Experimentos clásicos que demuestran que el ADN es el portador de la información genética

Experimento de Griffith

En qué consiste:

Estudió las diferencias entre una cepa de la bacteria Streptococcus pneumoniae que producía enfermedad (virulenta) y otra que no la causaba (no virulenta).

Materiales:

• Ratones
• Dos cepas de bacterias Streptococcus pneumoniae: una con cápsula (lisa) y otra sin cápsula (rugosa)

Objetivos:

Comprender la causa de la neumonía y buscar una vacuna, especialmente tras la pandemia de gripe posterior a la Primera Guerra Mundial.

Procedimiento:

1. Inocular bacterias de la cepa S (lisa) en ratones sanos: los ratones contraen neumonía y mueren.
2. Inocular bacterias de la cepa R (rugosa) en ratones sanos: los ratones no contraen neumonía y viven.
3. Hervir un cultivo de la cepa S, matando las bacterias por calor, e inocular el fluido resultante en ratones: los ratones viven.
4. Mezclar bacterias muertas por calor de la cepa S con bacterias vivas de la cepa R e inyectar la mezcla en ratones: los ratones contraen neumonía y mueren.

Técnica:

Inoculación bacteriana

Resultados:

La cepa S muerta por calor no causaba neumonía por sí sola. Sin embargo, al mezclarla con la cepa R viva, la mezcla se volvía letal, indicando que algo de la cepa S muerta había»transformad» a la cepa R, haciéndola virulenta.

Conclusión:

Griffith concluyó que existía un»principio transformant» en la cepa S muerta que podía ser transferido a la cepa R, confiriéndole la capacidad de producir la cápsula y volverse virulenta. Aunque no identificó la naturaleza del principio transformante, este experimento sentó las bases para futuras investigaciones.

Experimento de Hershey y Chase

En qué consiste:

Utilizaron el bacteriófago T2, un virus que infecta bacterias, para determinar si el ADN o las proteínas eran el material genético.

Materiales:

• Bacteriófago T2
• Bacterias Escherichia coli
• Isótopos radiactivos: fósforo-32 (³²P) y azufre-35 (³⁵S)

Objetivo:

Demostrar que el ADN, y no las proteínas, es el material genético que se transmite a la descendencia.

Procedimiento:

1. Marcaron dos grupos de fagos T2: uno con ³²P (que se incorpora al ADN) y otro con ³⁵S (que se incorpora a las proteínas).
2. Permitieron que cada grupo de fagos infectara bacterias E. coli por separado.
3. Utilizando una licuadora y centrifugación, separaron los fagos de las bacterias infectadas.

Resultados:

• En las bacterias infectadas por fagos marcados con ³²P, se encontró el isótopo radiactivo en el interior de las bacterias, indicando que el ADN había sido inyectado.
• En las bacterias infectadas por fagos marcados con ³⁵S, el isótopo radiactivo se encontró principalmente en el exterior de las bacterias, asociado a las cubiertas proteicas de los fagos.

Conclusiones:

Hershey y Chase concluyeron que el ADN, y no las proteínas, era el material genético que entraba en las bacterias y dirigía la producción de nuevos virus. Este experimento proporcionó una evidencia crucial para confirmar que el ADN es el portador de la información genética.

Experimento de Avery, MacLeod y McCarty

En qué consiste:

Inspirados por el trabajo de Griffith, Avery y su equipo se propusieron identificar el»principio transformant» responsable de la transformación bacteriana.

Materiales:

• Cultivos de Streptococcus pneumoniae (cepas S y R)
• Enzimas: proteasas, ARNasas y DNAsas

Objetivo:

Determinar la naturaleza química del principio transformante.

Procedimiento:

1. Lisaron células de la cepa S virulenta para obtener un extracto crudo.
2. Dividieron el extracto en diferentes tubos de ensayo y trataron cada uno con una enzima específica para degradar proteínas, ARN o ADN.
3. Mezclaron cada extracto tratado con células de la cepa R no virulenta y observaron si ocurría la transformación.

Resultados:

• Los extractos tratados con proteasas y ARNasas aún podían transformar las células R en S.
• El extracto tratado con DNAsa perdió su capacidad transformante, indicando que el ADN era el componente esencial para la transformación.

