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Hitos de la biologia 5: el ser humano tiene 46 cromosomas...

2008-08-16

1955: Los humanos tenemos 23 pares de cromosomas
Aunque parezca mentira, hasta 1956 no supimos con exactitud cuantos cromosomas teníamos. La razón es sencilla: en los libros nos dibujan todo muy bien, muy clarito, muy visible; pero en la realidad todo era mucho más borroso y difuso. Hasta ese momento se había aceptado que los seres humanos tenemos 48 cromosomas.
Fue el indonesio, de padres chinos, Joe Hin Jo quien demostró que eran 46.
Joe Hin Joe estuvo trabajando en Zaragoza (España) desde 1948 hasta 1959. Pero pasaba sus vacaciones en la universidad de Lund en Suecia. Y fue allí, en las vacaciones de 1955, cuando descubrió que solo teníamos 46 cromosomas (23 pares). El artículo con el descubrimiento fue publicado en la revista escandinava Hereditasel 26 de enero de 1956. Figuraba como coautor su jefe en el laboratorio de Lund: Albert Levan. Por eso se suele considerar que la confirmación de que tenemos tan sólo 23 y no 24 pares de cromosomas es un trabajo de Tjio y Levan en 1956.
Tuvo la suerte de trabajar con cultivos de tejidos de fibroblastos de los pulmones de embriones. Por suerte, un mañana obtuvo una excelente separación de los cromosomas (metaphase spread) lo que le permitió contarlos sin duda alguna.

(Foto original de Tjio)

1958: El DNA se replica de modo semiconservador

En 1958 Matthew Meselson y Franklin Sthal (estadounidenses) experimentando con la famosa bacteria E. Coli, lograron demostrar que el DNA se replicaba semiconservativamente. Detrás de esa palabra se esconde el hecho sencillo del que ya hemos hablado más arriba: La doble hélice se rompe en dos hebras y de cada una de las hebras sirve de molde para sintetizar una nueva doble hélice. La hebra se conserva y una hebra es la mitad (semi) de la doble hélice.

1961: La información genética va en tripletes
El sudaficano Sidnay Brenner descubre que la información genética va en tripletes. Se sabía que la información genética estaba en el DNA y se sabía que éste contenía cuatro letras (C.G.A.T). También se sabía que una proteína estaba formada por aminoácidos, y que en los genes tenía que estar la información de los aminoácidos que formaban la proteína.

Aminoácidos ampliamente usados por los seres vivos son veinte; aunque hay otros dos, como son la selenocisteína y pirrolisina, que lo utilizan muy pocos seres vivos, pero lo hacen.

Con un código de cuatro letras, tenemos lo siguiente.

Una letra podría identificar uno de cuatro aminoácidos; A sería un aminoácido; C sería otro; G otro y T otro. Pero no son cuatro sino 20.

Con dos letras podríamos identificar 16 aminoácidos:
AA sería uno
AC otro
AG
AT

CA
CC
CG
CT

GA
GC
GG
GT

TA
TC
TG
TT

Pero son más de 16. Con tres letras se podrían identificar 64 aminoácidos.

Sidney Brenner pensó que eso era suficiente e hizo experimentos que lo demostraron. Por lo tanto el código genético codifica aminoácidos con tres letras que se llaman tripletes o codones.

Hay codones par codificar 64 aminoácidos y solo hay veintidós, parece que al código le sobran cosas.

Fue Wittmann en 1962 quien demostró que varios codones codificaban el mismo aminoácido. Un ejemplo. El aminoácido leucina se codifica como UUA,UUG, CUU, CUC, CUA, CUC, CUG y CUT. Hay nada menos que cinco codones para codificar un solo aminoácido.

Aquí hay un hecho curioso. Si el codón de un aminoácido empieza por CU es leucina, sin duda. No se necesitan las tres letras, bastan con dos. Pero eso es en este caso particular; en otros casos sí se necesitan las tres letras.
Después la tabla de equivalencias entre codones y aminoácidos se fue completando.

Otra duda que había era si el código era universal. Es decir, si CUA es leucina en todos los seres vivos. La respuesta es que casi sí. Hay unas pocas excepciones, pero que son eso: excepciones.

Hay un caso en el que hay algunas diferencias y está en todas las células. Hay DNA en el núcleo, pero también hay DNA en las mitocondrias. El DNA mitocondrial es casi idéntico al del nuclear pero no es idéntico. Por ejemplo, en el nuclear UGA sirve como señal de fin de codificación (ahí se acaba la proteína). En el mitocondrial codifica el aminoácido triptófano. Eso hace pensar que las mitocondrias son simbiontes que entraron en la célula, pero me estoy adelantando; volvamos a la historia.

Por otro lado un triplete dado no codifica nada más que un aminoácido. Es decir, no hay duda.

