BIOLOGIA MOLECULAR “La Biología Molecular se ha ocupado

BIOLOGIA MOLECULAR
“La Biología Molecular se ha ocupado fundamentalmente de la
tríada DNA, RNA y proteína, y de la transferencia de la
información genética.” “El biólogo molecular persigue la
estructura (DNA o proteína) para encontrar su función. Modifica
la estructura, la introduce en una célula intacta y, a partir de la
respuesta que se produce en la célula, infiere la función de la
estructura. El biólogo molecular, a menudo proveniente de la
Física o la Genética”.
Arthur Kornberg (1918 – 2007) 1630 Según cálculos del arzobispo
James Ussher, el nacimiento de la Tierra se produjo el 23 de
octubre del año 4004 a.C. "Hace muchos años estos lugares
estuvieron recubiertos de bosques, hasta que, ahogados por la
violencia del mar, se mantuvieron por mucho tiempo bajo el
agua hasta que los ríos llevaron hasta allí barro suficiente como
para cubrir los árboles, rellenar las profundidades y crear tierra
firme otra vez (...) Es cosa extraña teniendo en cuenta la
juventud del mundo, pues de acuerdo a lo estimado, no tiene
más de 6.000 años".
John Ray (1627-1705) escribiendo sobre un bosque en el que
había encontrado conchas fosilizadas. La Tierra, según Robert
Hooke (1635-1703), no era un sistema inamovible sino que había
sufrido cambios colosales, que quizás no habían podido
producirse en el tiempo de vida que Ussher le otorgó. Hooke fue
de los primeros en darse cuenta que los fósiles eran estructuras
biológicas petrificadas, y no rocas que por casualidad habían
tomado esas curiosas formas, según la creencia oficial de la
época. 1665 Robert Hooke publica Micrographia. Descubre las
células en láminas finas de corcho: "tomé un buen pedazo de
corcho limpio y con un cuchillo tan bien afilado como una
navaja de rasurar lo corté en pedazos y luego lo examiné con el
microscopio. Me pareció percibir que tenía una apariencia
porosa muy parecida a un panal de abejas". Hooke llamó a los
poros celdillas debido a que le recordaban las celdas habitadas
por los monjes que vivían en un monasterio. En realidad, Hooke
había observado las paredes vacías de un tejido vegetal
muerto, paredes que originalmente fueron producidas por las
células vivas que las rodeaban. Georges Louis Leclerc, conde
de Buffon (1707 -1788).
Frente a aquellos que opinaban que la información provenía o
de los machos o de las hembras, Buffon sostuvo que la
información procedía de las dos partes, lo que sugería un
intercambio de los caracteres de los padres cuando éstos eran
transmi-tidos a los hijos, algo que ya había sido postulado por los
griegos. En Lecciones de Anatomía Comparada, Georges
Cuvier (1769-1832) establece nuevos cánones para el estudio de
los seres vivos.
De su obra surgieron dos principios fundamentales: el llamado
principio de subordinación de los órganos, que indica una
relación entre los órganos, y el llamado principio de correlación
de las formas, que apunta a que ciertos caracteres se atraen
mutuamente, mientras que otros se excluyen necesariamente.
Cuvier estudió los fósiles de manera sistemática y razonada, y se
le puede considerar el padre de la Paleontología. Fue el primero
en reconstruir animales utilizando sus huesos, y del estudio de
éstos dedujo también que la Tierra tenía que ser mucho más
antigua que los escasos 6.000 años que el obispo Ussher le
atribuyó. "Todos los animales sufren transformaciones que en
parte se producen por su propia actividad, en respuesta a
placeres y dolores, y muchas de estas adquisiciones se
transmiten a las posteriores generaciones". Erasmus Darwin,
abuelo de Charles Darwin y uno de los fundadores de la
Sociedad Lunar, fue el primero en proponer, en un libro
publicado en 1794, la adquisición de caracteres: En estas pocas
palabras están sintetizadas las leyes que Lamarck enunció
quince años después. Lamarck (1744-1829) resumió sus ideas en
dos famosas leyes: la Regla del uso y del no uso, según la cual la
necesidad crea el órgano necesario, su uso lo refuerza y la falta
de uso lo atrofia; y la Regla de la herencia de los caracteres
adquiridos, por la que el carácter adquirido bajo la influencia de
las condiciones ambientales se transmite a la generación
siguiente. Geoffroy Saint-Hilaire (1772-1844) se adhirió a las ideas
de Lamarck y fue incluso más lejos, lanzando la hipótesis que
podríamos asociar a las leyes de selección natural promulgadas
por Charles Darwin años después: "Si las modificaciones
adquiridas producen efectos nocivos, los animales que las
manifiestan perecen y son sustituidos por otros que presentan
una forma algo diferente, una forma que ha cambiado con el
fin de adaptarse al nuevo entorno". 1830 Carlos Lyell publica el
primer volumen de sus Principios de Geología, sostiene las ideas
de Hutton (Historia de la Tierra) y destruye el “catastrofismo”.
