Experimento de Avery-MacLeod-McCarty para niños
El experimento de Avery-MacLeod-McCarty fue un descubrimiento muy importante en la ciencia, realizado en 1944 por los científicos Oswald Avery, Colin MacLeod y Maclyn McCarty. Demostraron que el ADN es la sustancia que hace que las bacterias cambien de una forma a otra, un proceso llamado transformación bacteriana.
En ese tiempo, la mayoría de los científicos pensaban que las proteínas eran las que llevaban la información genética de un ser vivo a otro. La palabra "proteína" incluso significaba "primordial" o "lo más importante".
Este experimento fue el resultado de muchos años de investigación en el Instituto Rockefeller de Investigación Médica. Querían entender qué era el "principio transformador" que había descubierto Frederick Griffith en 1928. Griffith había observado que si inyectaba a ratones bacterias muertas de un tipo peligroso (virulento) junto con bacterias vivas de un tipo inofensivo, los ratones se enfermaban gravemente con el tipo peligroso.
En su artículo de 1944, Avery y sus colegas sugirieron que el ADN, y no las proteínas, podría ser el material hereditario de las bacterias. También pensaron que el ADN podría ser similar a los genes o a los virus en organismos más complejos.
Contenido
- ¿Cómo se clasificaban las bacterias?
- El experimento de Griffith: un paso clave
- Investigaciones en el Instituto Rockefeller
- ¿Cómo se realizó el experimento de Avery y su equipo?
- ¿Cómo fue recibido el descubrimiento?
- Impacto y reconocimiento
- El experimento de Hershey-Chase y la aceptación del ADN
- Véase también
¿Cómo se clasificaban las bacterias?
Los científicos usaban un método llamado tipificación serológica para clasificar las bacterias en diferentes tipos o "cepas". Cuando se inyectaba un tipo específico de bacteria a una persona o animal (como un ratón), su cuerpo creaba anticuerpos. Estos anticuerpos reaccionaban solo con las bacterias de ese mismo tipo.
Fred Neufeld, un bacteriólogo alemán, descubrió los tipos de neumococo y cómo clasificarlos. Antes de los estudios de Griffith, los científicos creían que los tipos de bacterias eran fijos y no cambiaban de una generación a otra.
El experimento de Griffith: un paso clave
El experimento de Griffith, realizado en 1928, fue el primero en mostrar que algo en las bacterias podía "transformarlas" de un tipo a otro. Griffith, un médico británico, había estudiado la neumonía, una enfermedad muy peligrosa en el siglo XX.
Descubrió que en un mismo caso de neumonía, a menudo había varios tipos de bacterias, algunas peligrosas y otras no. Pensó que un tipo podría transformarse en otro. Para probarlo, inyectó a ratones bacterias muertas de un tipo peligroso y bacterias vivas de un tipo inofensivo. Los ratones se enfermaron gravemente y murieron, y los científicos pudieron encontrar bacterias peligrosas en ellos. Esto significaba que algo de las bacterias muertas había "transformado" a las vivas.
Investigaciones en el Instituto Rockefeller
Los descubrimientos de Griffith fueron confirmados rápidamente por otros científicos, como Fred Neufeld y Martin Henry Dawson. Varios investigadores del Instituto Rockefeller continuaron estudiando la transformación.
Martin Henry Dawson y Richard H.P. Sia desarrollaron un método para transformar bacterias in vitro (en un laboratorio, fuera de un ser vivo), a diferencia de Griffith que lo hizo in vivo (dentro de ratones). Después de que Dawson se fue en 1930, James Alloway continuó el trabajo y logró extraer soluciones del "principio transformador" en 1933.
Colin MacLeod trabajó en purificar estas soluciones entre 1934 y 1937. Finalmente, Maclyn McCarty continuó y completó este trabajo en 1940.
¿Cómo se realizó el experimento de Avery y su equipo?
Las bacterias neumococo tienen una capa exterior llamada cápsula de polisacáridos. Esta cápsula hace que el cuerpo produzca anticuerpos, y los diferentes tipos de bacterias se clasifican por cómo reaccionan a estos anticuerpos.
Pasos de purificación
Avery y su equipo siguieron un proceso para purificar el "principio transformador":
- Primero, mataron las bacterias con calor.
- Luego, extrajeron los componentes que se disolvían en agua salada.
- Después, eliminaron las proteínas usando cloroformo.
- Destruyeron las cápsulas de polisacáridos con una enzima. Usaron anticuerpos para asegurarse de que las cápsulas se habían destruido por completo.
- Finalmente, separaron la parte activa usando alcohol. Esto formó hebras fibrosas que pudieron recoger con una varilla.