A veces los códigos digitales utilizan algún tipo de separador para saber que se ha acabado la palabra (el aminoácido). Por ejemplo, nosotros, en nuestra escritura, utilizamos un espacio en blanco como separador. Podríamos preguntarnos por el separador del código genético. Pero la respuesta es que no hay. Los tripletes que codifican aminoácidos van seguidos. Por ejemplo:

TTTAAAGGGCCC (DNA)
AAAUUUCCCGGG (RNA)

Normalmente el significado de los codones (tripletes) se da no en la forma como figura en el DNA. Sino en otra molécula (de la que no hemos hablado todavía) que es el RNA. La síntesis de la proteína se hace en los ribosomas, que están en el citoplasma. Quien lleva la información desde el núcleo hasta el citoplasma es una molécula que actúa como mensajero. Es una copia invertida de lo que pone el DNA. Si en DNA había una C se copia como G; si había una G se copia como C,... pero la T no existe. Se sustituye por la U (uracilo). Por tanto, si había una T se traduce en A, pero si había una A se traduce no en T sino en U.

A esa molécula que es casi una copia invertida se le llama RNA mensajero.

Cuando empieza la decodificación, se cogen las tres primeras letras (AAA) y esto sirve para que se escoja el aminoácido lisina. Después se eligen las tres siguientes (UUU) que es fenilalalina. CCC que es prolina. Después GGG que es glicina. (Total: lisina+fenilalanina+prolina+glicina)

Aquí se nos plantean varios temas interesantes. Si un nucleótido cambia (una mutación). Por ejemplo AAC. Se ha sustituido la A por una C. En ese caso en vez de codificar lisina se codifica otro aminoácido, asparagina. Cuando se crea la proteína, ahí un aminoácido incorrecto. Eso puede ser bueno para el organismo, malo o indiferente. Y aquí tenemos una de las bases de la evolución.

Pero puede haber algo mucho más grave: que se pierda una letra. Entonces en vez de AAAUUUCCCGGG, nos queda (si lo que se pierde es la tercera A): AAUUUCCCGGG.. que se codificaría como: asparagina+fenilalanina+prolina+... Es decir, un poco diferente del original. Muchos de los aminoácidos cambian. Lo más probable es que la proteína resultante sea una aberración y no funcione.

==> Nota: aquí hay un espacio enorme en blanco que no sé cómo quitarlo

		U	C	A	G
Codones de RNA-Mensajero. Codones del núcleo de un organismo habitual. Los codones de las mitocondrias son ligeramente diferentes. Y hay seres vivos con alguna invariación en el código
		2nda base
1ra base	U	UUU (Phe/F)Fenilalanina UUC (Phe/F)Fenilalanina UUA (Leu/L)Leucina UUG (Leu/L)Leucina	UCU (Ser/S)Serina UCC (Ser/S)Serina UCA (Ser/S)Serina UCG (Ser/S)Serina	UAU (Tyr/Y)Tirosina UAC (Tyr/Y)Tirosina UAA (Acabar) UAG (Acabar)	UGU (Cys/C)Cisteína UGC (Cys/C)Cisteína UGA (Acabar) UGG (Trp/W)Triptofano
	C	CUU (Leu/L)Leucina CUC (Leu/L)Leucina CUA (Leu/L)Leucina CUG (Leu/L)Leucina	CCU (Pro/P)Prolina CCC (Pro/P)Prolina CCA (Pro/P)Prolina CCG (Pro/P)Prolina	CAU (His/H)Istidina CAC (His/H)Istidina CAA (Gln/Q)Glutamina CAG (Gln/Q)Glutamina	CGU (Arg/R)Arginina CGC (Arg/R)Arginina CGA (Arg/R)Arginina CGG (Arg/R)Arginina
	A	AUU (Ile/I)Isoleucina AUC (Ile/I)Isoleucina AUA (Ile/I)Isoleucina AUG (Met/M)Metionina, comenzar	ACU (Thr/T)Treonina ACC (Thr/T)Treonina ACA (Thr/T)Treonina ACG (Thr/T)Treonina	AAU (Asn/N)Asparagina AAC (Asn/N)Asparagina AAA (Lys/K)Lisina AAG (Lys/K)Lisina	AGU (Ser/S)Serina AGC (Ser/S)Serina AGA (Arg/R)Arginina AGG (Arg/R)Arginina
	G	GUU (Val/V)Valina GUC (Val/V)Valina GUA (Val/V)Valina GUG (Val/V)Valina	GCU (Ala/A)Alanina GCC (Ala/A)Alanina GCA (Ala/A)Alanina GCG (Ala/A)Alanina	GAU (Asp/D)Ácido aspártico GAC (Asp/D)Ácido aspártico GAA (Glu/E)Ácido glutámico GAG (Glu/E)Ácido glutámico	GGU (Gly/G)Glicina GGC (Gly/G)Glicina GGA (Gly/G)Glicina GGG (Gly/G)Glicina

Aunque no hay separación entre la codificación de aminoácidos sí que la hay entre proteínas. Hay una señal de comienzo de proteína (AUG) y una señal de final (UAA, UAG, UGA). Pero lo dicho: me he adelantado mucho. Sigamos con nuestra historia.

Enviado por flexarorion a las 20:04 | 1 Comentarios | Enlace

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Comentarios

1

De: Panta Fecha: 2008-10-19 14:20

Gracias por esta serie, me he sido muy útil.
Saludos.

P.D. : sería mucho pedir si más adelante comentas algo sobre material -libros, revistas... - que te hayan servido de base o inspirado?
Gracias