Copyright: Charis Tsevis, TIME Inc. 2009 En 1831 y por azares del
destino se cruzó en su camino una oferta para acompañar
como naturalista al capitán de la corbeta Beagle, en un viaje
alrededor del mundo. Charles Darwin (1809 – 1882)
http://tinyurl.com/1831-1836 1668 Francesco Redi prueba que las
larvas no se producen por generación espontánea.
1675 Anton van Leeuwenhoek descubre los protozoarios.
1677
Johann
Ham
descubre
los
espermatozoides.
1680 Van Leeuwenhoek descubre que la levadura es un
microorganismo.
1683
Van
Leeuwenhoek
descubre
las
bacterias.
1767 Lazzaro Spallanzani prueba que los microorganismos no
se producen en el caldo que se ha sometido a ebullición
y se conserva al abrigo del aire.
1781 Félix Fontana describe el núcleo de las células (ya
delineados por van Leeuwenhoek en 1719) 1798 Tomás Malthus
publica su Ensayo sobre el Principio de la Población, en el que
expone sus teorías de la sobrepoblación.
1800 Cuvier
geológica.
populariza
el
“catastrofismo”
como
teoría
1803 John Dalton propone la teoría atómica moderna.
1807 Jöns Berzelius divide las sustancias en “orgánicas” e
“inorgánicas”; defiende el “vitalismo”.
1809 Lamarck publica su Filosofía Zoológica, y sostiene una
teoría sobre la evolución basada en la herencia de los
caracteres adquiridos.
1828 Federico Wöhler sintetiza la urea, destruye el “vitalismo” e
inicia la química orgánica moderna.
1827 Karl Ernst von Baer descubre el óvulo de los mamíferos.
1820 Braconnot aísla la Leucina y la glicina (los primeros
aminoácidos que se descubrieron) de la gelatina.
1819 H. Braconnot descubre que la celulosa está formada por
unidades de glucosa.
1812 Gay-Lussac establece las similitudes químicas del almidón,
azúcar y celulosa (los carbohidratos).
1812 Gottlieb Kirchhoff descubre que el almidón está formado
por unidades de glucosa.
1811 Michel Chevreul desdobla los lípidos produciendo ácidos
grasos.
1811 Claude Berthollet descubre que las sustancias albuminosas
contienen nitrógeno. Darwin observó, entre otros ejemplos,
cómo los pinzones de las distintas islas Galápagos, que
mantienen distintos microclimas en función de los vientos y
corrientes marinas presentes en cada una de ellas, poseen un
pico distinto que se ajusta exquisitamente a la distinta función
que han desarrollado en cada uno de esos nichos. 1835
Teodoro Schwann sugiere que existe un catalizador digestivo
(pepsina) en el jugo gástrico, gracias al cual se digiere la carne.
1836 Schwann prueba que los microorganismos no se producen
si el caldo esterilizado se expone a un aire previamente
calentado.
1836 Berzelius resume los conocimientos iníciales sobre la catálisis
y propone el empleo de la palabra “catalizador”.
1838 El libro de Malthus inspira a Darwin para elaborar su teoría
de la selección natural. "Cada año una especie cualquiera
puede ver reducido su número por un número ilimitado de
enemigos y circunstancias (...) La reducción del número de
halcones afecta al número de sus presas y de sus depredadores
(...) Hay multitud de fuerzas trabajando al unísono forzando a
cada tipo de estructura (especie) a introducirse en los huecos
de la economía de la naturaleza, empujando a otras especies
peor adaptadas".
