RESUMEN DE RECUPERACION UNIDAD: 1

v  EXPERIMENTOS DE GRIFFITH (1928)

El experimento de Griffith, llevado a cabo en 1928, fue uno de los primeros experimentos que demostró que las bacterias eran capaces de transferir información genética mediante un proceso llamado transformación.

En 1928, el microbiólogo Frederick Griffith, que investigaba varias cepas de neumococo(Streptococcus pneumoniae), 

 Esta bacteria humana causante de la neumonía humana, es normalmente letal para los ratones. Sin embargo, han aparecido diferentes cepas que difieren en su virulencia. Griffith utilizo en sus experimentos dos cepas que se distingan por la apariencia de las colonias crecidas en laboratorio. Las células de una de las cepas, de tipo virulento normal, están rodeadas por una cápsula de polisacáridos que le da a la colonia apariencia lisa (smooth en ingles); de ahí llamada estirpe S. Las células de la otra cepa (un tipo mutante) no virulento que se reproduce en los ratones pero no es letal, carecen de esta cápsula de polisacáridos, lo cual hace que las colonias tengan apariencia rugosa; esta es la denominada estirpe R.

Inyectó en ratones la cepa S y la cepa R de la bacteria. La cepa S era dañina, mientras que la rugosa (R), no lo era ya que la cepa S se cubre a si misma con una cápsula de polisacárido que la protege del sistema inmune del ser que ha sido infectado, resultando en la muerte de este, mientras que la cepa R no contiene esa cápsula protectora es derrotada por el sistema inmunitario. Cuando, inactiva por calor, la cepa S era inyectada, no había secuelas y el ratón vivía. Sorprendentemente, al combinar cepa R (no letal), con cepa S inactivada por calor (no letal), el ratón murió. Además, Griffith encontró células de cepa S vivas. En apariencia la cepa R se convirtió en cepa S.

Este descubrimiento fue significativo porque demostró que los organismos pueden ser de alguna manera “reprogramados” genéticamente en una versión ligeramente diferente de ellos mismos. Una variedad de bacteria, en este caso la variedad R de la S. pneumoniae, puede cambiarse en algo diferente, presumiblemente porque la transferencia del material genético de un donante, en este caso la variedad S matada con el calor.

            

v  EXPERIMENTOS DE AVERY Y COLABORADORES (1944)

Avery, Colin MacLeod y Maclyn McCarty hicieron una serie de experimentos usando cepas de la bacteria neumococo, la cual causa neumonía. Los neumococos crecen en el cuerpo huésped, pero, como otros tipos de bacterias, también pueden crecer en superficies sólidas o líquidas.

Los neumococos son bacterias que cuando no tienen cápsula, crecen en el laboratorio, formando colonias con superficie rugosa; si tienen esa envoltura su apariencia se torna lisa. La diferencia pudiera parecer menudencia estética, pero no. Según datos emanados del laboratorio de Avery, precisamente la cápsula es causante de la virulencia.

Separaron los distintos  tipos de moleculas que se encuentran en las células S muertas y estudiaron su capacidad de transformación por separado.

Estos científicos hicieron casi exactamente lo que Griffith había hecho en sus experimentos pero con los siguientes cambios. Primero, después de matar con calor la variedad S de las bacterias, separaron la mezcla en seis tubos de prueba. Por consiguiente, cada uno de los tubos de prueba contendría el “agente transformacional” desconocido. Se añadió una enzima diferente a cada tubo, excepto a uno – el de control – que no recibió nada. A los otros cinco tubos, una de las siguientes enzimas: RNASe, una enzima que destruye RNA; proteasa, una enzima que destruye proteínas; DNase, una enzima que destruye ADN; lipasa, una enzima que destruye lípidos; o una combinación de las enzimas que rompen los carbohidratos. La teoría detrás de este experimento era que si el “agente transformacional” era, por ejemplo, proteína – el agente transformacional sería destruido en el tubo de prueba que contenía la proteasa, pero no en los otros. Por lo tanto, independiente de lo que fuera el agente transformacional, el líquido en uno de los tubos no podría transformar la variedad de la neumonía S. Cuando hicieron esto, el resultado fue dramático y claro. El líquido de los tubos que recibió las enzimas RNase, proteasa, lipasa y las que digieren los carbohidratos todavía podía transformar la variedad R de la neumonía en la variedad S. Sin embargo, el líquido que fue tratado con DNase perdió completamente su habilidad para transformar las bacterias.

