¿Que es el adn y el código genético?

ADN y el código genético


Un hito importante se alcanzó en 1953 cuando el genetista y biofísico estadounidense James D. Watson y los biofísicos británicos Francis Crick y Maurice Wilkins idearon un modelo de doble hélice para la estructura del ADN. Este modelo demostró que el ADN era capaz de autorreplicarse separando sus cadenas complementarias y usándolas como plantillas para la síntesis de nuevas moléculas de ADN. Se propuso que cada una de las hebras entrelazadas de ADN era una cadena de grupos químicos llamados nucleótidos, de los cuales se sabía que había cuatro tipos. Debido a que las proteínas son cadenas de aminoácidos, se propuso que una secuencia de nucleótidos específica de ADN podría contener un código para una secuencia de aminoácidos y, por lo tanto, una estructura de proteínas. En 1955, el biólogo molecular estadounidense Seymour Benzer, que extendió estudios anteriores en Drosophila, demostró que los sitios mutantes dentro de un gen podrían mapearse en relación uno con el otro. Su mapa lineal indica que el gen en sí es una estructura lineal.

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En 1958, el método de separación de hebras para la replicación del ADN (llamado método semiconservativo) fue demostrado experimentalmente por primera vez por el biólogo molecular estadounidense Matthew Meselson y el genetista estadounidense Franklin W. Stahl. En 1961 Crick y el biólogo sudafricano Sydney Brenner demostraron que el código genético debe leerse en tripletes de nucleótidos, llamados codones. El genetista estadounidense Charles Yanofsky demostró que las posiciones de los sitios mutantes dentro de un gen coincidían perfectamente con las posiciones de los aminoácidos alterados en la secuencia de aminoácidos de la proteína correspondiente. En 1966, los bioquímicos estadunidenses Marshall Nirenberg y Har Gobind Khorana dedujeron el código genético completo de las 64 posibles unidades de codificación de tripletes (codones) y los aminoácidos específicos que codifican. Estudios posteriores en muchos organismos demostraron que la estructura de doble hélice del ADN, el modo de su replicación y el código genético son los mismos en prácticamente todos los organismos, incluidas las plantas, los animales, los hongos, las bacterias y los virus. En 1961, el biólogo francés François Jacob y el bioquímico francés Jacques Monod establecieron el modelo prototípico de regulación génica al mostrar que los genes bacterianos pueden activarse (iniciando la transcripción en ARN y síntesis de proteínas) y desactivarse mediante la acción de unión de proteínas reguladoras a una región corriente arriba de la región de codificación del gen.


La tecnología de ADN recombinante y la reacción en cadena de la polimerasa


Los avances técnicos han jugado un papel importante en el avance de la comprensión genética. En 1970, los microbiólogos estadounidenses Daniel Nathans y Hamilton Othanel Smith descubrieron una clase especializada de enzimas (llamadas enzimas de restricción) que cortaban el ADN en secuencias específicas de nucleótidos diana. Ese descubrimiento permitió al bioquímico estadounidense Paul Berg en 1972 crear la primera molécula artificial de ADN recombinante aislando moléculas de ADN de diferentes fuentes, cortándolas y uniéndolas en un tubo de ensayo. Estos avances permitieron clonar genes individuales (amplificados a un alto número de copias) uniéndolos en moléculas de ADN autorreplicantes, como plásmidos (elementos de ADN circulares extragenómicos) o virus, e insertándolos en células bacterianas vivas. De estas metodologías surgió el campo de la tecnología de ADN recombinante que actualmente domina la genética molecular. En 1977 se inventaron dos métodos diferentes para determinar la secuencia de nucleótidos del ADN: uno por los biólogos moleculares estadounidenses Allan Maxam y Walter Gilbert y el otro por el bioquímico inglés Fred Sanger. Tales tecnologías permitieron examinar la estructura de los genes directamente mediante la secuenciación de nucleótidos, lo que resultó en la confirmación de muchas de las inferencias sobre genes originalmente hechos indirectamente.

En la década de 1970, el bioquímico canadiense Michael Smith revolucionó el arte de rediseñar genes mediante el diseño de un método para inducir mutaciones adaptadas específicamente en sitios definidos dentro de un gen, creando una técnica conocida como mutagénesis dirigida al sitio. En 1983, el bioquímico estadounidense Kary B. Mullis inventó la reacción en cadena de la polimerasa, un método para detectar y amplificar rápidamente una secuencia específica de ADN sin clonarla. En la última década del siglo XX, el progreso en la tecnología de ADN recombinante y en el desarrollo de máquinas de secuenciación automatizadas condujo a la elucidación de secuencias completas de ADN de varios virus, bacterias, plantas y animales. En 2001, se hizo pública la secuencia completa de ADN humano, aproximadamente tres mil millones de pares de nucleótidos.


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