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10.1. El ADN como material hereditario

El ADN como material hereditario

El ácido desoxirribonucleico o ADN, es un ácido nucleico que contiene las instrucciones genéticas necesarias para el desarrollo y funcionamiento de todos los seres vivos conocidos y algunos virus, y es responsable de su transmisión hereditaria.

El descubridor de lo que hoy se conoce como ADN fue el médico británico Frederick Griffith, en 1928, cuando investigaba una vacuna para prevenir la neumonía durante la pandemia de gripe que tuvo lugar tras la Primera Guerra Mundial.

Aisló dos cepas de neumococo (Streptococcus pneumoniae), la cepa lisa (S), dañina, y otra cepa rugosa (R), no virulenta. La S estaba recubierta por una cápsula gruesa de polisacáridos que la protegía del sistema inmune del organismo.

Cuando inyectaba bacterias S a los ratones, enfermaban y morían. Las bacterias se reproducían porque estaban protegidas por su cápsula. Al estudiar los restos de los ratones, recuperó bacterias S.

Si mataba las bacterias S con calor, e inyectaba las bacterias en los ratones, éstos sobrevivían.

Si inyectaba bacterias R a los ratones, los ratones sobrevivían, ya que morían las bacterias al carecer de cápsula de polisacáridos que les protegiera.

Después, para comprender mejor el proceso, inyectó una combinación de bacterias R (no letales) con S inactivadas por calor (no letales), y el ratón moría. Además, se encontraron bacterias S vivas.

Este misterio no lo pudo resolver Griffith, aunque dedujo que alguna sustancia de las bacterias S, resistente al calor, había transformado a las bacterias R en virulentas bacterias S.

By Profesor Iturra (Own work) [GFDL or CC BY-SA 4.0-3.0-2.5-2.0-1.0], via Wikimedia Commons

Fue en 1944, cuando Avery, MacLeod, y McCarty fueron capaces de explicarlo. Las bacterias S muertas por calentamiento tenían intacto el ADN, que cuando se liberaba, podía entrar en contacto con la pared bacteriana de las R, penetrar en su interior e introducirse en el ADN bacteriano, haciendo que la bacteria fabrique la cápsula de polisacáridos, haciéndose virulenta y transmitiendo esa información a sus descendientes.

Esta fue la primera prueba experimental de que el ADN contenía la información hereditaria, aunque no se valoró suficientemente este descubrimiento por el desconocimiento que se tenía de la estructura del ADN. Se pensaba que esto sólo ocurría en bacterias y virus, y que los seres superiores deberían tener otro mecanismo más complejo.

A partir de éstos y otros muchos descubrimientos se fue conociendo la estructura del ADN.

Cataluña, Septiembre de 2019, opción B, ejercicio 4

La neumonía es una enfermedad grave que afecta a muchos mamíferos. En la mayor parte de los casos es causada por una infección de bacterias Streptococcus pneumoniae, conocidos como neumococos. Se conocen dos cepas o variedades de neumococos:

  • Bacterias con cápsula, que los protege contra la fagocitosis. Por este motivo, estas bacterias son patógenas (causan neumonía).
  • Bacterias sin cápsula, que pueden ser destruidas fácilmente por fagocitosis. Por este motivo, estas bacterias no son patógenas.

La capacidad de fabricar cápsula o de no fabricarla es hereditaria.

En el año 1928, Fred Griffith realizó el siguiente experimento, en el cual utilizó estas dos cepas de neumococos para infectar ratones:

En la interpretación de estos resultados, Griffith propuso que las bacterias vivas habían incorporado alguna molécula de las bacterias con cápsula muertas por calor, y esto hacía que pudieran fabricar la cápsula protectora y los convertía, por tanto, en patógenos. Esta interpretación fue confirmada posteriormente con otros experimentos.

1. Griffith se planteó la pregunta siguiente: "¿Por qué los ratones del grupo mueren de neumonía?" Responde a las siguientes preguntas: [1 punto]

a) ¿Cuál fue la hipótesis de Griffith? Menciona dos variables que se deberían mantener constantes en los cuatro grupos del experimento de Griffith. (0,6 puntos)

b) ¿Por qué este experimento debía ser fiable, Griffith tuvo que hacer varias repeticiones? Explica por qué es necesario hacerlas. (0,4 puntos)

2. Actualmente sabemos que el proceso observado por Griffith en el grupo d es una forma de parasexualidad bacteriana. [1 punto]

a) ¿Qué molécula que habían incorporado las bacterias no patógenas hizo que pudieran fabricar la cápsula protectora? ¿Cómo se llama este tipo de parasexualidad bacteriana? (0,4 puntos) 

b) Además del tipo de parasexualidad bacteriana que interviene en el experimento de Griffith, también hay otros. Elija uno y explique brevemente en qué consiste. (0,6 puntos) 

Repasando el ADN como material hereditario

Pregunta

¿Qué ácido nucleico contiene las instrucciones genéticas para el desarrollo y funcionamiento de los seres vivos?

Respuestas

ARN.

ADP.

ATP.

ADN.

Retroalimentación

Pregunta

¿Qué descubridor identificó por primera vez el ADN en 1928 mientras investigaba una vacuna para la neumonía?

Respuestas

Avery.

McCarty.

Griffith.

MacLeod.

Retroalimentación

Pregunta

¿Cuál fue la cepa de neumococo que Griffith identificó como dañina y estaba recubierta por una cápsula gruesa de polisacáridos?

Respuestas

Cepa lisa (S).

Cepa rugosa (R).

Cepa virulenta (V).

Cepa inactivada (I).

Retroalimentación

Pregunta

¿Qué sucedía cuando Griffith inyectaba bacterias R (no letales) junto con S inactivadas por calor (no letales) en ratones?

Respuestas

Los ratones morían.

Los ratones sobrevivían.

Retroalimentación

Pregunta

¿Qué sustancia resistente al calor de las bacterias S transformaba a las bacterias R en virulentas?

Respuestas

Proteínas.

ARN.

ADN.

Polisacáridos.

Retroalimentación

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