Charles Darwin Este proceso de selección natural habría
trabajado, según Darwin, desde el nacimiento de la Tierra
produciendo continuos cambios en las plantas y en los animales,
tal como los naturalistas habían observado en los estratos
estudiados. 1839 Matías Schleiden indica que todos los
vegetales están compuestos de células. Schwann sugiere que
todos
los
animales
están
compuestos
de
células.
1839 Schleiden y Schwann establecen la “teoría celular”.
1840 Darwin publica la Zoología del Viaje del “Beagle”.
1840 Hugo von Mohl propone que se llame “protoplasma” al
contenido celular.
1841 Karl Nägeli descubre en el núcleo de plantas unas
estructuras aproximadamente cilindricas, los cromosomas
"cuerpos coloreados".
1841 Rudolf von Koelliker afirma que el espermatozoide
constituye una sola célula.
1845 Karl von Siebold explica que los protozoarios son células
únicas.
1850 Se utilizan, por primera vez los colorantes para el estudio de
las células.
1856 Claudio Bernard descubre que el glucógeno está formado
de unidades de glucosa.
1857 Louis Pasteur prueba que la fermentación de los jugos de
frutas se realiza por células vivientes de levadura.
1858 Virchow demostró que la célula no podía aparecer de la
nada: "Allí donde hay una célula, ha habido otra previamente"
1858 Federico Kekule empieza a determinar las fórmulas
estructurales:
"... los átomos saltaban delante de mis ojos. Ahora los grupos
más pequeños permanecían modestamente al fondo. Mi ojo
mental, más agudo, debido a las repetidas visiones de este tipo,
podía distinguir estructuras mayores, con conformaciones
diversas; largas filas, a veces más íntimamente unidas; todas
retorciéndose y agitándose con un movimiento parecido al de
una serpiente. De repente una de las serpientes había cogido
con la boca su propia cola y su figura comenzó a dar vueltas
delante de mis ojos. Como si hubiese sido el resplandor de un
relámpago, me desperté". 1858 Alfred Wallace descubre la
teoría de la evolución provocada por la selección natural,
independientemente de Darwin. 1859 Darwin publica El Origen
de las Especies. 1876 Willy Kühne propone que se llame “enzima”
a los catalizadores orgánicos que existen fuera de las células.
1879 Hermann Fol observa por primera vez la fecundación de un
óvulo por un solo espermatozoide. Y confirma los resultados de
las investigaciones de Leopoldo y Oscar Hertwig (la información
para producir el organismo tiene entonces origen en los núcleos
parentales)
1879 Walther Flemming descubre la cromatina, por medio de las
técnicas de tinción.
1882 Flemming publica La Sustancia Celular, El Núcleo y la
División Celular, en la cual describe completamente el proceso
de división del núcleo, que Flemming denominó mitosis.
1884 Karl von Nägeli propone la teoría de la ortogénesis y afirma
que la evolución se lleva a cabo a saltos, bruscos y
relativamente grandes. 1886 Hugo de Vries encuentra la primera
prueba a partir de la cual elabora su teoría de las mutaciones.
1885 Karl Rabí señaló en que los cromosomas permanecían
como estructuras individuales al finalizar la división celular.
1888 Edward Strasburger describe que las células sexuales de las
plantas tienen la mitad del número de cromosomas que
contienen
las
demás
células
del
organismo.
1889 Martinus Beijerinck denomina “virus” al agente infeccioso
que produce el mosaico del tabaco.
1891 Emil Fischer determina las fórmulas estructurales de algunos
azúcares simples. 1911 Casimir Funk propone el nombre de
“vitaminas” para las sustancias orgánicas indispensables en
cantidades
mínimas
para
mantener
la
vida.
1911 Phoebus Levene descubre ribosa en un tipo de ácido
nucleico y desoxirribosa en otro.
1916 Calvin Bridges demuestra definitivamente la teoría
cromosómica de la herencia mediante la no disyunción del
cromosoma X.
1915 Félix d'Herelle descubre el bacteriófago.
1917 Se elaboran los primeros mapas cromosómicos de
Drosophila.
1918 Hermann Emil Fischer descubre la manera en que se unen
los aminoácidos para formar proteínas.
1924 Karl Freudenberg demuestra que los tejidos vivientes
contienen unicamente L-aminoácidos. Las primeras noticias de
la utilización de material proteico provienen del Creciente Fértil,
donde ya se conocían hace 7.000 años las propiedades de la
leche y su transformación en queso y mantequilla.
