Historia de la biología molecular
En 1944, Oswald Avery, trabajando en el Instituto Rockefeller de Nueva York, demostró que los genes están formados por ADN[3] (véase el experimento Avery-MacLeod-McCarty).
Hicieron falta otros quince años para que nuevas y más sofisticadas tecnologías, reunidas hoy bajo el nombre de ingeniería genética, permitieran aislar y caracterizar los genes, en particular los de los organismos altamente complejos.
Entre las moléculas estudiadas por los químicos y las minúsculas estructuras visibles al microscopio óptico, como el núcleo celular o los cromosomas, existía una zona oscura, "el mundo de las dimensiones ignoradas", como lo llamó el químico-físico Wolfgang Ostwald.
Este mundo está poblado por coloides, compuestos químicos cuya estructura y propiedades no estaban bien definidas.
La primera estudia la estructura y la función de las moléculas que componen los seres vivos.
La segunda disciplina de la biología que se desarrolló a principios del siglo XX es la genética.
Los Estados Unidos, donde la genética se había desarrollado más rápidamente, y el Reino Unido, donde coexistían tanto la genética como la investigación bioquímica de niveles muy avanzados, estaban en la vanguardia.
Estos movimientos acabaron por hacer de la biología molecular una ciencia verdaderamente internacional desde sus inicios.
En el siglo XIX, los bioquímicos aislaron inicialmente el ADN y el ARN (mezclados) de los núcleos celulares.
En 1919, Phoebus Levene, del Instituto Rockefeller, identificó los componentes (las cuatro bases, el azúcar y la cadena de fosfatos) y demostró que los componentes del ADN estaban unidos en el orden fosfato-azúcar-base.
De forma bastante inesperada, las bacterias vivas del neumococo R se transformaron en una nueva cepa de la forma S, y las características S transferidas resultaron ser heredables.
Avery llamó al medio de transferencia de rasgos el principio transformador; identificó al ADN como el principio transformador, y no a las proteínas como se pensaba anteriormente.
En 1948, Pauling descubrió que muchas proteínas tenían formas helicoidales (véase hélice alfa).
Incluso en los datos iniciales de difracción del ADN por Maurice Wilkins, era evidente que la estructura implicaba hélices.
En 1955, Marianne Grunberg-Manago y sus colegas publicaron un artículo en el que describían la enzima polinucleótido fosforilasa, que escindía un grupo fosfato de los difosfatos de nucleótidos para catalizar su polimerización.
Estos resultados allanaron el camino para una serie de investigaciones sobre las diversas propiedades y propensiones del ARN.
[14] Para una revisión más profunda de los primeros trabajos en biología estructural del ARN, véase el artículo The Era of RNA Awakening: Structural biology of RNA in the early years, de Alexander Rich.
Tras la publicación de Robert W. Holley, numerosos investigadores comenzaron a trabajar en el aislamiento del ARNt para su estudio cristalográfico, desarrollando métodos mejorados para aislar la molécula a medida que trabajaban.
En 1968, varios grupos habían producido cristales de ARNt, pero éstos resultaron ser de calidad limitada y no produjeron datos a las resoluciones necesarias para determinar la estructura.
[20] A esta solución le seguirían muchas más, ya que varios investigadores trabajaron para perfeccionar la estructura y así dilucidar más a fondo los detalles del emparejamiento de bases y las interacciones de apilamiento, y validar la arquitectura publicada de la molécula.
[21] Además, la tRNAPHE demostró muchas de las interacciones terciarias observadas en la arquitectura del ARN que no se categorizarían y comprenderían más a fondo hasta años después, proporcionando una base para toda la investigación estructural futura del ARN.
Además, como otras dianas de ARN interesantes simplemente no se habían identificado, o no se conocían lo suficiente como para ser consideradas interesantes, simplemente faltaban cosas que estudiar estructuralmente.
[26] La conformación de la ribozima publicada en este artículo demostró ser uno de los varios estados posibles, y aunque esta muestra en particular era catalíticamente inactiva, las estructuras posteriores han revelado su arquitectura en estado activo.
Ahora era posible proponer la conservación de motivos, pliegues y diversas interacciones estabilizadoras locales.
Recientemente, el Premio Nobel de Química de 2009 fue concedido a Ada Yonath, Venkatraman Ramakrishnan y Thomas Steitz por su trabajo estructural sobre el ribosoma, lo que demuestra el destacado papel que la biología estructural del ARN ha asumido en la biología molecular moderna.
Las proteínas fueron reconocidas como una clase distinta de moléculas biológicas en el siglo XVIII por Antoine Fourcroy y otros.
Sin embargo, algunos científicos se mostraron escépticos de que unas macromoléculas tan largas pudieran ser estables en solución.
Finalmente, Theodor Svedberg demostró que las proteínas son macromoléculas de composición bien definida (y no mezclas coloidales) mediante ultracentrifugación analítica.
A mediados de la década de 1920, Tim Anson y Alfred Mirsky propusieron que la desnaturalización era un proceso reversible, una hipótesis correcta que al principio fue ridiculizada por algunos científicos como "descalcificar el huevo".
La naturaleza iónica de las proteínas fue demostrada por Bjerrum, Weber y Arne Tiselius, pero Linderstrom-Lang demostró que las cargas eran generalmente accesibles al disolvente y no estaban unidas entre sí (1949).
