EL EXPERIMENTO DE AVERY, McLEOD Y McCARTYEn 1928, Frederick Griffith describi el llamado fenmeno de transformacin por neumococos. Se distinguen dos tipos de neumococos:

Los neumococos de tipo R (rugoso) forman colonias de aspecto rugoso sobre un medio slido, y son poco virulentos. Los neumococos de tipo S (liso) forman colonias aspecto liso y brillante sobre un medio slido. Se caracterizan por poseer una cpsula de polisacridos en la superficie celular que las protege del sistema inmunitario del husped y provocan infecciones que matan al animal en 3 4 das.

Los neumococos de tipo R (rugoso) forman colonias de aspecto rugoso sobre un medio slido, y son poco virulentos.

Los neumococos de tipo S (liso) forman colonias de aspecto liso y brillante sobre un medio slido, y provocan infecciones letales.

Los neumococos de tipo S (liso) provocan infecciones letales, pero son sensibles al calor. Si se inyectan al ratn neumococos de tipo S que han sido calentados, el animal sobrevive.

Si se inyectan a un ratn neumococos vivos de tipo R y neumococos muertos de tipo S (ninguno de los dos es letal por separado) se produce la muerte del ratn. En los ratones muertos se encontraron neumococos vivos del tipo S que, a su vez, eran capaces de infectar a otros ratones: el cambio que se haba producido era estable y era heredado por la descendencia

Griffith concluy que un "FACTOR DE TRANSFORMACIN" haba sido transferido desde los neumococos S muertos a los neumococos R vivos. Este factor de transformacin convirti a los neumococos R en neumococos S con la cpsula de polisacridos que les hace letales. Pincha sobre el icono pdf para ver el artculo original de Griffith ..................................**********************

En 1944, Oswald Avery, Colin McLeod y Maclyn McCarty trataron de identificar el factor de transformacin (FT), que deba encontrarse en los neumococos S muertos por el calor. Oswald Avery Colin McLeod Maclyn McCarty

Para ello:

Trataron los pneumococos S muertos por calentamiento con detergente para obtener un lisado celular (un extracto libre de clulas que contena el FT). Este lisado contiene (entre otras cosas)

el polisacrido de la superficie celular, las protenas, el ARN y el ADN de los neumococos S. Sometieron al lisado a diversos tratamientos enzimticos Inyectaron en ratones los neumococos de tipo R vivos junto con una fraccin del lisado modificada enzimticamente

Los resultados de sus experimentos se reflejan en la siguiente tabla:Tratamiento realizado sobre el lisado

Resultado

Conclusin El FT est presente en el lisado El FT no era el polisacrido que estaba presente en el lisado El FT no era una protena. Deba ser un cido nucleico (ARN o ADN)

Ninguno

Se aadi la enzima SIII,que degrada la cpsula de polisacrido

Se aadieron al lisado anterior (con el polisacrido degradado) las enzimas proteolticas tripsina y quimiotripsina

Se extrajeron los cidos nucleicos del lisado anterior y se aadi la enzima ARNasa (que degrada el ARN)

El FT no era el ARN

Al extracto de cidos nucleicos anterior se le aadi la enzima ADNasa (que degrada el ADN)

FT = ADN

Esta serie de experimentos demostr que la naturaleza qumica del factor de transformacin (la informacin gentica capaz de convertir neumococos R en nuemococos S) era un DNA y no una protena como se sospechaba en aquella poca. Este enlace lleva a una extraordinaria animacin sobre el experimento de Avery, McLeod y McCarty. Pincha sobre el icono pdf para ver el artculo original .............................................. En 1944, Oswald Avery, Colin McLeod y Maclyn McCarty trataron de identificar el factor de transformacin (FT), que deba encontrarse en los neumococos S muertos por el calor.

Oswald Avery

Colin McLeod

Maclyn McCarty

Para ello:

Trataron los pneumococos S muertos por calentamiento con detergente para obtener un lisado celular (un extracto libre de clulas que contena el FT). Este lisado contiene (entre otras cosas) el polisacrido de la superficie celular, las protenas, el ARN y el ADN de los neumococos S. Sometieron al lisado a diversos tratamientos enzimticos Inyectaron en ratones los neumococos de tipo R vivos junto con una fraccin del lisado modificada enzimticamente

Los resultados de sus experimentos se reflejan en la siguiente tabla:Tratamiento realizado sobre el lisado

Resultado

Conclusin El FT est presente en el lisado El FT no era el polisacrido que estaba presente en el lisado El FT no era una protena. Deba ser un cido nucleico (ARN o ADN)

Ninguno

Se aadi la enzima SIII,que degrada la cpsula de polisacrido

Se aadieron al lisado anterior (con el polisacrido degradado) las enzimas proteolticas tripsina y quimiotripsina

Se extrajeron los cidos nucleicos del lisado anterior y se aadi la enzima ARNasa (que degrada el ARN)

El FT no era el ARN

Al extracto de cidos nucleicos anterior se le aadi la enzima ADNasa (que degrada el ADN)

FT = ADN

Esta serie de experimentos demostr que la naturaleza qumica del factor de transformacin (la informacin gentica capaz de convertir neumococos R en nuemococos S) era un DNA y no una protena como se sospechaba en aquella poca. Este enlace lleva a una extraordinaria animacin sobre el experimento de Avery, McLeod y McCarty. Pincha sobre el icono pdf para ver el artculo original ..............................................

EL EXPERIMENTO DE HERSHEY Y CHASEPara poder entender el experimento de Hershey y Chase (Figura de la derecha), que demostraba que eran las molculas de DNA y no las protenas las portadoras de la informacin gentica, es necesario comprender el mecanismo de replicacin de los bacterifagos.

