Antes de Watson y Crick

Experimento de Griffith

En 1953 Watson y Crick propusieron el modelo de estructura del DNA y esto les llevo a recibir el Premio Nobel, sin embargo otros investigadores habían sido muy importantes en este descubrimiento.

En 1928, Frederick Griffith realizó un experimento con ratones y neumococos (bacterias) que sirvió para que posteriormente Oswald T. Avery en 1944, junto con su colaborador Maclyn McCarty, obtuviese evidencias de que el ADN es el material que forma los genes y los cromosomas. Anteriormente se creía que eran la proteínas las portadoras de los genes.

Los neumococos son bacterias que cuando no tienen cápsula, crecen en el laboratorio, formando colonias con superficie rugosa; si tienen esa envoltura su apariencia se torna lisa, y estas bacterias son capaces de provocar la infección y muerte de ratones. Esto era lo que sucedía cuando se inyectaban estas bacterias vivas a los ratones. Por el contrario, las cepas rugosas no eran virulentas y no provocaban la muerte de los ratones. Griffith  descubrió que al inyectar a ratones con pequeñas dosis de neumococos no infecciosos junto con grandes cantidades de neumococos infecciosos pero «muertos» por calentamiento, los animales no sólo mueren de neumonía sino que muestran en su sangre bacterias con cápsula y vivas.  Es decir, en estas condiciones experimentales el neumococo no infeccioso adquiere la información para sintetizar la cápsula en el cuerpo del ratón y, con ella, la capacidad de producir enfermedad.

Griffith pensó que había “algo” que transformó las cepas rugosas (R) en lisas (S). Cuando Avery leyó los resultados de Griffith se interesó en identificar este agente transformador. Para ello usaron detergentes para descomponer las células lisas muertas por calor creando una rompiendo las membranas celulares y obteniendo el contenido de las bacterias y con este extracto realizaron ensayos de transformación, obteniendo la transformación de rugosas en lisas. Es decir, el agente transformante estaba en algún componente del extracto.

Experimento de Avery

Probaron cada uno de los componentes y comprobaron que los extractos sin proteínas seguía trasformando, por lo que el agente o principio trasformador no eran las  proteínas. Cuando probaron con el lisado que contenía DNA obtuvieron la transformación, y cuando el DNA se rompía por calor comprobaron que no había transformación. Con ello demostraron en 1944 que el DNA era el material que se intercambiaba entre las bacterias.

En 1952 los investigadores americanos Alfred Hershey y Martha Chase realizaron una serie de experimentos que resultaron claves para demostrar que el DNA era el portador del material genético ya que entonces se discutía si era el DNA o las proteínas. En sus experimentos utilizaron virus que infectan bacterias, los denominados bacteriófagos. Ellos conocían que los bacteriófagos se reproducen en el interior de las bacterias y que sólo una parte del bacteriófago entraba en la bacteria para multiplicarse, y que por tanto, en esa porción que entraba debía estar la información genética. ¿Era DNA o proteínas el material que entraba y contenía la información?

Experimento de Hershey y Chase

Para comprobar dónde se encontraba la información genética marcaron a unos bacteriófagos con ³⁵S (azufre radiactivo, para marcar las proteínas) y a otros con ³²P (fósforo radiactivo, para marcar el DNA). Infectaron con ellos a dos poblaciones de bacterias. Los bacteriófagos se unieron a las bacterias  y después de eliminarlos mediante agitación, centrifugaron las células. En las bacterias infectadas con los bacteriófagos marcados con ³⁵S  no se obtenía radiactividad, pero sí en las bacterias infectadas con bacteriófagos marcados con ³²P, lo que indicaba que el material vírico que había entrado para reproducirse, y por tanto responsable de la información genética, era el DNA y no las proteínas.

Entre 1952 y 1953, Rosalind E. Franklin, que era especialista en el estudio de las estructuras biológicas mediante la utilización de la difracción de rayos X, trabajaba junto a otro investigador, M. Wilkins, en la utilización de estas técnicas de imagen para conocer la estructura del DNA. La relación con su compañero era muy competitiva y cuando obtuvo la imagen de difracción de rayos X del DNA (a partir de la que dedujo que eran dos cadenas y comenzó a medir las distancias de las hélices) sin su conocimiento, Wilkins enseñó la imagen a Watson y Crick, que rápidamente fueron capaces de imaginar la estructura química del DNA que ellos conocían con aquella fotografía. Lo que posibilitó que poco después publicasen su artículo con la estructura tridimensional del DNA. Franklin había muerto de cáncer poco antes sin saber que su estudio había sido clave para desentrañar la estructura interna del DNA.  En su cuaderno había escrito antes: la estructura del DNA está compuesta por dos cadenas.