BM historia científicos

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<http://www.medtrad.org/pana.htm> Panace@ Vol. IV, n.º 12. Junio, 2003 168 Desde el nacimiento de las ciencias hasta el establecimiento de distintas disciplinas a finales del siglo XIX la vida se con- cibe desde un punto de vista totalmente mecanicista, redu- ciendo la célula a sus partes constitutivas. Gracias a este planteamiento se esclarecieron muchos procesos elementales de la fisiología celular (enzimas, rutas metabólicas, localiza- ción intracelular de proteínas y orgánulos, etc). Sin embargo, se trata de una imagen puramente in vitro de un organismo viviente. Esta visión se ve favorecida por los estudios de la herencia y la bioquímica de finales del siglo XIX y principios del XX. Aunque ya Aristóteles había señalado que «la heren- cia biológica implicaba alguna forma de transmisión de pa- dres a hijos», hubo que esperar varios siglos hasta que los sencillos trabajos en Brno (actual República Checa) de Jo- hann Gregor Mendel (1822-1884), aparecidos en 1865, lo llevaran a postular la existencia de entes de naturaleza des- conocida e inmutable (los genes) responsables de la trans- misión de los caracteres hereditarios. Tal y como ocurre frecuentemente con los descubrimientos científicos, la im- portancia de esta aportación —irreconciliable en su enuncia- do inicial con la teorías de Darwin— no fue debidamente apreciada en su momento, sobre todo debido a que fue pu- blicada en una revista de muy escasa difusión (Journal of Brno Society of Natural Science). Cuando Mendel muere, en 1884, se estaban descubriendo los cromosomas y el núcleo mediante microscopía. Dos años después, en 1886, August Weismann (1834-1914) publica su libro El plasma germinal: una teoría de la herencia, en el que idea un modelo donde se meten en el mismo saco la herencia y el desarrollo. Es curio- so cómo los análisis de los biólogos celulares posteriores, como Edmund Beecher Wilson (1856-1939) y Nettie Maria Stevens (1861-1912) —descubridores de forma independien- te de los cromosomas sexuales, en 1905—, y los que anali- zaban la mitosis, vieron que había una segregación de los cromosomas igual a la propuesta por Mendel. Pero no se asociarán ambas cosas hasta principios del siglo XX, con los trabajos del holandés Hugo de Vries (1848-1935), del alemán Karl Correns (1894-1933) y del austriaco Erich von Tscher- mak-Seysenegg (1871-1962). Los grupos de investigación de estos tres científicos redescubrieron independientemente las leyes de Mendel y asociaron los factores genéticos a los cromosomas. Fue un gesto noble por su parte devolver a Mendel la importancia de sus descubrimientos. La naturaleza química de los cromosomas se estaba estu- diando simultáneamente a la transferencia de los genes. En- tre 1868 y 1869, el suizo Friedrich Miescher (1844-1895), siendo estudiante de postdoctorado en el laboratorio de Frie- drich Hoppe-Seyler (el acuñador del término «biochimie»), en Tubinga, aisló núcleos a partir del pus de los vendajes usa- dos en el hospital. Tras un tratamiento simple, comprobó que estaban formados por una única sustancia química muy ho- mogénea y no proteica, que denominó nucleína —el térmi- no «ácido nucleico» fue acuñado posteriormente, en 1889, por Richard Altman—. Según sus palabras, la nucleína son «sustancias ricas en fósforo localizadas exclusivamente en el núcleo celular». Era algo tan excepcional que Hoppe-Seyler decidió demorar hasta 1871 la publicación de estos resulta- dos, a la espera de la confirmación definitiva. E. Zacharias caracterizó en 1881 la naturaleza química de los cromoso- mas, comprobando que se trataba de una nueva sustancia a la que denominó nucleína. Entre 1879 y 1882 Walther Flem- ming (1843-1905) y Robert Feulgen, independientemente, desarrollaron nuevas técnicas de tinción y lograron visualizar los cromosomas en división, lo que les permitió describir la manera en que se replican los cromosomas (la mitosis). En 1889 August Weissman (1834-1914) asoció de manera teóri- ca, casi intuitiva, la herencia y los cromosomas, puesto que Aproximación histórica a la biología molecular a través de sus protagonistas, los conceptos y la terminología fundamental Gonzalo Claros* Tribuna * Universidad de Málaga (España). Dirección para correspondencia: [email protected]. Arriba: Mendel, Stevens, Wilson; debajo: De Vries, Correns, Tchermack.

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  • Panace@ Vol. IV, n. 12. Junio, 2003 168

    Desde el nacimiento de las ciencias hasta el establecimientode distintas disciplinas a finales del siglo XIX la vida se con-cibe desde un punto de vista totalmente mecanicista, redu-ciendo la clula a sus partes constitutivas. Gracias a esteplanteamiento se esclarecieron muchos procesos elementalesde la fisiologa celular (enzimas, rutas metablicas, localiza-cin intracelular de protenas y orgnulos, etc). Sin embargo,se trata de una imagen puramente in vitro de un organismoviviente. Esta visin se ve favorecida por los estudios de laherencia y la bioqumica de finales del siglo XIX y principiosdel XX. Aunque ya Aristteles haba sealado que la heren-cia biolgica implicaba alguna forma de transmisin de pa-dres a hijos, hubo que esperar varios siglos hasta que lossencillos trabajos en Brno (actual Repblica Checa) de Jo-hann Gregor Mendel (1822-1884), aparecidos en 1865, lollevaran a postular la existencia de entes de naturaleza des-conocida e inmutable (los genes) responsables de la trans-misin de los caracteres hereditarios. Tal y como ocurrefrecuentemente con los descubrimientos cientficos, la im-portancia de esta aportacin irreconciliable en su enuncia-do inicial con la teoras de Darwin no fue debidamenteapreciada en su momento, sobre todo debido a que fue pu-blicada en una revista de muy escasa difusin (Journal ofBrno Society of Natural Science). Cuando Mendel muere, en1884, se estaban descubriendo los cromosomas y el ncleomediante microscopa. Dos aos despus, en 1886, AugustWeismann (1834-1914) publica su libro El plasma germinal:una teora de la herencia, en el que idea un modelo donde semeten en el mismo saco la herencia y el desarrollo. Es curio-so cmo los anlisis de los bilogos celulares posteriores,como Edmund Beecher Wilson (1856-1939) y Nettie MariaStevens (1861-1912) descubridores de forma independien-te de los cromosomas sexuales, en 1905, y los que anali-zaban la mitosis, vieron que haba una segregacin de loscromosomas igual a la propuesta por Mendel. Pero no seasociarn ambas cosas hasta principios del siglo XX, con lostrabajos del holands Hugo de Vries (1848-1935), del alemnKarl Correns (1894-1933) y del austriaco Erich von Tscher-mak-Seysenegg (1871-1962). Los grupos de investigacinde estos tres cientficos redescubrieron independientementelas leyes de Mendel y asociaron los factores genticos a loscromosomas. Fue un gesto noble por su parte devolver aMendel la importancia de sus descubrimientos.

