Historia de la genética
Historia de la genética se considera que comienza por el trabajo del monje Agustino Gregor Mendel. Su investigación sobre hibridación en guisantes, publicada en 1866, describe lo que más tarde se conocería como las leyes de Mendel.
El año 1900 marcó el «redescubrimiento de Mendel» por parte de Hugo de Vries, Carl Correns y Erich von Tschermak, y para 1915 los principios básicos de la genética mendeliana habían sido aplicados a una amplia variedad de organismos, donde destaca notablemente el caso de la mosca de la fruta (Drosophila melanogaster). Bajo el liderazgo de Thomas Hunt Morgan y sus compañeros «drosofilistas», los especialistas en genética de Mendel desarrollaron la teoría mendeliana-cromosómica de la herencia, la cual fue ampliamente aceptada para 1925. Paralelamente al trabajo experimental, los matemáticos desarrollaron el marco estadístico de la genética de poblaciones, y llevaron la interpretación genética al estudio de la evolución.
Con los patrones básicos de la herencia genética establecidos, muchos biólogos se volvieron hacia investigaciones sobre la naturaleza física de los genes. En los años cuarenta y a principios de los cincuenta, los experimentos señalaron al ADN como parte de los cromosomas (y quizás otras nucleproteínas) que contenía genes.
El enfoque sobre nuevos organismos modelo tales como virus y bacterias, junto con el descubrimiento en 1953 de la estructura en doble hélice del ADN, marcaron la transición a la era de la genética molecular. La regulación de la expresión génica se volvió un tema central en los años sesenta, y para los años setenta dicha expresión génica podía ser controlada y manipulada utilizando ingeniería genética. Durante lás últimas décadas del siglo XX muchos se enfocaron a proyectos genéticos a gran escala, secuenciando genomas enteros.
Teorías anteriores sobre la herencia
Los experimentos de Mendel
En experimentos de cruza realizados entre 1856 y 1863, Gregor Mendel trazó por primera vez los patrones hereditarios de ciertos rasgos en plantas de guisante y mostró que obedecían a reglas estadísticas sencillas. A pesar de que no todas las características muestran los patrones de la herencia mendeliana, su trabajo sirvió como prueba de que la aplicación de estadística a la herencia podía ser sumamente útil. A partir de esa época muchas formas más complejas de herencia han sido demostradas.
A partir de su análisis estadístico, Mendel definió un concepto al que llamó alelo, al cual concibió como la unidad fundamental de la herencia. Esta utilización del término alelo es casi un sinónimo del contemporáneo término gen. Sin embargo, en la actualidad alelo indica a una variante específica de un gen en particular.
El trabajo de Mendel se publicó en 1866 bajo el título Experimentos sobre hibridación de plantas (en alemán: "Versuche über Pflanzenhybriden") en las Actas de la Sociedad de Historia Natural de Brno (en alemán: Verhandlungen des Naturforschenden zu Brünn), después de haberlo dado a conocer en dos conferencias de la misma sociedad a principios de 1865.
Posterior a Mendel, previo al redescubrimiento
El trabajo de Mendel fue publicado en una revista académica relativamente desconocida, y no se le dio ninguna atención en la comunidad científica. En cambio, las discusiones sobre modalidades de la herencia fueron galvanizadas por la teoría de Charles Darwin de la evolución por selección natural, en la cual parecían requerirse mecanismos no lamarquianos de la herencia. La propia teoría de la herencia de Darwin, pangénesis, no encontró mucho nivel de aceptación. Una versión más matemática de la pangénesis, la cual descartaba mucho de los remanentes lamarquistas de Darwin, fue desarrollada como la escuela de la herencia "biométrica" por el primo de Darwin, Francis Galton. Bajo Galton, y su sucesor Karl Pearson, la escuela biométrica intentó construir modelos estadísticos para la herencia y la evolución, con éxito limitado pero auténtico, aunque los métodos exactos de la herencia eran desconocidos y se cuestionaban ampliamente.
Cronología de la genética
A continuación se listan los acontecimientos más importantes en la historia de la genética a partir de los experimentos de Mendel.
Genética clásica
La importancia del trabajo de Mendel no se comprendió sino hasta principios del siglo XX, después de su muerte, cuando otros científicos redescubrieron su investigación al trabajar en problemas similares, con lo que se dio inicio a la genética.
- 1865 Publicación del artículo de Gregor Mendel Experimentos sobre hibridación de plantas
- 1869 Friedrich Miescher descubre lo que hoy se conoce como ADN.
- 1880-1890: Walther Flemming, Eduard Strasburger, y Edouard Van Beneden describen la distribución cromosómica durante la división celular.
- 1903 Walter Sutton establece la hipótesis según la cual los cromosomas, segregados de modo mendeliano, son unidades hereditarias.[1]
- 1904 William Bateson acuña el término «genética» en una carta dirigida a Adam Sedgwick.[2]
- 1906 William Bateson propone el término «genética».[3]
- 1908 Ley de Hardy-Weinberg
- 1910 Thomas Hunt Morgan demuestra que los genes residen en los cromosomas.
- 1913 Alfred Sturtevant realiza el primer mapa genético de un cromosoma.
- 1913 Los mapas genéticos muestran cromosomas con genes organizados linealmente.
- 1918 Ronald Fisher publica The Correlation Between Relatives on the Supposition of Mendelian Inheritance (en español La correlación entre parientes con base en la suposición de la herencia mendeliana). Comienza la llamada síntesis evolutiva moderna.
- 1928 Frederick Griffith descubre que el material hereditario de bacterias muertas puede ser incorporado en bacterias vivas.