Bibliografía
Isaac Asimov. Las Fuentes de la Vida. Editorial Limusa, 2002.
José María Valpuesta. En busca del secreto de la vida: una
breve historia de la biología molecular. Editorial Hélice, Madrid
2008.
Gerald Karp Biologia Celular y Molecular: Conceptos
Experimentos.
McGrawHill,
2011.
http://www.nature.com/nature/focus/crick/pdf/crick227.pdf
http://bitesizebio.com/articles/history-of-molecular-biology Extra,
documentos
"adjuntos":
1)>>http://mail.udgvirtual.udg.mx/biblioteca/bitstream/20050101
/1308/1/Bio_molecular.pdf
2) Relación entre la Bioquímica, la Genética y la Física con la
Biología Molecular y el nacimiento de la Organización Europea
de Biología Molecular (EMBO). Información expuesta por Dr.
José María Valpuesta en su libro sobre la historia de la Biología
Molecular: 1838 Gerard Mulder descubre azufre en las sustancias
albuminoides, y propone para ellas el nombre de “proteínas”
(nombre influenciado por su maestro Berzelius). 1838 Schwann
sugiere que el óvulo es una sola célula. 1886 Desarrollo por parte
de los investigadores Ernst Abbe y Otto Schott, del famoso cristal
de Jena, que se mostró prácticamente libre de defectos
ópticos. Schwann concluyó que las células de las plantas y los
animales eran estructuras semejantes y propuso el primero de los
dos dogmas de la teoría celular:
• Todos los organismos están compuestos de una o más Células.
La célula es la unidad estructural de la vida. 1855 Rudolf
Virchow, patólogo alemán, propuso una hipótesis convincente
para el tercer dogma de la teoría celular:
• Las células sólo pueden originarse por división de una célula
preexistente. 1926 James Sumner cristaliza por primera vez una
enzima, la ureasa. 1944 O. T. Avery descubre que los genes
pueden estar constituidos por ácido nucleico puro. 1927
Hermann Joseph Müller empieza a exponer Drosophila a las
radiaciones para aumentar la frecuencia de las mutaciones.
1935 Wendell Stanley cristaliza por primera vez un virus (el del
mosaico del tabaco). 1938 El matemático americano Warren
Weaver utiliza el término Biología Molecular y la define como
“una disciplina relativamente nueva en la que están siendo
usadas modernas y delicadas técnicas para investigar detalles
cada vez más minúsculos de ciertos procesos vitales”.
1939 Se demuestra que los ácidos nucleicos constituyen grandes
moléculas. 1941 George Beadle empieza los experimentos con
Neurospora, y funda así la genética química. 1940
Reconocimiento de AND como material de herencia. Según
Schleiden, "cada célula lleva una doble vida, la independiente,
y
la
coordinada
con
el
resto
de
las
células".
La vida, según Schwann, "no puede ser considerada como un
atributo místico concedido a un organismo completo, sino que
es una propiedad compartida hasta por la más humilde célula".
"El órgano es un estado celular, en el que cada célula es un
ciudadano" Menor Mayor (Desplazar con puntero hacia abajo)
1 2 3 1974 Frederick Sanger desarrolla una técnica de
secuenciación de DNA.
1978 David Botstein desarrolla el polimorfismo de Longitud de
Fragmentos por Restricción (RFLP): variación en el tamaño de los
fragmentos de DNA cortados por los enzimas de restricción. Las
secuencias de nucleótidos que son responsables de los RFLP son
útiles como marcadores en la construcción de mapas de
ligamiento genético.
1980 Kary Mullis inventa la técnica llamada reacción en cadena
de la polimerasa (PCR), que permite encontrar y replicar tramos
específicos
de
DNA
en
mezclas
complejas.
1986 Un grupo de investigadores (Mouchès, Bergé, Silvestri,
Pasteur, Raymond, Hyrien, de Saint-Vincent y Gheorghiou
comprueban la ampliación génica.
1954 Se demuestra que el ácido nucleíco es el causante de la
inefectividad de los virus.
1955 M. Fraenkel Conrat separa los virus en proteínas y ácidos
nucleicos, y luego los reconstituye.
1955 S. Ochoa aísla la enzima que participa en la reproducción
del RNA.