    La naturaleza qumica de los cromosomas se estaba estu-diando simultneamente a la transferencia de los genes. En-

    tre 1868 y 1869, el suizo Friedrich Miescher (1844-1895),siendo estudiante de postdoctorado en el laboratorio de Frie-drich Hoppe-Seyler (el acuador del trmino biochimie),en Tubinga, aisl ncleos a partir del pus de los vendajes usa-dos en el hospital. Tras un tratamiento simple, comprob queestaban formados por una nica sustancia qumica muy ho-mognea y no proteica, que denomin nuclena el trmi-no cido nucleico fue acuado posteriormente, en 1889,por Richard Altman. Segn sus palabras, la nuclena sonsustancias ricas en fsforo localizadas exclusivamente en elncleo celular. Era algo tan excepcional que Hoppe-Seylerdecidi demorar hasta 1871 la publicacin de estos resulta-dos, a la espera de la confirmacin definitiva. E. Zachariascaracteriz en 1881 la naturaleza qumica de los cromoso-mas, comprobando que se trataba de una nueva sustancia a laque denomin nuclena. Entre 1879 y 1882 Walther Flem-ming (1843-1905) y Robert Feulgen, independientemente,desarrollaron nuevas tcnicas de tincin y lograron visualizarlos cromosomas en divisin, lo que les permiti describir lamanera en que se replican los cromosomas (la mitosis). En1889 August Weissman (1834-1914) asoci de manera teri-ca, casi intuitiva, la herencia y los cromosomas, puesto que

    Aproximacin histrica a la biologa moleculara travs de sus protagonistas, los conceptosy la terminologa fundamentalGonzalo Claros*

    Tribuna

    * Universidad de Mlaga (Espaa). Direccin para correspondencia: [email protected].

    Arriba: Mendel, Stevens, Wilson; debajo: De Vries, Correns, Tchermack.

  • habra que esperar hasta 1902 para que Walter S. Sutton(1877-1916) realizase una serie de experimentos que le per-mitieron proponer que los genes de Mendel son unidades f-sicas que realmente se localizan en los cromosomas. Partedel trabajo que permiti a Sutton proponer ese modelo se de-bi a su descubrimiento de la meiosis junto con Theodor Bo-veri (1862-1915). A su vez, Thomas Hunt Morgan (1866-1945) realiza en la Universidad de Columbia (1909) losexperimentos que hoy se consideran clsicos sobre los rasgosgenticos ligados al sexo, lo que le vali el Nobel en 1933.Por esa poca se descubre que algunas enfermedades, comola alcaptonuria, tienen su origen en una enzima defectuosafenmeno ya descrito por el fsico ingls Archibald Garroden 1909. En 1913, Calvin Bridges (1889-1938) demuestraque los genes estn en los cromosomas, a la vez que AlfredHenry Sturtevant (1891-1970), alumno de Morgan, demues-tra que algunos de ellos tienden a heredarse juntos, por lo quese deduce que se colocan de forma lineal sobre el cromoso-ma, y elabora el primer mapa gentico de un organismo:Drosophila melanogaster. En 1915 quedan definitivamenteestablecidas las bases fundamentales de la herencia fenotpi-ca al aparecer el libro El mecanismo de la herencia mende-liana, escrito por Thomas H. Morgan, Alfred Sturtevant,Hermann Muller y Calvin Bridges. En este contexto se iniciala teora cromosmica de la herencia, a pesar de no cono-cer su naturaleza qumica. Se puede hablar de la edad de orode la gentica clsica.

    El trmino gentica fue propuesto en 1906 por el inglsWilliam Bateson (1861-1926), ya que hasta entonces se ve-na utilizando el trmino eugentica, acuado por sir Fran-cis Galton (1822-1911) en 1883. Tambin fueron acuadospor Bateson los trminos alelomorfo, cigoto, homoci-goto y heterocigoto. Hasta el momento la gentica y laembriologa se estudiaban mezcladas, sin diferenciar. Fue

    Morgan quien se encontr con la necesidad de separar el an-lisis de la herencia (gentica) del anlisis del desarrollo em-briolgico (embriologa); ste ltimo fue plenamente desarro-llado por el alemn Hans Speman (1869-1941), galardonadopor ello con el Nobel en 1935. A partir de entonces, las in-vestigaciones se iban a dedicar al anlisis de las mutaciones,la bioqumica implicada en la transmisin de los caracteres ylas bases moleculares de la herencia. Era el contexto adecua-do para que, en 1926, Hermann Muller (1890-1967) y LewisStadler demostraran que la radiacin X induca mutacionesen los genes, aunque el reconocimiento tardara en llegar: elNobel les fue concedido 20 aos despus, en 1946.

    Volviendo al anlisis de la naturaleza qumica de los cro-mosomas, en 1888 el bioqumico alemn Albrecht Kossel(1853-1927) haba demostrado que la nuclena de Mieschercontena protenas; tambin mostr que la parte no proteicade la nuclena contena sustancias bsicas ricas en nitrgeno,y as identific las cinco bases nitrogenadas que hoy conoce-mos. Finalmente, present pruebas de la presencia de un gl-cido de cinco tomos de carbono. Este trabajo, que dio accesoa Kossel al Nobel en 1910, fue continuado por su discpulo,el qumico ruso-estadounidense Phoebus Aaron Theodor Le-vene (1869-1940), quien comprob en 1900 que la nuclenase encontraba en todos los tipos de clulas animales analiza-das. Ms adelante, en 1909, mientras verificaba los experi-mentos de Kossel, puso de manifiesto que los cidos nuclei-cos estaban compuestos de cido fosfrico, una pentosa y lasbases nitrogenadas. Levine demostr que la pentosa que apa-reca en la nuclena de levadura era ribosa, pero tuvo que es-perar hasta 1929 para identificar como desoxirribosa la pen-tosa aislada del timo de los animales. Esta diferencia le hizoproponer que la nuclena de los animales era el nucleato dedesoxirribosa hoy en da llamado cido desoxirribonu-cleico o DNA, mientras que los vegetales contenan nu-cleato de ribosa cido ribonucleico o RNA. Levenetuvo mucho peso en la qumica de los cidos nucleicos, a pe-sar de que pronto se demostrara que era incorrecta su pro-puesta de que los cromosomas vegetales eran de RNA y losanimales de DNA. Fruto de sus trabajos, propuso en 1926 unmodelo para la conformacin de los cidos nucleicos: el te-tranucletido plano. El modelo del tetranucletido de Le-vene implicaba que los cidos nucleicos estaban formadospor planos apilados, que constaban de cuatro pentosas queexponan hacia el exterior las bases nitrogenadas (que vanunidas por un enlace glucosdico a la pentosa); las pentosasse unen entre s por fosfatos a travs de enlaces fosfoster.Esta estructura responda a los resultados sobre la composi-cin de los cidos nucleicos y la naturaleza de los enlaces co-valentes que los componen. En cambio, se deduca que loscidos nucleicos eran molculas muy montonas, casi inva-riables, extremadamente rgidas. Por tanto, se descartaron r-pidamente como el tipo de molcula capaz de transmitir lainformacin gentica, por lo que todo el mundo se centr enel estudio de las protenas como molculas portadoras de laherencia. Este error se consolid en 1935, cuando DorothyWrinch observ que la informacin gentica era lineal, por loque se requera una molcula lineal (las protenas) para trans-

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    Arriba: Miescher, Garrod, Morgan;debajo: Muller, Sturtevant, Bridges.

