La granja del Dr Frankenstein

Presentación de la estructura del ADN

LA ESTRUCTURA DEL ADN (A-T-G-C)

La vida y todo lo que somos se forma con tan sólo 4 letras: A,T,C y G. Son la base del código genético y determinan características de cada ser humano.

La historia del ADN comienza en 1869 cuando el químico alemán Friedrich Miescher extrae una sustancia blanca del núcleo de células humanas y de los espermatozoides de peces cuya proporción de nitrógeno y fósforo no se había detectado en ningún otro compuesto constituyente de las células. Miescher la llamó nucleína debido a que pensaba que estaba vinculada al núcleo de la célula. La nucleína tenia un carácter ligeramente ácido y por eso se le comenzó a llamar ácido nucleico.

 Después de 50 años, los ácidos nucleicos reciben la atención del bioquímico P. A. Levene que determina sus estructuras básicas. Levene encuentra que el ADN y el ARN están formados por tres componentes: un azúcar de cinco carbonos (pentosa); un grupo fosfato, PO₄^2-; y una base nitrogenada. El azúcar era desoxirribosa para el ADN y ribosa para el ARN mientras que las bases nitrogenadas podían ser: adenina; guanina; timina; o citocina en el ADN; el ARN contiene uracilo en lugar de la timina. Debido a que a groso modo los tres componentes están en iguales proporciones, Levene concluye acertadamente que el ADN, así como el ARN son moléculas formadas por unidades que se repiten de esos tres componentes. Las unidades consisten en el azúcar acoplada a un grupo fosfato y a la base, y se les denominó nucleótidos.

 Con el transcurso del tiempo, las mejoras en las técnicas de análisis químico proporcionan la posibilidad a Erwin Chargaff  de demostrar que Levene estaba equivocado, y que las proporciones de los cuatro nucleótidos no eran iguales. Chargaff encuentra que la composición de nucleótidos del ADN cambia de modo complejo dependiendo de la fuente del ADN y que por lo tanto no era un simple polímero, pero que, con independencia de la complejidad que pueda tener la molécula de ADN, siempre la cantidad de adenina es igual a la de timina, y que la cantidad de guanina es siempre igual a la de citocina.

 Unos pocos años después la química británica Rosalind Franklin lleva a cabo experimentos de difracción en el ADN con rayos X, y el patrón de difracción que ella obtiene sugiere que la molécula de ADN tiene la forma de una hélice o sacacorchos con un diámetro de unos 2 nm y una vuelta completa de la hélice cada 3.4 nm. Conociendo los resultados de Rosalind, los investigadores  James Watson y Francis Crick de la Universidad de Cambridge proponen un modelo de la estructura probable del ADN que ahora sabemos era sustancialmente correcta.

 La molécula de ADN no está formada solamente por una larga cadena de nucleótidos enlazados, en su lugar, presenta dos largas cadenas geométricamente paralelas una frente a la otra. El "esqueleto" de ambas cadenas está hecho de azúcares y fosfatos que se repiten, unidos por enlaces fosfodiéster y esos dos cordones se arrollan alrededor de un eje común para formar una hélice que podía compararse con una escalera de caracol cuyas barandas son los cordones azúcar-fosfato.

 Para justificar la vía por la que ambos cordones se mantiene juntos Watson y Crick propusieron que las bases pueden formar entre sí puentes de hidrógeno en una forma particular que genera "dúos" específicos de bases. La propuesta establece que la adenina puede formar dos puentes de hidrógeno con la timina, mientras que la guanina puede formar tres puentes de hidrógeno con la citocina. De esta forma, siempre se producirán dúos adenina-timina (A−T) y dúos guanina-citocina (G−C).

 En resumen la estructura de la molécula de ADN consta de dos cordones fosfodiéster complementarios los que forman una hélice sobre un eje común. Esos cordones son antiparalelos con las bases extendidas hacia el interior de la hélice. Las bases de cada cordón forman dúos complementarios entre unas y otras y mantienen unidos ambos cordones. Todo este universo de enlaces fosfodiéster y múltiples puentes de hidrógeno le proporcionan a la molécula de ADN una gran estabilidad.

 

Científicos españoles

Leonardo Torres Quevedo

Quevedo estudió el bachillerato en Bilbao y luego viajó a París, matriculado en el colegio de los Hermanos de la Doctrina Cristiana.
Una oportuna herencia permitió a Quevedo pasar por las aulas de la Escuela Oficial del Cuerpo de Ingenieros de Caminos.
Diseñó un modelo muy perfeccionado de funicular, y posteriormente demostró un pionero conocimiento de lo que habrían de ser las máquinas calculadoras.
Al poco tiempo, inventó un dirigible mucho más versátil que el diseñado por Zeppelin. Lamentablemente, las empresas españolas no hicieron caso a este avance y la patente fue vendida en Francia.


Otra de las geniales aportaciones de Quevedo fue el Telekine o mecanismo de radiodirección a distancia.
fue presidente de la Real Academia de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales.
Dos años después, elaboró un autómata capaz de jugar al ajedrez. Para concretar este sorprendente proyecto, nuestro inventor desarrolló conceptos pioneros en el campo de la cibernética y la computación. Llevó a la imprenta sus Ensayos sobre automática e incluso construyó una máquina calculadora, el aritmómetro electromecánico, que podemos considerar la primera computadora con memoria.


Margarita Salas 

Es una de las mayores impulsoras de la investigación en bioquímica y biología molecular de nuestro país.