1956 A. Kornberg aísla la enzima que participa en la
reproducción del DNA. 1957 Se establece que las células
humanas tienen 46 cromosomas.
1958 R. S. Schweet produce hemoglobina utilizando el ácido
nucleico
adecuado
en
un
tubo
de
ensayo.
1958 Matthew Meselson y Franklin Stahl demostraron que el ADN
se replica de manera semiconservativa.
1958 V. G. Allfrey y A. E. Mirsky sustituyen el ácido nucleico con
un
polímero
sintético,
y
producen
proteína.
1966 Marshall Nirenberg, Heinrich
decodificacian el código genético.
Mathaei
y
S.
Ochoa
1971 Se funda el Proteína Data Bank (PDB) (Banco de Datos de
Proteínas) es una base de datos de la estructura tridimensional
de grandes moléculas biológicas, como proteínas y ácidos
nucleicos. http://www.wwpdb.org
1972 Paul Berg crea la primera molécula de ADN recombinante.
Posibles transferencias de información entre familias de
biomoléculas propuestas por Francis Crick. El esquema A)
muestra en líneas continuas todas las transferencias
teóricamente posibles. El esquema B) resume el Dogma Central
de la Biología Molecular; en líneas continuas muestra las
transferencias generales, en líneas puntuadas las transferencias
especiales,
y
no
muestra
las
transferencias
http://www.nature.com/nature/focus/crick/pdf/crick227.pdf
Artículo
traducido:
http://tinyurl.com/DNA-Estructura
desconocidas en los seres vivos. 1987 Los "Cromosomas
Artificiales de Levadura", o YAC, permite a los científicos tomar
prestada la maquinaria de duplicación del ADN de las células.
1996 Oveja Dolly
1990 Lanzamiento del PGH (Proyecto Genoma Humano).
1996
Comienza
la
secuenciación
del
genoma
humano.
2001 Primer borrador de la secuencia del genoma humano.
2006 Culminación del proyecto al publicarse la secuencia del
último cromosoma humano en la revista Nature. Historia de la
Biología
Mtro. Oscar Carbajal Mariscal. David Rumayor Carrillo
(1944-1953)
Extra
(artículos)>>
http://www.nature.com/nature/dna50/archive.html
1949 Linus Pauling descubre las hemoglobinas anormales y
estudia como la herencia podía influir en las mutaciones de
dichas proteínas.
1949 Erwin Chargaff demuestra que existen varios nucleósidos en
los ácidos nucleicos, en proporciones desiguales, pero las
concentraciones de adenina y timina son igual les a las de
guanina y citosina.
1952 S. L. Miller produce aminoácidos de compuestos sencillos
expuestos a condiciones semejantes a las primordiales. 1983
Mapeo genético de enfermedad (Huntington).
http://www.nature.com/emboj/index.html "Omnis cellula e
cellula" 1953 F. H. C. Crick y J. D. Watson proponen la teoría de
la Doble Hélice para explicar la duplicación del ácido nucleico.
Wilkins M.H.F., A.R. Stokes A.R. & Wilson, H.R. Rosalind Franklin and
Ray Gosling Rosalind Franklin y Gosling Ray proporcionan
evidencia adicional de la naturaleza helicoidal de los ácidos
nucleicos, y la conclusión de que la cadena principal de fosfato
se encuentra en el exterior de la estructura. 1831 Robert Brown,
descubridor también del movimiento perpetuo de las partículas,
observó al microscopio una pequeña estructura en forma de
nuez, que denominó núcleo (del diminutivo latino nucula, de
nux nucís, "nuez"). 1838 Christian Ehrenberg fue testigo de que el
núcleo, al igual que la célula, se dividía mediante un proceso
que él denominó como "fragmentación". "El núcleo es el
reservorio del material hereditario, y el plasma que lo rodea le
sirve de adaptación al mundo externo". 1860 Pasteur da el
golpe final a la teoría de la generación espontánea, y
demuestra que cualquier forma de vida proviene de otra vida
preexistente.
1863 Lyell publica La Antigüedad del Hombre, apoyando el
darvinismo.
1863 Thomas Huxley publica El lugar del Hombre en la
Naturaleza, apoyando el darvinismo.
1866 Gregor Mendel publica su teoría de la genética pero pasa
inadvertida.