  • mitirla, y no una molcula cclica invariable (los cidos nu-cleicos). El modelo del tetranucletido plano fue un lastreen el desarrollo de la biologa molecular similar a lo quefueron en su da las teoras del flogisto, la fuerza vital o lageneracin espontnea, ya que Levene era un cientficomuy influyente en su poca, y su opinin era poco menosque indiscutible. De hecho, no pensaba que el modelo delDNA propuesto por Watson y Crick respondiese a la reali-dad. Quiz por eso se desarrollaron con ms xito la gen-tica, la embriologa y la bioqumica durante la primera mitaddel siglo XX.

    En 1938 sir William Thomas Astbury (1898-1961) y Flo-rence Bell, de la Universidad de Leeds, proponen que elDNA debe de ser una de fibra peridica, al encontrar un es-paciado regular de 0,33 nm a lo largo del DNA mediante es-tudios preliminares de difraccin por rayos X. En aquel mo-mento Astbury vea que las bases estaban apiladas a 0,33 nmunas de otras, y perpendiculares al eje de la molcula; de he-cho, era la distancia que separaba los tetranucletidos. Astburysigui trabajando desde el punto de vista estructural sobreprotenas fibrosas, como las queratinas, en lana. Su preocu-pacin por la estructura de las molculas hizo que consiguie-ra en 1945 la primera ctedra de Estructura Biomolecular;adems fue el primer cientfico en denominarse bilogomolecular aprovechando que el trmino biologa molecu-lar haba sido acuado en 1938 por Warren Weaver (1894-1978), matemtico y director del departamento de cienciasnaturales de la Fundacin Rockefeller, que trabajaba sobre lavisin molecular de la vida. Estas coincidencias llevan amuchos autores a proponer que el nombramiento de Astburymarca el nacimiento de la biologa molecular como rea deconocimiento independiente, tal cual la conocemos hoy: Labiologa molecular es el dominio de la biologa que busca ex-plicaciones a las clulas y organismos en trminos de estruc-tura y funcin de molculas; las molculas ms frecuente-mente analizadas son las macromolculas del tipo protenas,cidos nucleicos y glcidos, as como conjuntos molecularesdel tipo membranas o virus (H. Salter). Este concepto debiologa molecular llev a una tendencia reduccionista de losproblemas biolgicos, favoreciendo que lo que se desarrolla-se en primer lugar fuera su vertiente estructuralista, cuyoobjetivo era el conocimiento de la estructura atmica de lasmacromolculas antes mencionadas y que coincida en bue-na parte con la bioqumica estructural. Ms adelante veremos

    cmo nace la vertiente informacionista, cuyo objetivo eraestudiar cmo la informacin se transfiere entre generaciones.Puesto que estudia cmo la informacin biolgica se traduce enmolculas especficas, se solapa con la gentica en muchos as-pectos.

    Entre los estudios de Astbury y el final de la SegundaGuerra Mundial comienza a gestarse en el California Institu-te of Technology (Caltech) el grupo del fsico nuclear ale-mn, y discpulo de Niels Bohr, Max Ludwig Henning Del-brck (1906-1981), que luego sera conocido como el grupodel bacterifago. El grupo tom forma durante los aos queDelbrck pas en la Vanderbilt University, al coincidir conSalvador Edward Luria (1912-1991) y Alfred Day Hershey(1908-1997). El inters de estos investigadores se centrabaen entender de qu manera las molculas transmiten infor-macin de una generacin a la siguiente. Para ello utilizaronel modelo ms simple que conocan, los bacterifagos, osimplemente fagos, posiblemente guiados por los experi-mentos del franco-canadiense Flix dHrelle (1873-1949),que en 1917 demostr que los bacterifagos infectaban, ma-taban y disolvan las clulas bacterianas en poco ms de me-dia hora, as como el hecho de que las bacterias eran capacesde desarrollar de forma natural una resistencia al fago. FuedHrelle quien acu el trmino bacterifago para refe-rirse al microorganismo antagonista del bacilo que causabala disentera. El grupo del bacterifago se dedic a estudiarlas mutaciones genticas, la estructura de los genes, y los ci-clos vitales de los fagos. Aunque su labor fue muy importan-te, tuvieron que esperar hasta 1969 para que fuera reconoci-da con la concesin del Nobel a Delbrck, Luria y Hershey.De hecho, sus trabajos son el origen de la vertiente informa-cionista de la biologa molecular.

    En 1941, George Wells Beadle (1903-1989) y EdwardLawrie Tatum (1909-1975), en la Universidad de Stanford,encontraron en el hongo Neurospora crassa slidas eviden-cias de una correlacin entre los genes y las enzimas me-diante el estudio de rutas metablicas implicadas en la snte-sis de aminocidos. Postularon por primera vez dichacorrelacin como un gen, una enzima. El mdico italianoSalvador E. Luria (conocido por el medio de cultivo para E.coli, el LB, que significa Luria broth) y Max Delbrck de-mostraron en 1943 que las mutaciones en E. coli ocurren alazar, sin necesidad de exposicin a agentes mutagnicos, yque estas mutaciones se transmiten siguiendo las leyes de laherencia. En 1928 el microbilogo Fred Griffith (1881-1941)haba descubierto cmo el Streptococcus pneumoniae aviru-lento puede transformarse en virulento al infectar un ratnsano con la cepa avirulenta viva y la virulenta muerta. Em-pleando esta capacidad del estreptococo, Oswald TheodoreAvery (1877-1955), Colin MacLeod y Maclyn McCarty in-tentan desentraar la naturaleza del material gentico en elInstituto Rockefeller, durante 1944. Dominados por el mode-lo del tetranucletido plano, y en contra de sus propias ex-pectativas, demostraron que las cepas avirulentas de Griffithse transformaban en virulentas con la exposicin al DNA,pero no a las protenas. Los experimentos de Avery, MacLeody McCarty fueron puestos en entredicho, porque asociadas al

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    Kossel Levene Astbury

  • DNA podran ir en cantidades nfimas las protenas portado-ras de la informacin gentica. Precisamente, uno de los msescpticos con estos resultados fue el propio Levene. Se ne-cesitaron todava unos aos para que se demostrara clara-mente que el DNA era el nico responsable del principiotransformante. Siguiendo la lnea de pensamiento abiertopor Avery y sus colaboradores, en 1946 Joshua Lederberg(1925-*) y Edward Tatum demuestran en la Universidad deYale que las bacterias tambin intercambian material genti-co en funcin de su sexo.