 Salas dedicó su carrera investigadora a la bioquímica, es decir, a entender las reacciones químicas que se producen dentro de las células, y dentro de su especialidad logró crear una de las patentes españolas más rentables hasta la fecha: la ADN polimerasa, una proteína que interviene en cómo las células replican su ADN, esencial en el posterior desarrollo de la genética, la ingeniería genética y la biomedicina.

Llevó a cabo su trabajo en una época en la que la investigación científica apenas existía en España, y desde luego no era una puerta acogedoramente abierta para una mujer.

Stephen William Hawking

Nacido en 1942 este físico teórico británico es famoso por sus intentos de unir la teoría de la relatividad con la teoría cuántica; además de sus aportes invaluables relacionados con la cosmología.
Gran parte de los trabajos de Stephen Hawking hacen referencia al concepto de los agujeros negros. También apoya la teoría del Big Bang y supo ir más allá de esta idea, considerando todas las teorías, como intentos secundarios de descubrir una realidad, en la que conceptos como la singularidad no tienen sentido y donde el espacio y el tiempo forman una superficie cerrada sin fronteras.

Cuando solo tenía 21 años, contrajo una enfermedad motora - neuronal, vinculada con la esclerosis lateral amiotrófica. Cuando se le diagnosticó esta enfermedad, le pronosticaron sólo dos años de vida, sin embargo ha luchado contra ella y ha logrado salir adelante. En todos estos años nunca abandonó sus investigaciones, sino que por el contrario profundizó todos sus estudios y es una de las mentes más brillantes del mundo.
Hoy en día ha perdido toda su capacidad motriz y de habla, por lo que utiliza una silla de rueda especial, con una computadora, que es capaz de emitir las palabras que él selecciona mediante sus ojos.




Carl Sagan


Desde niño Sagan demostró un gran interés por las estrellas y la vida en otros planetas ; a la edad de doce años ya era un gran aficionado a la astronomía y había decidido que quería formarse en esta rama de la ciencia.
Obtuvo su licenciatura en ciencias naturales, y más tardemse licenció en ciencias físicas y obtuvo un doctorado.
Formó parte de los equipos de los más prestigiosos institutos de Estados Unidos: Universidad de California, Harvard, Universidad de Stanford, Universidad de Cornell de Estudios Planetarios, consultor de la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio (NASA), entre otros.




Realizó importantes investigaciones sobre la atmósfera y superficie de Venus, que demostraron que la temperatura del planeta era superior a los 300 C°, debido a un efecto invernadero que atrapaba el calor, lo cual hacía imposible la vida en este planeta. Estas investigaciones fueron corroboradas por expediciones espaciales posteriores.
Sin embargo este renombrado astrónomo es famoso por sus investigaciones sobre el inicio de la vida y por afirmar que existe vida en otros planetas del Universo.




Marie Curie

Nació en una época en la que las mujeres no podían estudiar la Universidad. Viviendo una infancia difícil junto con sus hermanos, se interesó desde joven en las matemáticas y la física.
Comenzó a entrenarse en ciencia práctica en un laboratorio cerca de Varsovia y al poco tiempo se mudó a Paris, donde ingresó a la Universidad de París para estudiar física, química y matemática. Tenía apenas 24 años. Dos años después conoció a Pierre Curie, quien en ese entonces era instructor en la Escuela de Física y Química de París (ESPCI), con quien trabajó investigando las propiedades de varios tipos de aceros, algo encargado por la Sociedad del apoyo a la Industria Nacional.
Fue con él con quien realizó los descubrimientos que cambiaron la ciencia para siempre.
Pasaron algunos años estudiando el comportamiento de las sales de uranio que usaba Henri Becquerel. El científico había hallado que esos elementos podían emitir una radiación similar a la de los rayos X cuando estaban iluminadas por el sol.
Marie mostró un fuerte interés en el fenómeno y junto con Pierre llevó a cabo varios experimentos hasta que ambos hicieron público que habían descubierto un elemento al que llamaron "polonio" en honor al país natal de la científica. El elemento encontró su uso como una fuente de neutrones, lo cual puede ser utilizado para generar armas nucleares, pero también se usa en herramientas complejas que eliminan las cargas estáticas en múltiples materiales.
Los científicos anunciaron que el radio podía servir para destruir células que formaban tumores de manera más rápida que las saludables. Este fue el primer paso hacia la terapia por radiación, la cual se sigue utilizando hasta nuestros días, en tratamientos para eliminar el cáncer y distintas enfermedades. De igual forma, el radio mezclado con el berilio puede ser una fuente de neutrones, lo cual puede utilizarse como arma, pero su uso principal es similar al uso de los rayos X, en las radiografías industriales, que sirven para revisar fallas en partes metálicas.




Rosalind Franklin

Rosalind Franklin se matriculó en Cambridge apenas cumplidos sus 18 años de edad y comenzó su carrera en química.
Pasó a trabajar como oficial asistente de investigación en la Asociación de Investigación de Utilización del Carbón Británico. Aquí estudió la porosidad del carbón de trabajo y realizó su tesis "La química física de los coloides orgánicos sólidos", con especial referencia al carbón.

La señora Franklin no tardó en convertirse en una pionera del uso y desarrollo de los rayos X para crear imágenes de la materia sólida cristalizada en el análisis complejo, la materia no organizada y no únicamente los monocristales.
Participó de forma más que crucial en el descubrimiento y la comprensión verdadera de la estructura del ADN.