Material genético: Experimentos de Griffith y Avery

Comprende cómo se concluyó que el ADN es la molécula portadora de la información hereditaria, mediante los experimentos de Griffith y Avery.

Las primeras respuestas formales acerca de cuál era la molécula responsable de la herencia comenzaron a  establecerse en 1865 con los trabajos realizados por Gregor Mendel, los que sentarían las bases de la genética. En 1869, Friedrich Miescher lograba aislar “nucleína”, la que según él era responsable de guardar la información hereditaria de todos los seres vivos. Años más tarde, en 1928, el médico inglés Frederick Griffith, buscando una cura para un tipo de neumonía, describió el proceso de transformación bacteriana, proceso clave para que en 1944 el médico canadiense Oswald Avery dilucidase que la molécula responsable de la transformación bacteriana era la misma “nucleína” de Miescher, la que comenzó a ser llamada ADN (ácido desoxirribonucleico) una vez su estructura física y química fue dilucidada por el científico estadounidense James Watson y el inglés Francis Crick en 1953. Los experimentos cruciales en la consolidación del ADN como la molécula responsable de la herencia fueron los realizados por Griffith y Avery, los que ofrecen una demostración de ingenio y pulcritud científica.

Transformación bacteriana

Experimento de Griffith.

En su experimento, Griffith utilizó la bacteria Streptococcus pneumoniae, causante de un tipo de neumonía. En los laboratorios, las bacterias son separadas en “cepas”, las que poseen características particulares que las hacen distintas entre sí, siendo representantes de la misma especie. En ese sentido Griffith tomó una “cepa S” de S. pneumoniae, la que se caracteriza por formar colonias de aspecto liso a la observación en lupa, sus células estaban rodeadas de cápsulas externas y eran altamente letales al producir un fuerte cuadro de neumonía en ratones de laboratorio, y usó además una “cepa R” de S. pneumoniae, la que se caracteriza por formar colonias de aspecto rugoso a la observación en lupa, sus células carecían de cápsulas externas y no provocaban neumonía en ratones de laboratorio (eran inocuas). El procedimiento experimental de Griffith fue:

• Inocular bacterias de la cepa S en ratones de laboratorio sanos, los cuales contraen neumonía y, de acuerdo a lo previsto por Griffith, mueren.
• Inocular bacterias de la cepa R en ratones de laboratorio sanos, los cuales no contraen neumonía y, de acuerdo a lo previsto por Griffith, viven.
• Hervir un cultivo de bacterias de la cepa S, matándolas por calor y luego inocular el fluido resultante en ratones de laboratorio, los cuales viven.
• Mezclar bacterias de la cepa S muertas por calor con bacterias vivas de la cepa R, luego inyectar la mezcla en ratones de laboratorio. Estos contraen neumonía y mueren.

Griffith notó que al mezclar la cepa R, inocua, con el precipitado de la cepa S muerta por calor, “algo” transforma a la cepa R en cepa S, provocando la muerte del ratón y proliferación de cepa S en los tejidos del animal. Griffith no pudo explicar que era el “algo” que volvía a la cepa R en cepa S, y llamó al fenómeno observado “transformación bacteriana”. Hubo que esperar hasta 1944, cuando Oswald Avery y su equipo de trabajo se propusieron identificar el “algo” que transformó a las bacterias de Griffith en 1929.

Experimento de Avery.

El equipo de trabajo de Avery recreó el experimento de Griffith,  llegando a los mismos resultados experimentales, pero además tomaron una muestra de la cepa S muerta por calor, a la cual sometieron a los siguientes ensayos:

• En un tubo de ensayo, agregaron al precipitado de la cepa S muerta por calor, una enzima que digería carbohidratos y el resultante lo mezclaron con cepa R viva, ocurriendo transformación bacteriana de R en S.
• Luego, al precipitado de cepa S muerta por calor y sin carbohidratos, agregaron una enzima que digería proteínas, y el resultante lo mezclaron con cepa R viva, ocurriendo transformación bacteriana de R en S.
• Luego, al precipitado de cepa S muerta por calor, sin carbohidratos ni proteínas, agregaron una enzima que digería ARN y alcohol, obteniendo ADN puro de la cepa S, el cual mezclaron con cepa R viva, luego de lo cual observaron transformación bacteriana.

Así, Avery concluyó que el agente transformante de las bacterias era el ADN, no otro y que esta molécula contenía la información necesaria que hacía letal a la cepa R, así como lo era la cepa S. Gracias a estos 2 ensayos experimentales se consolidó la idea de que el ADN era el material genético.