    Estos experimentos han tenido una honda repercusin enla terminologa biotecnolgica actual. As, al hecho de que labacteria tome el DNA de una manera estable se lo denominatransformacin las bacterias avirulentas que no produ-can la neumona se transformaban en virulentas al tomarel DNA de una virulenta. En 1959, trabajando en Caltech,el italiano Renato Dulbecco (1914-*) introdujo tambin elconcepto de transformacin para explicar que mezclando invitro clulas sanas con virus productores de polioma y SV40se pudieran obtener clulas de aspecto oncognico; o sea,

    que las clulas sanas se haban transformado en clulascancerosas en contacto con los virus. Por esta dualidad designificado del trmino transformacin, se impuso el tr-mino transfeccin para hacer referencia a la entrada deDNA en clulas eucariotas. Los trabajos de Dulbecco sobreclulas cancerosas le valieron el Nobel en 1975.

    Debido a que la mayora de los problemas biolgicoseran prcticamente inaccesibles a la experimentacin direc-ta, muchos fsicos, sobre todo fsicos nucleares, se interesa-ron por ellos, y su incorporacin fue determinante para eldesarrollo de la biologa molecular. Por ejemplo, Niels Bohr(1885-1962) escribi en 1933 un ensayo titulado Light andLife que influy directamente en la forma de pensar de mu-

    chos fsicos sin ir ms lejos, su ya mencionado discpuloMax Delbrck, hacindoles volverse hacia los problemasbiolgicos. Marie Curie, por su parte, empez a probar sobrematerial biolgico el efecto de las radiaciones. No olvidemosa los fundadores del grupo del bacterifago: Delbrck era f-sico en Alemania antes de la Segunda Guerra Mundial, y Sal-vador Luria se inici estudiando la estructura de los virus enel Instituto Pasteur, junto al fsico Fernand Holweck. El mis-mo ao que Astbury fue nombrado profesor de EstructuraBiomolecular (1945) el fsico cuntico Erwin Schrdinger

    (1887-1961) publica el libro Qu es la vida?, que para mu-chos autores es ms importante para el desarrollo de la bio-loga molecular que el nombramiento de Astbury. El libro deSchrdinger indica que las leyes de la fsica son inadecuadaspara explicar las propiedades del material gentico y, en par-ticular, su estabilidad durante innumerables generaciones. Laconcepcin vital expresada por el fsico en su obra se basa endos supuestos: en el primero se concibe al cromosoma comoun cristal aperidico capaz de almacenar informacin y me-moria. En el segundo, se establece que los organismosmantienen su orden minimizando su entropa, alimentndosede entropa negativa o del orden preexistente en el entorno.

    Una de las primeras consecuencias de que los fsicos co-miencen a considerar los problemas biolgicos la tenemos enel desarrollo de la cristalografa mediante difraccin de rayosX sobre material biolgico. Esta tcnica se haba comenzadoa aplicar a sustancias sencillas gracias a los trabajos de sirWilliam Henry Bragg (1862-1942) y su hijo William Lau-rence Bragg (1890-1971), lo que les vali el Nobel en 1915.Para interpretar los patrones resultantes propusieron un mo-delo matemtico conocido como transformada de Fourier,que se sigue utilizando hoy en da. La cristalografa dababuenos resultados con molculas pequeas, pero con macro-molculas biolgicas los resultados eran todava imprecisos,o bien tan complejos que supondran un anlisis que podradurar toda una vida de investigacin. A comienzos de losaos treinta, el bioqumico James Batcheller Sumner (1877-1955) haba demostrado que era posible cristalizar protenas.Su trabajo pas desapercibido hasta que lo retom otro bio-qumico, John Howard Northrop (1891-1987), para obtenerlos primeros cristales de enzimas, lo que vali a ambos elNobel en 1946. Esos trabajos permitieron que, como hemosvisto, Astbury pudiera analizar por difraccin protenas yDNA. La cristalizacin anim en 1937 a Max Ferdinand Pe-

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    Delbrck, Luria, Schrdinger.

  • rutz (1914-*) a trabajar en la estructura de la hemoglobinacon esta tcnica, tarea que no logr culminar hasta 1959; porsu parte, sir John Cowdery Kendrew (1917-1997) conoci aPerutz en 1946, lo que le anim a hacer lo mismo con la mio-globina desde entonces hasta 1959. Estos trabajos cristalo-grficos fueron premiados con el Nobel en 1962 a Perutz yKendrew.

    Pero esta vertiente estructuralista de la biologa molecu-lar llega a una de sus cumbres cuando la tcnica se perfec-ciona, y en 1951, los fsicos Linus Carl Pauling (1901-1994)y Robert B. Corey descubren en Caltech la estructura de lahlice de las protenas gracias a los anlisis con difraccinde rayos X. Pauling consigui su primer Nobel en 1954 (elsegundo sera el Nobel de la Paz, por su oposicin a las ar-mas nucleares) gracias a sus trabajos sobre la naturaleza delos enlaces qumicos y su papel en la elucidacin de las es-tructuras macromoleculares. En 1953, Fred Sanger (1918-*),trabajando en el Medical Research Council britnico, consi-gue la primera secuencia de aminocidos completa: la insu-lina. As conseguir su primer premio Nobel, en 1958.

    El modelo del tetranucletido plano empieza a ponerse enentredicho seriamente cuando en 1950 el checo Erwin Char-gaff (1905-2002), de la Universidad de Columbia, descubrelas leyes de complementariedad de bases de los cidos nu-cleicos. Chargaff demuestra que la composicin de los ci-dos nucleicos de distintos organismos es muy diferente de loque inicialmente se crea. La complementariedad y la com-posicin variable eran difcilmente explicables con el mode-lo del tetranucletido. Cuando poco despus apareci el mo-delo de Watson y Crick, Chargaff se incomod, con razn,

    porque su trabajo clave en ese modelo no fue conve-nientemente agradecido; adems, Chargaff no era partidariode construir modelos, tcnica que usaron Watson y Crickpara proponer la estructura del DNA. Mientras tanto (1951),Barbara McClintock (1902-1992) se adelant a su poca alproponer, en el Cold Spring Harbor Laboratory, la existenciade elementos genticos mviles en el genoma del maz: lostransposones, que tantas aplicaciones han abierto despus.Esto le vali el Nobel en 1983, con 32 aos de retraso, ya queno se estim que sus resultados fueran fiables hasta que en1960 se descubrieran la transposicin en bacterias, en 1970

    se detectara la actividad transposasa y Watson afirmara enun simposio en Cold Spring Harbor que los transposones sonalgo virtualmente inevitable. Uno de los golpes definitivosal modelo del tetranucletido lo asest lord Alexander Ro-bertus Todd en 1950 (1907-1997), al demostrar que los enla-ces fosfoster en el DNA son perfectamente normales, por loque propuso una estructura lineal y no cclica para el DNA.Estos trabajos y los que realiz sobre las coenzimas le valie-ron el Nobel en 1957.