Conclusiones:

Avery, MacLeod y McCarty concluyeron que el ADN era el principio transformante, es decir, el material genético responsable de transmitir la información para la síntesis de la cápsula y la virulencia en las bacterias. Este experimento proporcionó una fuerte evidencia a favor del ADN como portador de la información genética.

Modelo de la doble hélice de Watson y Crick

En qué consiste:

Watson y Crick utilizaron datos de difracción de rayos X del ADN, obtenidos por Rosalind Franklin y Maurice Wilkins, junto con información bioquímica, para construir un modelo tridimensional de la molécula de ADN.

Materiales:

• Datos de difracción de rayos X del ADN
• Información bioquímica sobre la composición del ADN

Objetivo:

Determinar la estructura tridimensional del ADN.

Resultados:

Propusieron el modelo de la doble hélice, que describe al ADN como una molécula compuesta por dos cadenas helicoidales antiparalelas que se enrollan alrededor de un eje común. Las bases nitrogenadas se encuentran en el interior de la hélice, unidas por puentes de hidrógeno (A con T y G con C), mientras que el esqueleto de azúcar-fosfato se encuentra en el exterior.

Conclusiones:

El modelo de la doble hélice de Watson y Crick revolucionó la biología molecular al proporcionar una explicación estructural para la replicación del ADN y la transmisión de la información genética. Este modelo también sugirió un mecanismo para la mutación genética y la evolución.

Experimento de Taylor

En qué consiste:

Taylor investigó la replicación del ADN en células eucariotas utilizando raíces de haba (Vicia faba) y timidina radiactiva (³H-timidina).

Materiales:

• Raíces de haba (Vicia faba)
• Timidina radiactiva (³H-timidina)

Objetivo:

Demostrar que la replicación del ADN en células eucariotas ocurre de forma semiconservativa, es decir, que cada nueva molécula de ADN está formada por una cadena parental y una cadena nueva.

Procedimiento:

1. Cultivó raíces de haba en un medio que contenía ³H-timidina, la cual se incorpora al ADN durante la replicación.
2. Después de una ronda de replicación, transfirió las raíces a un medio sin timidina radiactiva.
3. Observó la distribución de la radiactividad en los cromosomas durante la mitosis utilizando autorradiografía.

Resultados:

• Después de una ronda de replicación en presencia de ³H-timidina, ambos cromátidas hermanas de cada cromosoma aparecían marcados radiactivamente.
• Después de una segunda ronda de replicación en ausencia de ³H-timidina, solo una de las dos cromátidas hermanas de cada cromosoma aparecía marcada.

Conclusiones:

Estos resultados confirmaron que la replicación del ADN en células eucariotas es semiconservativa, tal como se había demostrado previamente en bacterias. Cada cromátida hija hereda una cadena de ADN de la cromátida parental y sintetiza una nueva cadena complementaria.

Experimento de Meselson y Stahl

En qué consiste:

Meselson y Stahl demostraron de manera definitiva que la replicación del ADN es semiconservativa utilizando isótopos de nitrógeno (¹⁴N y ¹⁵N) y bacterias Escherichia coli.

Materiales:

• Cultivos de Escherichia coli
• Cloruro de amonio (NH₄Cl) como fuente de nitrógeno, con ¹⁴N (ligero) o ¹⁵N (pesado)
• Ultracentrífuga

Objetivo:

Determinar el mecanismo de replicación del ADN: conservativo, semiconservativo o dispersivo.

Procedimiento:

1. Cultivaron bacterias E. coli durante varias generaciones en un medio con ¹⁵NH₄Cl, de modo que el ADN de las bacterias estuviera marcado con ¹⁵N (pesado).
2. Transfirieron las bacterias a un medio con ¹⁴NH₄Cl y les permitieron replicarse durante una o dos generaciones.
3. Extrajeron el ADN de las bacterias en diferentes tiempos y lo centrifugaron en un gradiente de densidad de cloruro de cesio (CsCl).

