1.1 Experimentos que demostraron la identidad molecular del material genético

Experimento de Griffith (1928)

Frederick Griffith descubrió que los neumococos de tipo II, no virulentos, pueden transformarse en los de tipo III, virulentos, si entran en contacto con cierto componente de los virulentos, a pesar de que éstos se hayan matado calentándolos. Lo llamó el principio transformante.

Elija una muestra de bacterias, opcionalmente trátelas con calor, pulse [inyectar] y observe el resultado.

Bacterias inyectar

placa de Petri y microscopio representación simbólica del ocular del microscopio imagen vacía
ratón vivo

Ayuda con:  las cepas bacterianas ·  el tratamiento con calor 

El neumococo (entonces llamado Pneumococcus pneumoniae, actualmente Streptococcus pneumoniae) es una bacteria que se presenta en variantes de diferente virulencia.

Los neumococos de tipo III forman colonias de aspecto liso (“S”, de smooth) y provocan neumonía en los ratones.
Los neumococos de tipo II forman colonias de aspecto rugoso (“R”, de rough) y provocan una infección leve que los ratones pueden superar.

Los neumococos de tipo III o “S” están recubiertos por una cápsula de polisacárido, ausente en los de tipo II o “R”. La presencia de la cápsula es responsable del distinto aspecto de las colonias, así como de la patogenia de la bacteria, pues la protege frente al sistema inmune del ratón.

El calentamiento de las células de neumococo les provoca la muerte y pierden la capacidad infecciosa.

Conclusiones

Tras haber experimentado y analizado los resultados, puede mostrar un resumen de las conclusiones que se obtienen del experimento de Griffith.

Experimento de Avery, MacLeod y McCarty (1944)

Avery, McLeod y McCarty se propusieron identificar el principio transformante descrito por Griffith. Puesto que ya se conocía el fenómeno de transformación, no necesitaron ensayar con ratones, sino que les bastó con estudiar la morfología de las colonias bacterianas formadas tras incubar neumococos no virulentos (R) con distintas fracciones obtenidas a partir de neumococos S muertos por calor.

esquema del fraccionamiento
  1. Seleccione una de las fracciones pulsando sobre los tubos del esquema de la izquierda.
  2. Opcionalmente, seleccione un tratamiento que desee aplicar a esa fracción.
  3. Pulse [añadir] para mezclar la fracción elegida con los neumococos R y ver el resultado.

Fracción señalada, añadir

placa de Petri y microscopio representación simbólica del ocular del microscopio colonias bacterianas de aspecto rugoso

Ayuda con:  los componentes de las bacterias · la acción de los reactivos

Candidatos a ser el principio transformante:

  • Las proteínas: el materal genético está formado por DNA y proteínas, y en 1944 se creía que tales proteínas eran, con mayor probabilidad, las responsables de la transmisión de caracteres heredables.
  • El DNA.
  • El RNA.
  • El polisacárido que constituye la cápsula que recubre los neumococos de tipo III o “S”, responsable del aspecto “liso” de sus colonias. Los neumococos de tipo II o “R” carecen de dicha cubierta y forman colonias “rugosas”.
  • La enzima “SIII” degrada el polisacárido de la cápsula.
  • Las proteasas como tripsina y quimotripsina degradan las proteínas.
  • Las ribonucleasas degradan selectivamente el RNA.
  • Las desoxirribonucleasas degradan selectivamente el DNA.
  • El etanol, a elevada concentración, precipita las proteínas y los ácidos nucleicos.
  • El cloroformo desnaturaliza las proteínas y permite así retirarlas por centrifugación (se agregan en la interfase cloroformo-agua). También permite retirar los lípidos, que se disuelven en él.

Conclusiones

Tras haber experimentado y analizado los resultados, puede mostrar un resumen de las conclusiones que se obtienen del experimento de Avery, MacLeod y McCarty.

Experimento de Hershey y Chase (1952)

Estos investigadores utilizaron el marcaje con isótopos radiactivos para poder diferenciar entre las proteínas y los ácidos nucleicos y así discriminar cuál de ellos era el portador de la información genética qe permite a un virus reproducirse.

Virus T2, de tipo bacteriófago: poseen una cápsida, cápsula o cubierta proteica que encierra el DNA en su interior.

  virus sin marca radiactiva
Los virus se dejan proliferar en un medio con precursores marcados isotópicamente.
 
virus marcados con fósforo-32
el virus sólo se marca en su DNA (única molécula con fósforo)
flecha
medio con
[32P]fosfato
flecha
medio con
[35S]sulfato
virus marcados con azufre-35
el virus sólo se marca en su cápsida (formada por proteínas, únicas moléculas con azufre)
flecha se añaden bacterias
flecha
bacteria con virus marcado con fósforo-32 Los virus infectan a las bacterias, inyectándoles sólo su DNA; la cápsida queda fuera (R. Herriot, 1951) bacteria con virus marcado con azufre-35
flecha Mediante una homogeneización se rompe la fijación de los virus sobre las bacterias. Hecho eso, con centrifugación se pueden separar ambos por su distinto tamaño (sobrenadante y sedimento, respectivamente). flecha
bacteria con DNA marcado con fósforo-32 bacterias infectadas bactera con DNA sin marca radiactiva
flecha
proliferación de virus marcados con fósforo-32
Tras una incubación, las bacterias infectadas producen una nueva generación de virus. flecha
proliferación de virus sin marca radiactiva

Conclusiones

Tras haber experimentado y analizado los resultados, puede mostrar un resumen de las conclusiones que se obtienen del experimento de Hershey y Chase.

foto de Avery
Oswald T. Avery (en 1944)
(1877–1955)
foto de MacLeod
Colin M. MacLeod (en 1940)
(1909–1972)
foto de McCarty
Maclyn McCarty (en 1942)
(1911–2005)
foto de Griffith
Frederick Griffith
(c.1879–1941)
foto de Hershey
Alfred D. Hershey (en 1953)
(1908–1997)
foto de Chase
Martha C. Chase (en 1953)
(1927–2003)

Referencias: