto al de Watson en el hallazgo de la molécula de ácido desoxirribonucleico. Por ende, el señor Crick también es Premio Nobel de Medicina, reconocimiento que le fue otorgado en 1962.

Grandes-científicos-Watson-Crick-3.jpg POR DAWARWICKPHOTOGRAPHY (Monumento en honor a Francis Crick y su descubrimiento)

El descubrimiento de la estructura del ADN

El descubrimiento de la estructura del ADN involucró no obstante, más nombres que los de James Watson y Francis Crick. Otros dos Premios Nobel, el estadounidense Linus Pauling (que para entonces estaba trabajando en ello) y Maurice Wilkins, que junto a Rosalind Franklin habían captado imágenes de rayos X de la molécula, constituyeron una buena parte del descubrimiento.

Esas imágenes de rayos X abrieron paso al descubrimiento de la molécula, pues Wilkins se las mostró a Watson iluminando la mente del investigador. El gran mérito se lo llevaron Watson y Crick en primer lugar y luego Pauling y Wilkins, sin embargo, la pobre Franklin, quizás y tristemente por la hipocresía de entonces, tan solo tuvo un pequeño reconocimiento.

Grandes-científicos-Watson-Crick-1.jpg ISTOCKPHOTO Volviendo a los aspectos técnicos del descubrimiento, para entonces se sabía que la composición química de la molécula estaba conformada de bases de cuatro clases: timina (T), guanina (G), citosina (C) y adenina (A). Las mismas, estaban vinculadas por débiles enlaces de fosfato-azúcar, pero su estructura era desconocida, de hecho la forma en la que se unían estas bases también era desconocida.

Al ver las fotografías de Wilkins, Watson observó que los patrones que se veían en cruz debían, tridimensionalmente, estar construidos en forma de doble hélice. Junto a Crick confeccionaron entonces un modelo con metales, en el que la doble hélice de ADN se construía por pares de cuatro moléculas y lo publicaron en la revista científica Nature en el año 1953.

La estructura del ADN

Grandes-científicos-Watson-Crick-4.jpg HEMERA Las implicaciones de su trabajo fueron esenciales para el desarrollo posterior de la biología y la genética. El ADN, ya comprendido y modelado, podía integrarse ahora al estudio del funcionamiento celular y al proceso de transmisión hereditaria.

En el interior de las células, el ADN se encuentra en los cromosomas, los cuales se duplican antes de que ocurra la división celular. La replicación del ADN ocurre a partir de la acción de las enzimas, en un proceso complejo y estándar que se explica de forma sencilla en el vídeo que mostramos a continuación:

Desde un punto de vista más subjetivo y más bien artístico, estas visualizaciones de la replicación de la molécula son bastante ilustrativas y entretenidas:

El genoma es un concepto que se erige sobre la molécula de ADN. El genoma es la totalidad de la información genética que tiene un organismo y el mismo es común (con pequeñas variaciones genéticas) para todos los de una misma especie.

Volviendo a la obra de Watson y Crick, en el caso del primero su retiro de la actividad científica fue infeliz y muy controversial. Tras dar a entender con polémicas declaraciones que África era un continente genéticamente inferior, dimitió como presidente del Laboratorio Cold Spring Harbor, institución en la que junto a Crick realizaron su famoso descubrimiento y retirándose definitivamente de la actividad científica.

En el caso de Crick, se retiró de las ciencias en 1995 y falleció en el año 2004 a los 88 años de edad por un agravado cáncer de colon.

A fin de cuentas, Watson fue una eminencia en las ciencias y un imbécil en todo lo demás. ¿Qué opinas tú sobre sus declaraciones y la forma en la que lo relacionó con sus descubrimientos? ETIQUETASADN Biologia Molecular Cientificos Famosos Genoma http://curiosidades.batanga.com/5874/conoces-estas-25-enfermedadesterriblemente-extranas

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El ADN es la molécula que contiene la información genética. La genética (del griego antiguo γενετικός /guennetikós/, ‘genetivo’, y este de γένεσις /guénesis/, ‘origen’)1 2 3 es la rama y estudio de la biología que busca comprender la herencia biológica que se refleja de generación en generación.

El estudio de la genética permite conocer qué es lo que exactamente ocurre en el ciclo celular, (replicar nuestras células) y reproducción, (meiosis) de los seres vivos y cómo puede ser que, por ejemplo, entre seres humanos se transmiten características biológicas genotipo (contenido del genoma específico de un individuo en forma de ADN), características físicas fenotipo, de apariencia y hasta de personalidad.