    En 1952 Luria y Weigle, en distintos laboratorios, descu-bren los sistemas de restriccin a la infeccin viral, lo quepermitir ms adelante descubrir las enzimas de restriccin.A su vez, Joshua Lederberg y su esposa Esther M. Lederbergdesarrollan un mtodo a base de rplicas de placas para de-mostrar que las mutaciones aparecen de forma azarosa e in-dependiente de los procedimientos de seleccin. Sus trabajospermitieron profundizar en la estructura gentica y la recom-binacin en los microorganismos le vali a J. Lederberg el

    Nobel en 1958, junto a Beadle y Tatum. Fue l quien intro-dujo el trmino plsmido, en 1952, para explicar la he-rencia extracromosmica. Ese mismo ao, los trabajos reali-zados en el Cold Spring Harbor Laboratory por AlfredHershey y Martha Chase (que provenan del grupo del bac-terifago) demostraron que el material gentico que se trans-mite a la progenie del fago es DNA, mientras que las prote-nas que hay en la cpside no. Se empezaban a acumulardemasiados resultados que el modelo del tetranucletido noexplicaba.

    Sin que haya un registro histrico evidente, entre 1950 y1953 la mayor parte de la comunidad cientfica empieza aadmitir que el material gentico es el DNA, por lo que co-mienza una nueva ola de experimentos dedicados a conocersu estructura real. A comienzos de los aos cincuenta, la qu-mica-fsica Rosalind Elsie Franklin (1920-1958) abri una l-nea de investigacin en el laboratorio de sir John TurtonRandall (1905-1984), en el Kings College, sobre el estudiode la estructura del DNA mediante difraccin de rayos X. Asencontr que el DNA poda hallarse en dos formas helicoi-dales distintas con los fosfatos hacia el exterior (las formasque hoy conocemos con DNA-A y DNA-B). Simultnea-mente, Linus Pauling propuso un modelo de triple hlice conlos fosfatos hacia el interior y las bases hacia fuera, clara he-rencia del modelo del tetranucletido. Es difcil entender queel Nobel Pauling no reparara en que su propuesta era invia-

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    Pauling Sanger

    Chargaff McClintock Todd

  • ble, puesto que la repulsin electrosttica entre los gruposfosfato desestabilizara la estructura. Probablemente en esapoca era ms dificultoso encontrar una manera de colocarlas bases nitrogenadas hacia el interior de la estructura sinque surgieran impedimentos estricos a las posibles repul-siones entre las cargas de los fosfatos. La clave de la doblehlice del DNA la pusieron el bioqumico-gentico america-no James Dewey Watson (1928-*) y el biofsico ingls Fran-cis Harry Compton Crick (1916-*) trabajando en la Uni-versidad de Cambridge, en el Reino Unido mediante larecopilacin de los resultados dispersos que sobre cidos nu-cleicos existan, as como reuniendo informacin sin publi-car del laboratorio de Randall. Inicialmente propusieron unmodelo parecido al de Pauling, pero despus, y gracias a unavisin genial de las reglas de Chargaff, as como a las ino-centes confidencias del neozelands Maurice Wilkins(1916-*), tambin del laboratorio de Randall, lograron ela-borar el conocido modelo de la doble hlice. En un breve ar-tculo de 1953 en Nature describen lo que hoy se conocecomo DNA-B, el posible modelo de replicacin del DNA, ysus mutaciones. La elucidacin de la estructura del DNA esuno de los descubrimientos esenciales para la biologa mo-lecular y, en general, para la ciencia de este siglo. Watson,Crick y Wilkins (Franklin haba muerto de cncer de ovarioen 1958, a los 37 aos) reciben el Nobel en 1962, ya que enel mismo nmero de la revista Nature haban aparecido el ar-tculo sobre el modelo de Watson y Crick y los resultadoscristalogrficos que Wilkins, por un lado, y Franklin, porotro, tenan para apoyar el modelo. El Nobel a Watson yCrick fue objeto de controversia, porque se haban limitadoa recopilar informacin de otros, sin aportar nuevos datos. Asu favor est el que la doble hlice abri un nuevo camino noslo a la biologa molecular, sino a toda la biologa, y que sumodelo luego ha sido confirmado plenamente por otros in-vestigadores. Por su lado, Francis Crick ha demostrado serun gran cientfico, ya que con el modelo de la doble hlicetambin propuso la existencia de la tautomera y la replica-cin semiconservativa del DNA; en 1955 propuso que paraque el RNA sintetice protenas debe existir una molculaacopladora de los aminocidos a la secuencia de cidos nu-

    cleicos (lo que Paul Berg [1926-*] comprob que era eltRNA al ao siguiente: un RNA que transfera el amino-cido correcto, y de ah el nombre de RNA de transferencia);en 1956 propuso el dogma central de la Biologa Molecular:que, en palabras del propio Crick, el DNA dirige su propiareplicacin y su transcripcin para formar RNA complemen-tario a su secuencia; el RNA es traducido a aminocidos paraformar una protena; en 1957 propone que el cdigo genti-co ha de leerse en tripletes que no se solapan ni puntan (lodemostr en 1961, junto a Sidney Brenner); y en 1966 propo-ne la hiptesis del titubeo (wobble) del tRNA al leer elmRNA. Como vemos, toda una serie de hiptesis que se hanvalidado posteriormente.

    A comienzos de los aos cincuenta, Paul Zamecnik(1912-*), trabajando en el Massachusetts General Hospital,demuestra que la sntesis de protenas ocurra en unas part-culas intracelulares compuestas de cido ribonucleico y pro-tenas, por lo que posteriormente fueron bautizadas como ri-bosomas. En 1955, demuestra junto con Mahlon Hoaglandque los aminocidos tienen que activarse antes de unirse alribosoma, y que esa activacin incluye la unin covalente a

    un RNA soluble estable. Este RNA fue denominado inicial-mente RNA soluble, pero los experimentos posteriores deZamecnik y Paul Berg (1926-*) demostraron que este RNAsoluble transfera el aminocido correcto, por lo que hoyse le denomina RNA de transferencia.

    A raz de los estudios sobre los cidos nucleicos comomaterial gentico, en 1955 el bioqumico espaol SeveroOchoa (1905-1993) y Marianne Grumberg-Manago, traba-

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    Chase Hershey

    Arriba: Crick, Watson; debajo: Wilkins, Franklin.

  • jando en la New York University, descubrieron la polinu-cletido fosforilasa, que sirvi para sintetizar oligorribonu-cletidos con los que otros autores descifraron el cdigo ge-ntico. Se crea que era la enzima que sintetizaba el RNA sinusar una plantilla posteriormente se ha comprobado que suactividad fisiolgica es la de degradar RNA. En 1957, enla Washington University, Arthur Kornberg (1918-*) purificy caracteriz la DNA polimerasa I de E. coli. Kornberg yOchoa compartieron el Nobel en 1959 por descubrir las en-zimas que rigen la sntesis de los cidos nucleicos. Sus estu-dios demostraron que la investigacin enzimolgica podaaplicarse al estudio de los genes y el importante papel que labioqumica puede desempear en la biologa molecular. En1955, el polaco Heinz L. Fraenkel-Conrat (1910-*), autor deuno de los principales manuales de virologa, trabajando enla sede de Berkeley de la Universidad de California demos-tr que la infectividad de algunos virus se encontraba en elRNA que contienen, con lo que se pona de manifiesto queno slo el DNA puede ser material gentico. En 1956 AlfredGierer demostr que el RNA aislado del virus del mosaicodel tabaco es infeccioso en ausencia de protenas. El avanceera ya imparable, impulsado por los nuevos descubrimientosy porque empezaban a estar disponibles una serie de adelan-tos tcnicos que permitiran abordar nuevos y ms complejostrabajos. Por citar slo unos pocos, se desarrollan nuevas tc-nicas de microscopa ptica, as como la electrnica, y apa-recen la ultracentrifugacin, los contadores de centelleo, lastcnicas espectroscpicas y la resonancia magntica nuclear.

