Despu�s de que la ciencia de la gen�tica se estableciera y de que se clarificaran los patrones de la herencia a trav�s de los genes, las preguntas m�s importantes permanecieron sin respuesta durante m�s de cincuenta a�os: �c�mo se copian los cromosomas y sus genes de una c�lula a otra, y c�mo determinan �stos la estructura y conducta de los seres vivos? A principios de la d�cada de 1940, dos genetistas estadounidenses, George Wells Beadle y Edward Lawrie Tatum, proporcionaron las primeras pistas importantes.
Trabajaron con el hongo Neurospora y Penicillium, y descubrieron que los genes dirigen la formaci�n de enzimas a trav�s de las unidades que los constituyen. Cada unidad (un polip�ptido) est� producida por un gen espec�fico. Este trabajo orient� los estudios hacia la naturaleza qu�mica de los genes y ayud� a establecer el campo de la gen�tica molecular.Desde hace tiempo se sabe que los cromosomas est�n compuestos casi en su totalidad por dos tipos de sustancias qu�micas, prote�nas y �cidos nucleicos. Debido en parte a la estrecha relaci�n establecida entre los genes y las enzimas, que son prote�nas, al principio estas �ltimas parec�an la sustancia fundamental que determinaba la herencia. Sin embargo, en 1944, el bacteri�logo canadiense Oswald Theodore Avery demostr� que el �cido desoxirribonucleico (ADN) era el que desempe�aba esta funci�n. Extrajo el ADN de una cepa de bacterias y lo introdujo en otra cepa. La segunda no s�lo adquiri� las caracter�sticas de la primera sino que tambi�n las transmiti� a generaciones posteriores.
Por aquel entonces, se sab�a que el ADN estaba formado por unas sustancias denominadas nucle�tidos. Cada nucle�tido estaba compuesto a su vez por un grupo fosfato, un az�car conocido como desoxirribosa, y una de las cuatro bases que contienen nitr�geno. Las cuatro bases nitrogenadas son adenina (A), timina (T), guanina (G) y citosina (C).En 1953, el genetista estadounidense James Dewey Watson y el brit�nico Francis Harry Compton Crick aunaron sus conocimientos qu�micos y trabajaron juntos en la estructura del ADN. Esta informaci�n proporcion� de inmediato los medios necesarios para comprender c�mo se copia la informaci�n hereditaria. Watson y Crick descubrieron que la mol�cula de ADN est� formada por dos cadenas, o filamentos, alargadas que se enrollan formando una doble h�lice, algo parecido a una larga escalera de caracol. Las cadenas, o lados de la escalera, est�n constituidas por mol�culas de fosfato e hidratos de carbono que se alternan. Las bases nitrogenadas, dispuestas en parejas, representan los escalones. Cada base est� unida a una mol�cula de az�car y ligada por un enlace de hidr�geno a una base complementaria localizada en la cadena opuesta. La adenina siempre se vincula con la timina, y la guanina con la citosina. Para hacer una copia nueva e id�ntica de la mol�cula de ADN, s�lo se necesita que las dos cadenas se extiendan y se separen por sus bases (que est�n unidas de forma d�bil); gracias a la presencia en la c�lula de m�s nucle�tidos, se pueden unir a cada cadena separada bases complementarias nuevas, formando dos dobles h�lices. Si la secuencia de bases que exist�a en una cadena era AGATC, la nueva contendr�a la secuencia complementaria, o "imagen especular", TCTAG.
Ya que la "base" de cada cromosoma es una mol�cula larga de ADN formada por dos cadenas, la producci�n de dos dobles h�lices id�nticas dar� lugar a dos cromosomas id�nticos.La estructura del ADN es en realidad mucho m�s larga que la del cromosoma, pero se halla muy condensada. Ahora se sabe que este empaquetamiento se basa en diminutas part�culas llamadas nucleosomas, s�lo visibles con el microscopio electr�nico m�s potente. El ADN est� enrollado secuencialmente alrededor de cada nucleosoma formando una estructura en forma de rosario. Entonces la estructura se repliega a�n m�s, de manera que las cuentas se asocian en espirales regulares. Por esta raz�n, el ADN tiene una configuraci�n en espiral enrollada, parecida al filamento de una bombilla.Tras los descubrimientos de Watson y Crick, qued� el interrogante de saber c�mo el ADN dirig�a la formaci�n de prote�nas, los compuestos principales de todos los procesos vitales. Las prote�nas no son s�lo los componentes principales de la mayor�a de las estructuras celulares, sino que tambi�n controlan casi todas las reacciones qu�micas que se producen en la materia viva.
La capacidad de una prote�na para formar parte de una estructura, o para ser una enzima que influye sobre la frecuencia de una reacci�n qu�mica particular, depende de su estructura molecular. Esta estructura depende a su vez de su composici�n. Cada prote�na est� formada por uno o m�s componentes denominados polip�ptidos, y cada polip�ptido est� constituido por una cadena de subunidades llamadas amino�cidos. En los polip�ptidos hay veinte tipos distintos de amino�cidos. Al final, el n�mero, tipo y orden de los amino�cidos en una cadena determina la estructura y funci�n de la prote�na de la que forma parte. |