El principal objeto de estudio de la genética son los genes, formados por segmentos de ADN (doble hebra) y ARN (hebra simple), tras la transcripción de ARN mensajero, ARN ribosómico y ARN de transferencia, los cuales se sintetizan a partir de ADN. El ADN controla la estructura y el funcionamiento de cada célula, con la capacidad de crear copias exactas de sí mismo, tras un proceso llamado replicación, en el cual el ADN se replica.

En 1865 un monje científico checo-alemán llamado Gregor Mendel observó que los organismos heredan caracteres de manera diferenciada. Estas unidades básicas de la herencia son actualmente denominadas genes.

Fue William Bateson quien, en 1905, utilizó el término "Genetics" por primera vez.4

En 1941 Edward Lawrie Tatum y George Wells Beadle demuestran que los

genes [ARN-mensajero] codifican proteínas; luego en 1953 James D. Watson y Francis Crick determinan que la estructura del ADN es una doble hélice en direcciones antiparalelas, polimerizadas en dirección 5' a 3', para el año 1977 Fred Sanger, Walter Gilbert, y Allan Maxam secuencian ADN completo del genoma del bacteriófago y en 1990 se funda el Proyecto Genoma Humano.

Índice [ocultar] 1 La ciencia de la genética 1.1 Subdivisiones de la genética 1.2 Ingeniería genética 2 Historia de la genética 2.1 Cronología de descubrimientos notables 3 Importancia de la genética 4 Véase también 5 Referencias 6 Bibliografía 7 Enlaces externos La ciencia de la genética[editar] Aunque la genética juega un papel muy significativo en la apariencia y el comportamiento de los organismos, es la combinación de la genética replicación, transcripción, procesamiento (maduración del ARN) con las experiencias del organismo la que determina el resultado final.

Los genes corresponden a regiones del ADN o ARN, dos moléculas compuestas de una cadena de cuatro tipos diferentes de bases nitrogenadas (adenina, timina, citosina y guanina en ADN), en las cuales tras la transcripción (síntesis de ARN) se cambia la timina por uracilo —la secuencia de estos nucleótidos es la información genética que heredan los organismos. El ADN existe naturalmente en forma bicatenaria, es decir, en dos cadenas en que los nucleótidos de una cadena complementan los de la otra.

La secuencia de nucleótidos de un gen es traducida por las células para producir una cadena de aminoácidos, creando proteínas —el orden de los aminoácidos en una proteína corresponde con el orden de los nucleótidos del gen. Esto recibe el nombre de código genético. Los aminoácidos de una proteína determinan cómo se pliega en una forma tridimensional y responsable del funcionamiento de la proteína. Las proteínas ejecutan casi todas las funciones que las células necesitan para vivir.

El genoma es la totalidad de la información genética que posee un organismo en particular. Por lo general, al hablar de genoma en los seres eucarióticos nos referimos solo al ADN contenido en el núcleo, organizado en cromosomas. Pero no debemos olvidar que también la mitocondria contiene genes llamado genoma mitocondrial.

Subdivisiones de la genética[editar] La genética se subdivide en varias ramas, como:

Clásica o [Genética mendeliana| mendeliana]: Se basa en las leyes de Mendel para predecir la herencia de ciertos caracteres o enfermedades. La genética clásica también analiza como el fenómeno de la recombinación o el ligamento alteran los resultados esperados según las leyes de Mendel. Citogenética: El eje central de esta disciplina es el estudio del cromosoma y su dinámica, así como el estudio del ciclo celular y su repercusión en la herencia. Está muy vinculada a la biología de la reproducción y a la biología celular. Genética del desarrollo: Estudia como los genes son regulados para formar un organismo completo a partir de una célula inicial. Cuantitativa: Analiza el impacto de múltiples genes sobre el fenotipo, muy especialmente cuando estos tienen efectos de pequeña escala. Molecular: Estudia el ADN, su composición y la manera en que se duplica. Así mismo, estudia la función de los genes desde el punto de vista molecular: Como transmiten su información hasta legar a sintetizar proteínas. Evolutiva y de poblaciones: Se preocupa del comportamiento de los genes en una población y de cómo esto determina la evolución de los organismos. Mutagénesis: Estudia el origen y las repercusiones de las mutaciones en los

diferentes niveles del material genético. Ingeniería genética[editar] Artículos principales: Ingeniería genética e Ingeniería genética humana. La ingeniería genética es la especialidad que utiliza tecnología de la manipulación y trasferencia del ADN de unos organismos a otros, permitiendo controlar algunas de sus propiedades genéticas. Mediante la ingeniería genética se pueden potenciar y eliminar cualidades de organismos en el laboratorio (véase Organismo genéticamente modificado). Por ejemplo, se pueden corregir defectos genéticos (terapia génica), fabricar antibióticos en las glándulas mamarias de vacas de granja o clonar animales como la oveja Dolly.