    A mediados del siglo XX, y una vez que ya se conoce lanaturaleza qumica del material gentico, la investigacinpuramente mecanicista empieza a decaer, ya que ahora seprefiere explicar los procesos biolgicos en el contexto delorganismo entero (in vivo), a ser posible, en lugar de en con-diciones artificiales (in vitro) o en cultivos de clulas. Es loque se conoce como el materialismo holstico o materialis-mo integral. Por eso disminuye la importancia de los descu-brimientos bioqumicos y se da ms importancia a todo lo re-lacionado con la biologa molecular y la gentica molecular.Hasta entonces, todos los intentos por abordar los temas deforma generalista estaban cargados de elucubraciones, unavisin vitalista de los seres vivos y ausencia de rigor cient-fico. Pero los trabajos realizados por fsicos y fsico-qumi-

    cos que reorientaron sus investigaciones para resolver pro-blemas biolgicos a mediados de siglo imprimen un cambioa la forma de trabajar y a la actitud frente a los problemasbiolgicos. Se comienza a saber la naturaleza molecular delgen y el papel de los genes en el crecimiento, el desarrollo yla fisiologa de los microorganismos. Se pone de manifiestola adaptacin enzimtica de los microorganismos en cultivo.

    Estudiando estos mecanismos de adaptacin, en 1956, losfranceses Franois Jacob (1920-*) y Jacques Lucien Monod(1910-1976) demuestran la existencia de genes estructuralesy reguladores que se organizan en forma de operones. En1959, Jacob acua el trmino episoma para explicar una trans-ferencia especfica de algunos marcadores genticos entrebacterias. Este trmino, hoy en da, se considera sinnimodel plsmido de Lederberg: una molcula de DNA circularextracromosmica que se replica autnomamente en la clulay no es esencial para la supervivencia de la especie, aunqueen determinadas condiciones de cultivo puede ser imprescin-dible. Lo ms destacable del trabajo de Jacob y Monod esque en 1960 dedujeron el modo de funcionamiento del ope-rn de la lactosa de E. coli a base de mutaciones y fenotipos.Tambin les debemos la terminologa relacionada con losoperones y su regulacin. En sus estudios postularon la ne-cesidad de una molcula intermediaria (el mRNA) entre elDNA y las protenas Meselson y Brenner demostraron en1961 la existencia de esta molcula. Por ello, Jacob y Mo-nod obtuvieron el Nobel en 1965. Poco despus, en 1968,Monod escribe el libro El azar y la necesidad, que revolu-cion la filosofa de la vida: Monod argumentaba que la vidasurge del azar y progresa como consecuencia necesaria de laspresiones ejercidas por la seleccin natural. Apoyando lostrabajos de Monod y Jacob, en 1967 Walter Gilbert (1932-*)asla en la Universidad de Harvard el represor LacI, y MarkPtashne asla en el mismo centro el represor del fago lamb-da: se confirma molecularmente el modelo del opern.

    Al igual que en su da la aparicin de la revista The Jour-nal of Biological Chemistry supuso la consolidacin de labioqumica, la aparicin en 1959 de Journal of MolecularBiology de la mano del sudafricano Sydney Brenner (1927-*),en la Universidad de Cambridge, supuso la confirmacin dela biologa molecular como un rea de conocimiento e in-vestigacin independiente.

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    Ochoa Kornberg

    Monod Jacob

  • A partir de entonces, los conocimientos sobre la transfe-rencia de informacin en los seres vivos se acumulan de for-ma exponencial. As, en 1958 S. B. Weiss describe la snte-sis del RNA por una RNA polimerasa dirigida por DNA.La replicacin semiconservativa del DNA propuesta porWatson y Crick es confirmada experimentalmente por Ma-thew Stanley Meselson (1930-*) y Franklin Stahl (1910-*)en Caltech. En 1960 Stewart Linn y Werner Arber (1929-*),en Ginebra, descubren los sistemas de restriccin de las bac-terias. En 1961, en la Universidad Johns Hopkins, HowardDintzis descubre que el mRNA se traduce en sentido 5 a 3,y que las protenas de sintetizan desde el extremo amino alcarboxilo; este descubrimiento es el que ha proporcionado labase para establecer por convenio que la ordenacin delDNA siempre sea desde el extremo 5 al 3, y la de las pro-tenas desde el extremo amino al carboxilo. A su vez, BenHall y Sol Spiegelman hibridan DNA y RNA, lo que de-muestra su complementariedad y sienta las bases de la hi-bridacin de cidos nucleicos no confundir esta hibrida-cin con la formacin de DNA recombinante/hbrido/quimrico que veremos ms adelante.

    En la dcada de 1960 se prest especial inters al modoen que se descodificaba el RNA en aminocidos. As, en1964, Charles Yanofsky comprueba en la Universidad deStanford que la secuencia de nucletidos del DNA se corres-ponde exactamente con la de aminocidos. Ya vimos que en1956 Berg demostr que el tRNA era el que descodificaba lainformacin del mRNA y aseguraba la interpretacin exactade la informacin gentica. Debido a su pequeo tamao (de73 a 93 nucletidos), su disponibilidad y su funcin clave,fue el primer cido nucleico sobre el que se intent la se-cuenciacin y la obtencin de una estructura tridimensional.En 1965 Robert William Holley (1922-1993) obtuvo en laCornell University la secuencia de nucletidos completa deltRNA de la Ala en las levaduras (77 nucletidos), para lo quenecesit purificarlo a partir de 90 kg de Saccharomyces ce-revisiae; obtuvo el Nobel en 1968. Marshall Warren Niren-berg (1927-*) y Har Gobind Khorana (1922-1993), en el Na-tional Heart Institute de los NIH, acababan de descifrar elcdigo gentico en junio de 1966 gracias a la aplicacin dela polinucletido fosforilasa de Ochoa, lo que fue recompen-sado en 1968 con el Nobel, compartido con Holley. Szybals-ki y Summers demostraron en 1967 que el RNA se transcri-be a partir de DNA.

