Hershey‑Chase: cómo demostraron que el ADN es material genético
Hershey‑Chase: descubre cómo los experimentos de 1952 probaron que el ADN es el material genético de los virus y revolucionaron la biología molecular.
Los experimentos Hershey-Chase fueron una serie de experimentos iniciados en 1952 por Alfred Hershey y Martha Chase.
Estos experimentos confirmaron que el ADN era el material genético de los seres vivos, que ya había sido descubierto por el médico suizo Friedrich Miescher en sus experimentos con los glóbulos blancos, o leucocitos, entre 1868 y 69. Hershey compartió el Premio Nobel de Fisiología o Medicina de 1969 por sus "descubrimientos sobre la estructura genética de los virus".
Antecedentes breves
Antes de Hershey y Chase ya existían indicios de que el material hereditario no era la proteína. El experimento de Griffith (1928) mostró un fenómeno de transformación bacteriana, y en 1944 Avery, MacLeod y McCarty identificaron al ADN como el factor transformante. Aun así, algunos científicos seguían dudando, porque las proteínas parecían moléculas más complejas y diversas que podrían portar información hereditaria. Hershey y Chase diseñaron un experimento más directo usando bacteriófagos (virus que infectan bacterias) para decidir si la “información” que dirigía la infección estaba en la proteína o en el ADN.
Diseño experimental y método
Usaron el bacteriófago T2, que consiste en una cápside proteica que envuelve material genético (ADN). Sus ideas clave y razones prácticas fueron:
- Etiquetado diferencial: marcaron el ADN con fósforo radiactivo (32P) y las proteínas del capside con azufre radiactivo (35S). Esto se debe a que el ADN contiene fósforo pero no azufre (en cantidades relevantes), mientras que muchas proteínas contienen azufre (en aminoácidos como cisteína y metionina) pero el ADN no.
- Infección de bacterias: permitieron que los fagos marcados infectaran cultivos de Escherichia coli.
- Separación física: después de un corto periodo de incubación, agitaron las mezclas en un homogeneizador (el “blender”) para desprender las cápsides de la superficie bacteriana, y luego centrifugaron para separar las bacterias (pellet) del sobrenadante que contenía las cápsides vacías.
- Medición de radiactividad: midieron la radioactividad en el pellet y en el sobrenadante para ver qué marcador había entrado en las células bacterianas.
Resultados
Cuando el ADN estaba marcado con 32P, la mayor parte de la radioactividad quedó en el pellet (las bacterias), lo que indicaba que el ADN había pasado al interior de las células. Cuando la proteína estaba marcada con 35S, la radioactividad permaneció predominantemente en el sobrenadante, junto con las cápsides vacías. Es decir: el ADN entraba en la bacteria y la proteína quedaba fuera.
Conclusión e importancia
Estos resultados demostraron de forma clara y sencilla que el ADN, y no la proteína, llevaba la información necesaria para producir nuevos virus en la célula huésped. El experimento de Hershey y Chase fue decisivo para aceptar al ADN como material genético y consolidó las conclusiones previas (como las de Avery et al.). Sus hallazgos contribuyeron a la rápida aceptación de modelos moleculares de la herencia y facilitaron la aceptación del modelo de la doble hélice propuesto por Watson y Crick en 1953.
Limitaciones y contexto
El experimento no mostró cómo el ADN codifica información ni la estructura molecular del mismo; tampoco examinó la naturaleza química de la instrucción genética. Además, aunque Martha Chase fue coautora esencial del trabajo, el Premio Nobel de 1969 fue otorgado a Alfred Hershey junto con Max Delbrück y Salvador Luria por sus contribuciones al estudio de los virus; Chase no fue reconocida con el premio. Aun así, su experimento permanece como un ejemplo clásico de diseño experimental simple y contundente.
Legado
Hershey-Chase es uno de los hitos de la biología molecular: su claridad experimental enseñó a generaciones cómo diseñar controles y elegir marcadores apropiados para responder preguntas biológicas fundamentales. Desde entonces, la confirmación de que el ADN es el material genético ha permitido el desarrollo de la genética moderna, la biotecnología y la biomedicina.
El experimento
Método
Hershey y Chase utilizaron el fago T2, un bacteriófago. El fago infecta una bacteria adhiriéndose a ella e inyectándole su material genético.
Marcaron el ADN del fago con Fósforo-32 radiactivo. A continuación, siguieron a los fagos mientras infectaban a E. coli. Descubrieron que el elemento radiactivo que quedaba en el ADN del fago sólo estaba en la bacteria, y no en el fago, lo que significa que el ADN había entrado en la bacteria.
En un segundo experimento, Hershey y Chase pusieron etiquetas en la proteína del fago con azufre-35 radiactivo. Después de unir el fago a la bacteria, el elemento radiactivo se encontró en el fago, pero no en la bacteria. Esto significa que las proteínas del fago permanecieron en el exterior de la bacteria. Estos resultados demostraron a Hershey y Chase que el material genético que infecta a la bacteria es el ADN.
Preguntas y respuestas
P: ¿Quién realizó el experimento Hershey-Chase?
R: El experimento Hershey-Chase fue realizado por Alfred Hershey y Martha Chase.
P: ¿Cuál era el objetivo del experimento Hershey-Chase?
R: El propósito del experimento Hershey-Chase era confirmar que el ADN era el material genético de los seres vivos.
P: ¿Cuándo se realizaron los experimentos Hershey-Chase?
R: Los experimentos Hershey-Chase se realizaron en 1952.
P: ¿Quién es Friedrich Miescher y cuál fue su contribución al estudio del ADN?
R: Friedrich Miescher fue un médico suizo que descubrió que el ADN era el material genético de los seres vivos en sus experimentos sobre los glóbulos blancos, o leucocitos, entre 1868 y 69.
P: ¿Por qué recibió Alfred Hershey el Premio Nobel de Fisiología o Medicina?
R: Alfred Hershey compartió el Premio Nobel de Fisiología o Medicina por sus descubrimientos sobre la estructura genética de los virus.
P: ¿Por qué fue importante confirmar que el ADN es el material genético de los seres vivos?
R: La confirmación de que el ADN es el material genético de los seres vivos fue importante porque permitió comprender mejor cómo se transmiten los rasgos genéticos de generación en generación.
P: ¿Cómo confirmaron los experimentos de Hershey-Chase que el ADN es el material genético de los seres vivos?
R: Los experimentos de Hershey-Chase confirmaron que el ADN es el material genético de los seres vivos al demostrar que el ADN de un virus es lo que infecta a una célula bacteriana, dando lugar a la producción de nuevas partículas víricas.
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