Algunas de las formas de controlar esto es mediante transfección (lisar células y usar material genético libre), conjugación (plásmidos) y transducción (uso de fagos o virus), entre otras formas. Además se puede ver la manera de regular esta expresión genética en los organismos.

Respecto a la terapia génica, antes mencionada, hay que decir que todavía no se ha conseguido llevar a cabo un tratamiento, con éxito, en humanos para curar alguna enfermedad. Todas las investigaciones se encuentran en la fase experimental. Debido a que aún no se ha descubierto la forma de que la terapia funcione (tal vez, aplicando distintos métodos para introducir el ADN), cada vez son menos los fondos dedicados a este tipo de investigaciones. Por otro lado, este es un campo que puede generar muchos beneficios económicos, ya que este tipo de terapias son muy costosas, por lo que, en cuanto se consiga mejorar la técnica, es de suponer que las inversiones subirán.

Historia de la genética[editar] Artículo principal: Historia de la genética Usualmente se considera que la historia de la Genética comienza con el trabajo del monje agustino Gregor Mendel. Su investigación sobre hibridación en guisantes, publicada en 1866, describe lo que más tarde se conocería como las leyes de Mendel.

Pero su desarrollo vertiginoso se puede observar en la siguiente tabla cronológica.

Cronología de descubrimientos notables[editar] Año Acontecimiento 1865 Se publica el trabajo de Gregor Mendel 1900 Los botánicos Hugo de Vries, Carl Correns y Erich von Tschermak redescubren el trabajo de Gregor Mendel 1903 Se descubre la implicación de los cromosomas en la herencia 1905 El biólogo británico William Bateson acuña el término "Genetics".4 1910 Thomas Hunt Morgan demuestra que los genes residen en los cromosomas. Además, gracias al fenómeno de recombinación genética consiguió describir la posición de diversos genes en los cromosomas. 1913 Alfred Sturtevant crea el primer mapa genético de un cromosoma 1918 Ronald Fisher publica On the correlation between relatives on the supposition of Mendelian inheritance —la síntesis moderna comienza. 1923 Los mapas genéticos demuestran la disposición lineal de los genes en los cromosomas 1928 Se denomina mutación a cualquier cambio en la secuencia nucleotídica de un gen, sea esta evidente o no en el fenotipo 1928 Fred Griffith descubre una molécula hereditaria transmisible entre bacterias (véase Experimento de Griffith) 1931 El entrecruzamiento es la causa de la recombinación 1941 Edward Lawrie Tatum y George Wells Beadle demuestran que los genes codifican proteínas; véase el dogma central de la Biología 1944 Oswald Theodore Avery, Colin McLeod y Maclyn McCarty demuestran que el ADN es el material genético (denominado entonces principio transformante) 1950 Erwin Chargaff demuestra que las proporciones de cada nucleótido siguen algunas reglas (por ejemplo, que la cantidad de adenina, A, tiende a

ser igual a la cantidad de timina, T). Barbara McClintock descubre los transposones en el maíz 1952 El experimento de Hershey y Chase demuestra que la información genética de los fagos reside en el ADN 1953 James D. Watson y Francis Crick determinan que la estructura del ADN es una doble hélice 1956 Jo Hin Tjio y Albert Levan establecen que, en la especie humana, el número de cromosomas es 46 1958 El experimento de Meselson y Stahl demuestra que la replicación del ADN es replicación semiconservativa 1961 El código genético está organizado en tripletes 1964 Howard Temin demuestra, empleando virus de ARN, excepciones al dogma central de Watson 1970 Se descubren las enzimas de restricción en la bacteria Haemophilius influenzae, lo que permite a los científicos manipular el ADN 1973 El estudio de linajes celulares mediante análisis clonal y el estudio de mutaciones homeóticas condujeron a la teoría de los compartimentos propuesta por Antonio García-Bellido et ál. Según esta teoría, el organismo está constituido por compartimentos o unidades definidas por la acción de genes maestros que ejecutan decisiones que conducen a varios clones de células hacia una línea de desarrollo. 1977 Fred Sanger, Walter Gilbert, y Allan Maxam, secuencian ADN por primera vez trabajando independientemente. El laboratorio de Sanger completa la secuencia del genoma del bacteriófago Φ-X174 1983 Kary Banks Mullis descubre la reacción en cadena de la polimerasa, que posibilita la amplificación del ADN 1989 Francis Collins y Lap-Chee Tsui secuencian un gen humano por primera vez. El gen codifica la proteína CFTR, cuyo defecto causa fibrosis quística 1990 Se funda el Proyecto Genoma Humano por parte del Departamento de Energía y los Institutos de la Salud de los Estados Unidos 1995 El genoma de Haemophilus influenzae es el primer genoma secuenciado de un organismo de vida libre 1996 Se da a conocer por primera vez la secuencia completa de un eucariota, la levadura Saccharomyces cerevisiae

1998 Se da a conocer por primera vez la secuencia completa de un eucariota pluricelular, el nematodo Caenorhabditis elegans 2001 El Proyecto Genoma Humano y Celera Genomics presentan el primer borrador de la secuencia del genoma humano 2003 (14 de abril) Se completa con éxito el Proyecto Genoma Humano con el 99 % del genoma secuenciado con una precisión del 99,99 %5 http://es.wikipedia.org/wiki/Gen%C3%A9tica

Alfred Nobel

La mayoría de los Premios Nobel que figuran en la siguiente lista son de Fisiología y Medicina, salvo algunos de Química y de la Paz que se indican de forma expresa en la tabla.

1910 Albrecht Kossel

Por sus trabajos sobre las sustancias albuminoides, incluyendo las nucleínas, que han contribuido al conocimiento de la química de las células.

1930 Karl Landsteiner

Por sus descubrimientos de los grupos sanguíneos de la especie humana. 1933 Thomas H. Morgan

Por su descubrimiento sobre la función de los cromosomas como portadores de la herencia. 1946 Hermann J. Muller

Por su descubrimiento de la inducción de mutaciones mediante radiación con rayos X. 1954 Linus Carl Pauling

Por sus investigaciones sobre la naturaleza de los enlaces químicos y su aplicación en la elucidación de la estructura de las sustancias complejas.

También recibió el Premio Nobel de la Paz en 1962 por su lucha contra el desarrollo de las armas nucleares.

1958 George W. Beadle

Edward L. Tatum

Por su descubrimiento de que los genes actúan regulando sucesos químicos definidos. 1958 Joshua Lederberg

Por sus descubrimientos relacionados con la recombinación genética y la organización del material genético en las bacterias. 1958 Frederick Sanger

Por sus trabajos sobre la estructura de las proteínas, especialmente de la insulina. 1959 Severo Ochoa

Arthur Kornberg

Por su descubrimiento de los mecanismos de la síntesis biológica de los ácidos ribonucleíco y desoxirribonucleíco. 1960 Peter Medawar

Frank Macfarlane Burnet

Por su descubrimiento de la tolerancia inmunológica adquirida. 1962 James D. Watson Francis H. C. Crick Maurice H. F. Wilkins

Por sus descubrimientos en relación con la estructura molecular de los ácidos nucleícos y su significación para la transmisión de la información en la materia viva. 1965 Francois Jacob

Jacques Monod

Andre Lwoff

Por sus descubrimientos en relación con el control genético de la síntesis de enzimas y virus. 1968 Robert W. Holley Har Godino Khorana Marshall W.Nirenberg

Por su interpretación del código genético y su función en la síntesis de proteínas. 1969 Max Delbrück

Salvadore E. Luria

Alfred D. Hershey

Por sus descubrimientos sobre el ciclo de reproducción de los virus y el papel del material genético en las bacterias y los virus. 1970 Norman E. Borlaugh

Nobel de la Paz Por su contribución a la revolución verde.

1972 Rodney R. Porter

Gerald M. Edelman

Nobel de Química Por sus descubrimientos de la estructura química de los anticuerpos.

1975

Renato Dulbeco

David Baltimore

Howard M. Temin

Por sus descubrimientos en relación con la interacción entre los virus tumorales y el material genético en la célula. 1978 Werner Arber

Hamilton O. Smith

Daniel Nathans

Por su descubrimiento de las endonucleasas de restricción y su aplicación en la genética molecular. 1980 George Snell

Baruj Benacerraf

Jean Dausset

Por sus descubrimientos sobre las estructuras de las superficies celulares genéticamente determinadas que rigen las reacciones inmunológicas. 1980 Paul Berg

Nobel de Química Por sus estudios fundamentales de bioquímica de los ácidos nucleícos, en particular el ADN recombinante.

1980 Walter Gilbert

Frederick Sanger

Nobel de Química Por sus contribuciones a la determinación de las secuencias de bases en los ácidos nucleícos.

1982 Aaron Klug

Nobel de Química Por su desarrollo de la microscopía electrónica cristalográficas sus descubrimientos sobre la estructura de complejos de ácidos nucleícosproteínas biológicamente importantes.

1983 Barbara McClintock

Por su descubrimiento de estructuras móviles en la masa genética. 1984

Niels K. Jerne

Por sus teorías sobre la especificidad en el desarrollo y control de los sistemas de inmunidad. 1984 George J.F. Köhler

Cesar Milstein

Por su descubrimiento del principio que rige la producción de anticuerpos monoclonales. 1987 Susumu Tonegawa

Por su descubrimiento del fundamento genético de la formación de una rica variedad de anticuerpos. 1989 J. Michael Bishop

Harold E. Varmus

Por sus descubrimientos sobre el origen celular de los oncogenes retrovirales. 1989

Sidney Altman

Thomas R. Cech

Nobel de Química Por su descubrimiento de las propiedades catalíticas del ácido ribonucleíco.

1993 Richard J. Roberts

Phillip A. Sharp

Por el descubrimiento de los genes discontinuos. 1993 Kary B. Mullis

Nobel de Química Por su invención del método de reacción en cadena de la polimerasa.

1993 Michael Smith

Nobel de Química Por su contribución fundamental al establecimiento de la mutagénesis dirigida mediante oligonucleótidos y su desarrollo para estudios de proteínas.

1995 Edward B. Lewis C. Nüsslein-Volhard Erick F. Wieschaus

Por sus descubrimientos sobre el control genético del desarrollo temprano del embrión. 1996 Peter C. Doherty

Rolf M. Zinkernagel

Por sus descubrimientos sobre la respuesta inmunitaria de las células frente al ataque de organismos infecciosos. 1997 Stanley B. Prusiner

Por su descubrimiento de los Priones - un nuevo principio biológico de infección. 2001

Leland H. Hartwell R. Timothy Hunt

Paul M. Nurse

Por sus descubrimientos sobre los reguladores clave del ciclo celular (ciclinas). 2002 Sydney Brenner

John E. Sulston H. Robert Horvitz

Por sus descubrimientos sobre la regulación genética del desarrollo de los órganos y la muerte celular programada.

AVG http://pendientedemigracion.ucm.es/info/genetica/AVG/nobel/nobel.htm

... los Premios Nobel que hicieron importantes aportes para el desarrollo del campo de la genética y los mecanismos moleculares de transferencia de información génica ...

K. Landsteiner

T. H. Morgan

Grupos sanguíneos (1930)

H. Muller

Cromosomas y herencia (1933)

L. Pauling

Mutación por rayos X (1946)

HbS. Enfermedad Molecular (1954)

G. W. Beadle J. Lederberg E. L. Tatum Recombinación genética bacteriana (1958)

S. Ochoa - A. Kornberg Síntesis DNA y RNA (1959)

J. Watson - F. Crick F. Jacob - J. Monod - A. Lwoff Modelo DNA (1962)Control Genético Enzimático (1965)

N. Niremberg - H. Khorana - R. Holley

D. Baltimore - R. Dubecco - H. Temin

Estructura genética de virus (1968)

Virus, células y tumores (1975)

B. S. Blumberg - D. C. Gajdusek D. Nathans - W. Arber - H. O. Smith Antígeno Australia, virus lentos (1976) Enzima de restricción (1978)

J. Dausset - G. Snell - B. Benacerraf

B. Mc Clintock

Control Genético HLA (1980)

Movilidad del material hereditario (1983)

M. S. Brown - J. L. Golstein

S. Tonegawa

Genes del colesterol (1985)

Bases genéticas, anticuerpos (1987)

M. J. Bishop - H. Varmus

R. J. Roberts - P. A. Sharp

Oncogenes, transcriptasa reversa (1989) (1993)

K. Mullis

Evolución y origen del cáncer

C. Nusslein - E. F. Wieschaus - E. B. Lewis

PCR, amplificación genética (1993)

S. B. Prusiner

Genes embrionarios (1995)

L. Hartwell - P. Nurse - R. Hunt

Priones, proteínas, genes (1997)Reguladores del ciclo celular (2001)

S. Brenner - R. Hortvitz - J. Sulston Desarrollo de los órganos y su regulación genética (2002)

R. Axel - L. Buck Olfato (2004)

Roger Komberg Estudios de las bases moleculares de la transcripción en eucariotas (Química 2006)

Andrew Z. Fire - Craig C. Mello Descubrimiento del RNA de interferencia - silenciamiento génico por RNA doble cadena (Medicina 2006)