    A comienzos de la dcada de 1970 ya est ms que claroque los problemas biolgicos pueden y deben ser explicadosdesde un punto de vista molecular. En esta poca se incorpo-ra por fin al modo de pensar de todos los bilogos el mtodoexperimental que vena aplicndose a la biologa molecular:las nicas hiptesis vlidas son las que se pueden verificarexperimentalmente. Esto conllev un olvido, al menos tem-poral, de los mtodos de observacin y descripcin estructu-rales que haban sido prevalentes durante el siglo XIX y el co-mienzo del XX.

    En 1970 Gnther Blobel (1936-*) demuestra la existen-cia de secuencias seal y receptores para estas secuencias,que regulan el trfico de protenas dentro de la clula. Toda

    una vida dedicada a conocer las reglas de este trfico le va-li el Nobel en 1999. Tambin en 1970 Hamilton Smith(1931-*) descubre las enzimas de restriccin, purificando laprimera, que fue HindII, a partir de Haemophilus influenzae.Un ao despus, Daniel Nathans (1928-1999) elabora el pri-mer mapa de restriccin del DNA, y al ao siguiente, JanetMertz y Ron Davis demuestran que un fragmento de restric-cin poda ser insertado y ligado a otro DNA cortado por lamisma enzima. Paul Berg (el mismo que demostr que eltRNA mediaba entre el mRNA y las protenas) construye en1972 la primera molcula de DNA recombinante o quime-ra entre DNA plasmdico de E. coli y DNA del fago l (le su-pondr el Nobel en 1980). Esto sirvi para que un ao mstarde (1973) Herbert Boyer (1936-*) y Stanley Norman Co-hen (1922-*), de forma independiente, expresaran en unabacteria un plsmido que contena un gen recombinante.Nace as la clonacin. Smith y Nathans, junto con Arber (eldescubridor de los sistemas de restriccin), reciben el Nobelen 1978. A partir de entonces se empieza a dejar de purificary caracterizar enzimas para empezar a clonar genes.

    Howard Martin Temin (1934-1994) haba demostrado laexistencia de virus con RNA como material gentico en cuyociclo vital no apareca DNA en ningn momento. Poste-riormente obtuvo indicios de que algunos virus RNA eran ca-paces de sintentizar DNA usando su RNA como plantilla. En1970, Temin y David Baltimore (1938-*) demostraron que lacopia de RNA en DNA durante la infeccin de algunos virusse deba a una nueva actividad cataltica que denominarontranscriptasa inversa o retrotranscriptasa (reverse trans-

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    Arriba: Meselson, Stahl; debajo: Nirenberg, Khorana.

  • criptase). Temin y Baltimore fueron galardonados por ellocon el Nobel en 1975. En 1974 J. Schell y M. Van Montagusealan que las enfermedades provocadas por Agrobacteriumse deben a la existencia de plsmidos en las cepas que se de-nominan Ti (tumor inducing) y Ri (root inducing), sentandolas bases de lo que luego ser la transformacin de plantassuperiores al lograr transferir un gen quimrico al tabaco. En1974 John Shine (1946-*) y Lynn Dalgarno (1935-*) presen-tan en Canberra (Australia) la secuencia consenso de fijacinde los mRNA a los ribosomas procariotas. Ese mismo ao secelebra un congreso internacional en Asilomar (California),donde se regula el uso de microorganismos modificados ge-nticamente y la tecnologa del DNA recombinante. Todavaen 1974 se obtiene la estructura tridimensional del tRNA dePhe, demostrndose que tena forma de L. La determinacinde esta estructura es uno de los mltiples casos en los que doslaboratorios, el MIT americano y el MRC ingls, no compi-tieron limpiamente para ver quin publicaba primero los re-sultados. Como resultado de esta desafortunada carrera, pocoms se ha avanzado hasta hoy sobre la estructura de estasmolculas.

    En 1975 el alemn Georges J. F. Khler (1946-1995) y elargentino Csar Milstein (1927-*), trabajando en el MedicalResearch Council britnico, en Cambridge, fusionan clulaspara producir anticuerpos monoclonales. En su breve artcu-lo en Nature proponen que tales clulas se pueden cultivarin vitro de forma masiva para obtener anticuerpos especfi-cos. Tales cultivos podrn ser muy tiles en aplicaciones m-dicas e industriales. Es una clara evidencia de que comien-

    zan a tomarse en serio las aplicaciones biotecnolgicas de losresultados obtenidos por la ciencia bsica; se les galardoncon el Nobel en 1984. Edward M. Southern (1938-*) desa-rrolla en Edimburgo la hibridacin de cidos nucleicos ensoporte slido. En este mismo ao Walter Fiers, en la Uni-versidad de Gante, publica la primera secuencia de nucleti-dos larga, gracias a un sistema de secuenciacin ms-menosque ide Fred Sanger; se trata del cromosoma de RNA delfago MS2. En 1977 Alan M. Maxam y Walter Gilbert (elmismo Gilbert que aisl el represor LacI y que acuara msadelante los trminos intrn y exn) describen la se-cuenciacin qumica del DNA. Por su lado, Fred Sanger, elque secuenci por primera vez una protena, perfeccion susistema ms-menos y lo convirti en el mtodo de secuen-ciacin basado en didesoxinucletidos, con lo que la obten-cin de secuencias de DNA se convierte en una tcnica ac-cesible a cualquier laboratorio. Gilbert y Sanger reciben elNobel por ello en 1980 (el segundo de Sanger). A partir deeste momento, no basta con clonar los genes, sino que tam-bin hay que secuenciarlos.

    En 1977 Richard John Roberts (1943-*) y Phillip AllenSharp (1944-*) descubren, de forma independiente y graciasa su colaboracin cientfica, que en los eucariotas, a diferen-cia de en los procariotas, los genes no son continuos; recor-demos que fue Gilbert quien bautiz como intrones a las se-cuencias que no se encuentran en el RNA, y exones a las ques. Los trabajos de Roberts permitieron que en la dcada de1970 se purificaran y comercializaran ms de 100 enzimasde restriccin. En 1978 Tilghman visualiza al microscopioelectrnico los intrones como lazos de DNA que no hibridancon el mRNA que producen. En 1993, Roberts y Sharp reci-ben el Nobel. Los trabajos que realiz Keith Backman en ellaboratorio de Mark Ptashne en la Universidad de Harvardhasta 1978 demostraron que los elementos genticos (pro-motores, sitios de unin al ribosoma, secuencias codifican-tes...) se podan reordenar en nuevas combinaciones funcio-nales. Es el nacimiento de la ingeniera gentica.

    En 1978 Cooper, Weinberg y Wigler descubren los onco-genes, y Alexander Rich descubre la estructura de DNA-Z alanalizar la estructura de oligonucletidos GC. Yuet Wai Kan yAndree-Marie Dozy desarrollan la tcnica RFLP (polimorfis-mo en la longitud de los fragmentos de restriccin). Herbert

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    Cohen Boyer

    Baltimore Temin Gilbert

    Roberts Sharp

  • Boyer vuelve a revolucionar la biotecnologa al conseguir quese comercialice en 1981 una insulina obtenida por expresinen E. coli del gen humano recombinante: la humulina. En1980 Martin Cline consigue el primer ratn transgnico.