Pruebas bioquímicas
El análisis químico de estas hebras fibrosas mostró que tenían las mismas proporciones de carbono, hidrógeno, nitrógeno y fósforo que el ADN.
Para estar seguros de que era el ADN y no una pequeña cantidad de ARN, proteínas u otra cosa, Avery y sus colegas hicieron varias pruebas:
- Usaron enzimas que descomponen las proteínas (como la tripsina y la quimotripsina) o el ARN (como la ribonucleasa). Estas enzimas no afectaron la capacidad de transformación del extracto.
- Pero cuando usaron una enzima que descompone el ADN (llamada "desoxirribonucleodepolimerasa"), el extracto perdió su capacidad de transformar las bacterias. Esto fue una prueba muy fuerte de que el ADN era el responsable.
Más tarde, otros científicos como Moses Kunitz y Rollin Hotchkiss confirmaron estos hallazgos, demostrando que la cantidad de proteínas en el ADN purificado era mínima, casi inexistente.
¿Cómo fue recibido el descubrimiento?
Los resultados del experimento de Avery-MacLeod-McCarty se confirmaron rápidamente y se aplicaron a otras características hereditarias de las bacterias. Sin embargo, muchos científicos tardaron en aceptar que el ADN era el material genético.
En ese momento, una idea popular llamada "hipótesis de los tetranucleótidos" decía que el ADN estaba hecho de unidades repetidas de cuatro bases y que no tenía mucha importancia biológica. Se pensaba que el ADN era solo una parte estructural de los cromosomas, mientras que los genes (la información hereditaria) estaban hechos de proteínas.
Además, pocos biólogos creían que la genética se aplicara a las bacterias, ya que no tienen cromosomas ni se reproducen de la misma manera que otros organismos. Algunos científicos, como Alfred Mirsky, incluso sugirieron que el "principio transformador" de Avery no era ADN puro, sino que estaba contaminado con proteínas.
Impacto y reconocimiento
Los científicos no se ponen de acuerdo sobre cuánto influyó el experimento de Avery-MacLeod-McCarty en los años 40 y principios de los 50. Algunos creen que fue ignorado al principio y solo se valoró más tarde, como el trabajo de Gregor Mendel sobre la genética. Otros, como Joshua Lederberg, afirman que fue importante desde el principio y que marcó el inicio de la genética molecular.
Antes de 1944, algunos científicos ya estaban interesados en la naturaleza de los genes, pero el experimento de Avery-MacLeod-McCarty despertó un interés mucho mayor. Aunque el artículo original no mencionaba directamente la genética, Avery y muchos genetistas que lo leyeron se dieron cuenta de sus implicaciones: Avery podría haber aislado el gen mismo en forma de ADN puro.
En 1945, la Royal Society le otorgó a Avery la medalla Copley, en parte por su trabajo sobre la transformación bacteriana.
Entre 1944 y 1954, el artículo fue citado muchas veces en estudios de microbiología, inmunoquímica y bioquímica. El trabajo de Avery también motivó a Maurice Wilkins a continuar sus estudios del ADN usando cristalografía de rayos X.
A pesar de su importancia, el trabajo de Avery fue pasado por alto por gran parte de la comunidad científica. No cambió mucho la forma en que se hacían los experimentos de genética clásica, donde los genes se definían por su comportamiento en la herencia, no por su composición química. La Fundación Nobel lamentó más tarde no haberle concedido a Avery el Premio Nobel.
El experimento de Hershey-Chase y la aceptación del ADN
Para 1952, cuando se realizó el Experimento de Hershey y Chase, los genetistas ya estaban más inclinados a pensar que el ADN era el material genético. Erwin Chargaff había demostrado que la composición de las bases del ADN varía entre especies, lo que contradecía la hipótesis de los tetranucleótidos. Además, Rollin Hotchkiss confirmó en 1952 que el principio transformador de Avery no contenía proteínas.
El experimento de Hershey-Chase usó isótopos radiactivos para mostrar que era principalmente el ADN, y no las proteínas, lo que entraba en las bacterias cuando eran infectadas por un bacteriófago (un virus que infecta bacterias). Aunque sus resultados fueron menos precisos que los de Avery, este experimento fue ampliamente aceptado. Su influencia creció gracias a la red de científicos conocida como el "grupo de los fagos" y, al año siguiente, por la famosa publicación de la estructura del ADN por Watson y Crick.
Sin embargo, es importante recordar que, en retrospectiva, ninguno de los dos experimentos demostró de forma definitiva por sí solo que el ADN es el material genético. Fue la acumulación de pruebas lo que llevó a esta conclusión.
Véase también
En inglés: 