Resultados:

• El ADN de las bacterias cultivadas en ¹⁵N formaba una banda única en la parte inferior del tubo de centrifugación, correspondiente a ADN pesado.
• Después de una ronda de replicación en ¹⁴N, el ADN formaba una banda única en una posición intermedia, indicando que todas las moléculas de ADN eran híbridas, con una cadena pesada (¹⁵N) y una cadena ligera (¹⁴N).
• Después de dos rondas de replicación en ¹⁴N, aparecían dos bandas: una en la posición intermedia (híbrida) y otra en la parte superior del tubo, correspondiente a ADN ligero (¹⁴N).

Conclusiones:

 hershey y chase encontraron que el s-35 queda fuera de la celula mientras que el p-32 se lo encontraba en el interior indicando que el adn era el soporte físico del material hereditario Avery Mc-Leod Mc-carty En q consiste: cuando averty leyó los resultados de griffith se intereso en  identificar el principio transformador, avery y su equipo comenzaron a experimentar usando un tubo de ensayo en vez de un raton Materiales: tubos de ensayo, detergentes, técnicas Objetivos: probar la capacidad transformadora de esta solución, esta fue incapaz de transformar Procedimientos: incubaron la lisis de la cepa lisa muerta por calor en una enzima. Consumen completamente la cubierta de azúcar. La lisis de la capa lisa sin cubierta seguía siendo útil para transformar Resultados: la cepa S muerta por calor podía cambiar la cepa R A S, es decir en algún lugar de la lisis estaba el principio transformador Watson y crick Concistio en descubrir la famosa estructura de doble helice llamada modelo de ADN. Materiales: molecula de ADN Objetivo: determinar la estructura y el modelo del ADN Resultado: descubrieron que el ADN se agrupaba de la misma manera A-T G-C siempre unidas por un grupo fosfato. Todas estos elementos conformaban una escalera que se iba doblando, cuyos peldaños eran las bases nitrogenadas unidas por enlaces fe hidrogeno. Conclusion: llegaron a que los componentes del ADN se agrupaban en A-T G-C Taylor Experimento con celulas eucariotas para demostrar que el ADN en etapa de crecimiento se realiza de forma semi conservativa. Materiales: raices judias (vicia faba) Objetivo: demostro con sus experimentos la relacion del ADN con la duplicacion de los cromosomas Procedimiento: *Coloco las celulas de esta planta haciendolas crecer durante una generacion en un medio que contenia timidina radioactiva *uso hidrogeno radioactivo para distinguir las cromatidas radioactivas y detectó la radioactivodad de cada cromatida en los cromosomas en la fase siguiente. Tecnica: «la autoduplicacion» Resultado: demostró que en los animales superiores la replicacion es semiconservativa, y ademas certifica que el cromosoma está formado por 2 subniveles efectivos para la replicacion. Conclusion: despues de sus experimentos con timidina se llego a la conclusion de que antes de la duplicacion los cromosomas estan compuestos por 2 unidades que se extienden a todo lo largo, durante la duplicacion las unidades se separan originando c/u otra unidad completamente formada a lo largo de ella.Trabajo de Meselson y Stahl:en que consiste?: demostraron que la replicaciòn de ADN no es ni conservativa ni disruptiva, sino semiconservativa. Lo pudieron pudieron deducir con la detección del nitrogeno
Materiales: Cutivo de E. Coli, nitrogeno liviano y pesado (Centrifugado)
Objetivos: Señalar que el ADN se duplica de forma semiconservativaProcedimientos: 1. Hicieron crecer los cultivos de E. Coli en medio de nitrogeno radioactivo (N15) después de lavar se le dijo que continuan el crecimiento en un medio normal con (N14) al momento acelerado se agrego ADN aislado a una soluciòn densa2) cultivaron E. coli en donde la unica fuente de nitrogeno era NHnO2) cultivaron E. coli en donde la unica fuente de nitrogeno era NHnO3)Continuaron cultivando esas E. coli marcada con N15 en un medio como unica fuente de nitrogeno
Tecnica: Centrifugaciòn
Resultado: Se hizo evidente que las moleculas hibridas tenian una cadena de polinucleotidos parental N15 y otras recien sintetizadas NH
Conclusión: Señala que el ADN se duplica de forma semiconservativa
Resultado: Se volvieron mariscos toditos, despues de probar tanto N15, N14 y N13