BACTERIFAGOS

Los bacterifagos (o fagos) son virus que atacan a las bacterias. Los fagos de la serie T-par (T2, T4 y T6) atacan a la enterobacteria Escherichi coli. Estos fagos constan de una cabeza proteica que guarda una molcula de DNA, una cola y una serie de filamentos (Figura de la derecha). Cuando estos virus encuentran una bacteria susceptible, se fijan a un receptor especfico de la superficie celular yle inyectan el contenido de la cabeza (el DNA), tal y como se observa en la fotografa inferior. En el interior de la bacteria, este DNA crea varios cientos de copias de s mismo y de las protenas que lo componen, aprovechando la maquinaria biosinttica de la clula. Una vez completada la sntesis, las molculas de DNA y de protena se ensamblan para formar nuevas copias del virus. Una vez terminado el proceso, la bacteria de destruye (lisis) y los nuevos virus son liberados al medio donde pueden iniciar nuevos ciclos de infecin (ciclo ltico).Infeccin de la clula husped Reproduccin y lisis bacteriana

Ciclo ltico completo de un bacterifago

T4 Virus infecting a bacteria

EL EXPERIMENTO DE HERSHEY Y CHASE

Como los virus de la progenie heredan los caracteres fenotpicos del virus primitivo, Alfred Hershey y Martha Chase disearon un sistema para averiguar si la herencia era comunicada por el DNA o por las protenas. Utilizaron tcnicas de marcaje radioactivo para construir dos tipos de fagos distintos. Una poblacin de fagos creci en un medio que contena 35S. El 35S marca a las protenas que contienen residuos de Cys o Met y por lo tanto, esta poblacin contiene protenas radioactivas y DNA no radioactivo, ya que el DNA no contiene S. La segunda poblacin de virus creci en un medio que contena 32P. El 32P marca los cidos nucleicos, pero no a las protenas, de forma que esta poblacin contiene DNA radioactivo y protenas no radioactivas. Ambos tipos de virus fueron utilizados por separado para infectar a clulas de E. coli susceptibles.

Poblacin de fagos que ha crecido en un medio con35S

Protena: radioactiva (en rojo) DNA: no radioactivo (en negro)

Poblacin de fagos que ha crecido en un medio con32P

Protena: no radioactiva (en negro) DNA: radioactivo (en rojo)

Despus de la infeccin, y antes de que se completara el ciclo ltico sometan a las clulas a una fuerte agitacin mecnica para desprender de la superfice de la clula a todos los virus que pudiesen estar adheridos, y despus, por centrifugacin separaban las clulas de las partculas vricas: Las clulas se acumulan en el sedimento, y los fagos perrmanecen en el sobrenadante.Cultivo de las bacterias Separacin fagos-bacterias con los fagos Centrifugacin: las clulas sedimentan y los fagos no

Poblacin de fagos que ha crecido en un medio con 35S

Poblacin de fagos que ha crecido en un medio con 32P

A continuacin medan la radioactividad asociada a las clulas. Las clulas presentaban radioactividad nicamente cuando se haca el experimento con virus 32P. Cuando se realizaba el experimento con virus35S, las clulas no contenan radioactividad. Como los virus que surgen de ambos ciclos lticos son absolutamente normales, este experimento indica que las caractersticas genticas del virus han sido comunicadas a la progenie mediante el DNA, no mediante la protena. Pincha sobre el icono pdf para ver el artculo original ..............................................

EXPERIMENTOS QUE DEMUESTRAN QUE EL ARN ES EL MATERIAL HEREDITARIO EN EL VIRUS DEL MOSAICO DEL TABACO (TMV)Fraenkel-Conrat y Williams (1955) demostraron que despus de separar la cpside y el ARN del virus TMV era posible volver a reconstruir el virus con capacidad infectiva. Fraenkel-Conrat y Singer (1957) comprobaron que era posible separar el ARN y la cpside de dos tipos de virus TMV diferentes y reconstruir virus con la cpside de un tipo y el ARN de otro tipo. Cuando estos virus hbridos con cpside de un tipo (tipo 1) y ARN de otro tipo (tipo 2) se utilizaban para infectar hojas de tabaco, los virus descendientes de la infeccin mostraban siempre un tipo de cpside (tipo 2) coincidente con el tipo de ARN (tipo 2) utilizado en la infeccin. Fraenkel-Conrat y colaboradores (1957) y Gierer y Schramn (1956) comprobaron que al infectar plantas de tabaco solamente con el ARN aislado de partculas del virus TMV, se provocaban los sntomas normales de la infeccin y adems era posible recuperar virus TMV completos a partir de las hojas de tabaco infectadas. Conclusiones de los experimentos de Fraenkel-Conrat y colaboradores: Infectando solamente con el ARN del virus TMV es posible obtener virus TMV completos con cpside y ARN, y cuando se infecta con virus hbridos los virus descendientes poseen siempre una cpside coincidente con el tipo de ARN empleado para infectar; se deduce que la molcula portadora de la informacin, la que determina que aparezca la cpside del virus TMV es el ARN.

Infeccin de hojas de tabaco solamente con ARN Reconstruccin de virus hbridos de TMV de TMV

Infeccin de hojas de tabaco con virus TMV hbridos

CONCLUSIONES GENERALESLa respuesta a la pregunta que nos habamos planteado al inicio de este captulo Qu molcula contiene la informacin gentica?, es que los cidos nucleicos, el ADN en la mayora de los organismos y el ARN en algunos virus, son

el material hereditario y, por consiguiente, las molculas que almacenan la informacin gentica.