- 1931 El entrecruzamiento cromosómico se identifica como la causa de la recombinación genética.
- 1933 Jean Brachet demuestra que el ADN se encuentra en los cromosomas y que el ARN está presente en el citoplasma de todas las células.
- 1941 Edward Lawrie Tatum y George Wells Beadle muestran que los genes que codifican las proteínas.
La era del ADN
1943 Hämmerling con su experimento con la Acetabularia Crenulata y A. Mediterránea, determinó que el núcleo de las células contiene la información hereditaria y permite las diferencias tanto físicas como fenotípicas de estas.
- 1944 Oswald Theodore Avery, Colin MacLeod y Maclyn McCarty aíslan ADN como material genético[4]
- 1950 Erwin Chargaff muestra que los cuatro nucleótidos no están presentes en los ácidos nucleicos en proporciones estables, pero que parecen existir algunas leyes generales. La cantidad de adenina (A), por ejemplo, tiende a ser igual a la de timina (T).
- Barbara McClintock descubre los transposones en el maíz.
- 1952 El experimento Hershey-Chase prueba que la información genética de los fagos (y de todos los organismos) es ADN.
- Rosalind Franklin obtiene la llamada Fotografía 51, la primera imagen del ADN realizada mediante difracción de rayos X.
- 1953 James D. Watson y Francis Crick demuestran la estructura de doble hélice del ADN[5]
- 1956 Joe Hin Tjio y Albert Levan determinan que es 46 el número de cromosomas en los seres humanos.
- 1958 El experimento Meselson-Stahl demuestra que el ADN se replica de modo semiconservador.
- 1961 El código genético se ordena en tripletes o codones.
- 1962 El experimento de clonación utilizando células no embrionarias, en concreto, células del revestimiento intestinal del renacuajo.Gurdon pensaba que los renacuajos tenían la edad suficiente como para que las células extraídas pudieran ser diferenciadas. Gurdon expuso un óvulo de rana a la luz ultravioleta, lo que destruyó su núcleo. Después, extrajo el núcleo de una célula intestinal de renacuajo y lo implantó en el óvulo enucleado. El óvulo se desarrolló y se convirtió en un renacuajo que era genéticamente idéntico al renacuajo donante del ADN
- 1964 Howard Temin muestra, utilizando virus de ARN, que la dirección de transcripción ADN-ARN puede revertirse.
- 1970 Se descubren las enzimas de restricción, lo que permite a los científicos cortar y pegar fragmentos de ADN.
La era de la genomica
- 1972 Walter Fiers y su equipo, en el Laboratorio de biología molecular de la Universidad de Gante (Bélgica), fueron los primeros en determinar la secuencia de un gen: el gen para la proteína del pelo del bacteriófago MS2.[6]
- 1976 Walter Fiers y su equipo determinan la secuencia completa del ARN del bacteriófago MS2[7]
- 1977 Primera secuenciación del ADN por Fred Sanger, Walter Gilbert y Allan Maxam.[8]
- 1983 Kary Banks Mullis descubre la reacción en cadena de la polimerasa.
- 1989 Francis Collins y Lap-Chee Tsui secuencian el gen humano codificador de la proteína CFTR.
- 1995 Se secuencia por primera vez el genoma de un organismo vivo (Haemophilus influenzae).
- 1996 Primera secuenciación de un genoma eucariota: Saccharomyces cerevisiae.
- 1998 Primera secuenciación del genoma de un eucariota multicelular:Caenorhabditis elegans.
- 2001 Primeras secuencias del genoma humano por parte del Proyecto Genoma Humano y Celera Genomics
- 2003 El Proyecto Genoma Humano publica la primera secuenciación completa del genoma humano con un 99.99% de fidelidad.[9]
Referencias
- Ernest W. Crow and James F. Crow (2002). «100 Years Ago: Walter Sutton and the Chromosome Theory of Heredity». Genetics 160: 1-4.
- Letter from William Bateson coining the word genetics in 1905, from the John Innes Centre archives el 13 de octubre de 2007 en Wayback Machine.
- Bateson, William (1907). Wilks, W. (editor), ed. The Progress of Genetic Research. Londres: Royal Horticultural Society.
- Aunque la conferencia se tituló "International Conference on Hybridisation and Plant Breeding" (en español "Conferencia Internacional sobre Hibridación y Cultivo de Plantas", Wilks cambió el título para su publicación como resultado de la conferencia de Bateson.
- Avery, MacLeod, and McCarty (1944). «Studies on the Chemical Nature of the Substance Inducing Transformation of Pneumococcal Types: Induction of Transformation by a Desoxyribonucleic Acid Fraction Isolated from Pneumococcus Type III». Journal of Experimental Medicine 79 (1): 137-58.[1]
- Watson JD, Crick FH, Molecular structure of nucleic acids; a structure for deoxyribose nucleic acid, Nature. 1953 Apr 25;171(4356):737-738.
- Min Jou W, Haegeman G, Ysebaert M, Fiers W., Nucleotide sequence of the gene coding for the bacteriophage MS2 coat protein. Nature. 1972 May 12; 237(5350):82-88.
- Fiers W et al., Complete nucleotide-sequence of bacteriophage MS2-RNA - primary and secondary structure of replicase gene, Nature, 260, 500-507, 1976.
- Sanger F, Air GM, Barrell BG, Brown NL, Coulson AR, Fiddes CA, Hutchison CA, Slocombe PM, Smith M., Nucleotide sequence of bacteriophage phi X174 DNA. Nature, 1977 Feb 24; 265(5596):687-695.
- The Human Genome Project - Site du Genoscope