Una ilustración clásica del experimento de Avery, MacLeod y McCarty que demuestra que el ADN es capaz de transformar la variedad R de la S. pneumoniae en la variedad S patógena.

Por lo tanto, era aparente que el “agente transformativo” en el líquido era ADN. Para demostrar esto más claramente, los científicos extrajeron líquido de la S. pneumoniae matada con calor (variedad S) y lo sometieron a una preparación y purificación extensiva, aislando sólo el ADN pura de la mezcla. Este ADN puro también podía transformar la variedad R en la variedad S y generar S. pneumoniae patógeno. Estos resultados ofrecieron evidencia poderosa que el ADN y no la proteína, eran de hecho el material genético dentro de las células vivientes.

  

v  EXPERIMENTOS DE HERSEY Y CHASE (1952)

A pesar de este resultado muy claro, Alfred Hershey y Martha Chase, realizaron un tipo de experimento genético totalmente diferente. Para su sistema experimental, seleccionaron un virus extremadamente pequeño llamado una bacteria fágica (o solamente fágica), que solamente infecta las células bacterianas. En ese momento, los científicos sabían que cuando estas fágicas infectan una célula bacteriana, de alguna manera “reprograman” la bacteria para transformarse en una fábrica para producir más fágicas. También sabían que la bacteria fágica en sí no penetra la bacteria durante la infección. Al contrario, una pequeña cantidad del material es inyectado en las bacterias y este material debe contener toda la información necesaria para construir más fágicas. Por lo tanto, esta sustancia inyectada es el material genético de la fágica.

Heshey y Chase diseñaron un experimento muy simple para determinar qué molécula, ADN o proteína, actuaba como el material genético en las fágicas. Para esto, usaron una técnica llamada etiquetado radioactivo. En el etiquetado radioactivo, se usa un isótopo radioactivo de algún átomo y éste puede ser seguido por su radioactividad (desde los años 1940, la radioactividad es detectada muy fácilmente con instrumentos de laboratorio, sigue siendo un instrumento muy común en la investigación científica). De tal manera, lo que hicieron Harshey y Chase fue hacer crecer dos grupos de fágicas en su laboratorio. Un grupo creció con la presencia del fósforo radioactivo. El elemento fósforo está presente en grandes cantidades en el ADN, pero no está presente en las proteínas de las bacterias y las fágicas. Por lo tanto, este grupo de fágicas hubiese tenido el etiquetado del ADN radioactivo. El segundo grupo de fágicas creció con la presencia de azufre radioactivo. El azufre es un elemento que se encuentra frecuentemente en las proteínas, pero nunca en el ADN. Por lo tanto, este segundo grupo de fágicas hubiese tenido el etiquetado de la proteína radioactiva.

Después, Hershey y Chase usaron estos dos grupos de fágicas en forma separada, para infectar las bacterias y después medir dónde terminaba la radioactividad. Lo que observaron fue que sólo estas bacterias infectadas con fágicas con el etiquetado del ADN radioactivo se convirtieron en radioactivas, en tanto que las bacterias infectadas con fágicas con el de la etiquetado proteína radioactiva, no se convirtieron en radioactivas. Por lo tanto, Hershey y Chase concluyeron que es el ADN, y no la proteína, que es inyectado en la bacteria durante la infección fágica y este ADN debe ser el material genético que reprograma las bacterias.