    Entre 1978 y 1980, Christiane Nsslein-Volhard (1942-*) y Eric Francis Wieschaus (1947-*) revolucionan el mun-do de la gentica del desarrollo desde el European Molecu-lar Biology Laboratory, en Heidelberg: demuestran que unabatera de genes afectaban a la segmentacin de la moscadel vinagre. Por fin hay una respuesta molecular a un pro-ceso ontognico complejo como es la segmentacin de lamosca del vinagre. Esto y sus posteriores descubrimien-tos les valieron el Nobel en 1995. Ese ao compartieron elpremio con Edward B. Lewis (1918-*), de Caltech, que fueel primero en encontrar los genes hometicos encargados deregular la expresin de los genes que van a intervenir en eldesarrollo y segmentacin de Drosophila. Gracias a ellonace la gentica del desarrollo, al aplicar mtodos molecu-lares y de la gentica clsica a un problema de desarrollo; esel resultado de la fusin de dos disciplinas: biologa mole-cular y gentica clsica.

    En 1981 Sidney Altman (1939-*) describe el primer RNAcon actividad cataltica (ribozima): la RNasa P. Al ao si-guiente Thomas Robert Cech (1947-*) descubre la primeraribozima en un intrn del protozoo Tetrahymena. Ambos re-ciben el Nobel en 1989 por el descubrimiento de las ribozi-mas. Tambin en 1982 Stanley B. Prusiner descubre que lospriones son partculas infecciosas compuestas slo por pro-tenas, sin cidos nucleicos. Pero Prusiner tuvo que esperarhasta 1997 para ser laureado con el Nobel, porque nadie secrea que el prin pudiera ser una partcula infectiva sin con-tener ningn cido nucleico. El mismo ao 1982 MarianoBarbacid identifica el primer oncogn humano.

    En 1983 Kary Banks Mullis (1944-*) describe una tcni-ca que va a volver a revolucionar la investigacin en biolo-ga molecular. Se trata de la PCR (reaccin en cadena de lapolimerasa). En 1993 fue premiado con el Nobel. En 1984,en la Universidad Britnica de Leicester, sir Alec John Jef-freys (1950-*) desarrolla las huellas genmicas (genomefingerprintings) digiriendo DNA con enzimas de restriccine hibridndolo con sondas radiactivas para caracterizar eidentificar individuos. Al ao siguiente ya se estaban usandopara investigaciones criminales. Todava en 1984, Charles

    Cantor y David Schwartz desarrollan la electroforesis encampo pulsante para separar molculas de DNA de altopeso molecular. Esto supuso el mayor avance en las electro-foresis desde que el sueco Arne Wilhelm Kaurin Tiselius(1902-1971) desarrollara en 1937 la primera electroforesis(por ello obtuvo el Nobel en 1948). En 1986, John Rosenbergcristaliz por primera vez una enzima de restriccin (EcoRI)acomplejada a un oligonucletido bicatenario que contena lasecuencia de reconocimiento.

    En 1987, Maynard Olson, en la Universidad de Washing-ton, construye los YAC (cromosomas artificiales de levadu-ras) para clonar grandes fragmentos de DNA. Con estas he-rramientas, en 1987 se inician casi simultneamente elProyecto genoma humano, de la mano de James Watson, yel Proyecto genoma de levadura, de la del belga Andr Gof-feau. Este segundo fue subvencionado inicialmente slo porla Unin Europea (pero despus se adhirieron al proyecto in-vestigadores americanos y japoneses con sus propias fuentes

    de financiacin). El primer gen de humanos se clon en1977, pero habra que esperar hasta 1990 para que el Pro-yecto genoma humano comenzara formalmente. En cambio,en 1992 ya aparece terminada la secuencia del primer cro-mosoma de levaduras. En 1995 se describen muchas nuevastcnicas dedicadas al mapeo de genes. En 1996 ya est ter-minada la secuenciacin de toda la levadura, un ao despusde que se publique el primer organismo no viral (Haemophi-

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    Wieschaus Nsslein Lewis

    Altman Cech

    Mullis Tiselius

  • lus influenzae) secuenciado por J. Craig Venter (1946-*) enel centro que l mismo cre: The Institute for Genomic Re-search (TIGR). Ese mismo ao, la compaa Affymetrix (Ca-lifornia) presenta el primer microchip de genes, tambin lla-mado matriz o microordenamiento de DNA (DNA array). Lasecuenciacin y la PCR han permitido que se pase de la se-cuenciacin de genes a la secuenciacin de genomas. Esto haimpulsado lo que se podra denominar una nueva revolucintecnolgica sin parangn: los microchips de DNA (micro-array technology), que consisten en inmovilizar de forma or-denada fragmentos de cidos nucleicos que constituyen unpanel de sondas con las que se puede analizar en pocas horasdesde qu organismo est produciendo una infeccin hastaen qu momento del desarrollo y en qu tejido se expresa ungen. El primero en usarlos fue Patrick Henry Brown, en1995, en la Universidad de Stanford, con la tecnologa des-arrollada previamente por Stephen Fodor. Ha nacido la ge-nmica y est sembrndose el terreno para la aparicin delas otras -micas.

    En 1997 Ian Wilmut consigue el primer organismo supe-rior clonado, la oveja Dolly, en el Instituto Roslin de Edim-burgo; un ao despus, Dolly dio a luz a Bonnie, demostran-do que los clones pueden dar a luz individuos perfectamentenormales. Dolly muri en el 2003 a causa de un envejeci-miento prematuro. En 1998 apareci la secuencia completadel primer animal, el gusano Caenorhabditis elegans. El pri-mer cromosoma humano secuenciado se public en 1999 (setrataba del cromosoma 22), aunque en el 2000 se elabor elprimer borrador del genoma, construido por Venter en elTIGR y Francis Sellers Collins (1950-*) en la empresa Cele-ra Genomics. Comienza la era postgenmica.

    Por ltimo, podemos citar a French Anderson por conse-guir la primera terapia gnica en una nia de cuatro aos conuna enfermedad inmunitaria. En 1993 Daniel Cohen obtieneen Pars el primer mapa gentico humano. John Michael Bis-hop y Harold Eliot Varmus, de la Universidad de California,reciben el Nobel en 1989 por descubrir los oncogenes retro-virales. En 1992 se concede este galardn a E. H. Fischer y E.G. Krebs por descubrir los mecanismos de fosforilacin ydesfosforilacin reversibles de las protenas. En 1993 se otor-ga el Nobel a M. Smith por la tcnica de mutagnesis dirigi-da. En 1994 lo reciben A. G. Gilman y M. Rodbel por descu-brir las protenas G y su papel en la transduccin de seales.

    Hoy en da la metodologa y la filosofa de la mayora delos bilogos es casi indistinguible de unas reas a otras. Sibien las distintas disciplinas existen y seguirn existiendo, laforma de trabajar y de abordar los problemas es muy pareci-da en cada una de ellas. Esto est favoreciendo extraordina-riamente la comunicacin entre bilogos de distintas reas deconocimiento, con lo que se mezclan an ms las tcnicas.

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