Material Hereditario (2): Biografía de Friedrich Miescher, "Nucleína", Ácido Nucleico

Anec  > Biología > Material genético

El médico y biólogo suizo Friedrich Miescher aisló extractos nucleares y los nombró "nucleína". Dio el primer paso en el camino de la exploración del ADN y del material genético en la historia humana.

¿Cómo descubrió Friedrich Miescher la "nucleína" (extracto crudo de ADN)?

La tarea principal que le asignó Hoppe Seyler fue estudiar los componentes bioquímicos de los linfocitos. Sin embargo, es difícil extraer linfocitos puros de las glándulas linfáticas. Por lo tanto, se centró en los componentes bioquímicos de los glóbulos blancos. Una clínica cercana le proporcionó vendajes desechados donde el pus fresco era una fuente ideal de glóbulos blancos.

Miescher trató los glóbulos blancos en los vendajes con varias soluciones salinas y reactivos químicos. Un día, descubrió un fuerte extraño insoluble que era diferente a cualquier proteína conocida. Friedrich Miescher sospechó que esta sustancia se originaba en el núcleo celular porque casi todo el citoplasma había sido eliminado por ácido clorhídrico. Más tarde, realizó otro experimento meticulosamente para confirmar su punto. Los vendajes que tenían células no degradadas fueron seleccionados por él bajo el microscopio. Las células fueron lavadas con sulfato de sodio que no las dañaba. Como no había centrífugas disponibles en ese momento, las células fueron dejadas asentarse en el fondo de un vaso. Finalmente, reexaminó el sedimento con un microscopio para asegurar que casi todas las células estaban intactas.

El siguiente paso fue extraer la sustancia del núcleo celular. Este paso tuvo que realizarse en invierno cuando el ADN no se degradaría. Miescher trató estas células con ácido clorhídrico diluido mil veces durante varias semanas. Los lípidos y proteínas de la membrana celular fueron destruidos por el ácido. El componente nuclear fue liberado en la solución. Finalmente, agitó vigorosamente la sustancia nuclear celular con agua y éter para eliminar los lípidos. El precipitado en la fase acuosa era la sustancia misteriosa que buscaba. Dado que provenía del núcleo celular, Friedrich Miescher la nombró "nucleína". Sin duda, había obtenido el primer extracto crudo de ácido nucleico en la historia humana. La "nucleína" obtenida por este método era muy poca para un análisis químico, por lo que mejoró la técnica de extracción. El pus fue lavado con etanol. Luego, el citoplasma y las proteínas fueron digeridos por pepsina de cerdo. Seguir eliminando lípidos con éter era aún necesario.

Friedrich Miescher utilizó esperma de salmón para estudiar la "nucleína" y extrajo protamina.

Friedrich Miescher fue profesor de biología en la Universidad de Basilea desde 1872. Durante la temporada de desove, enjambres de salmones nadaban río arriba hacia los tramos superiores del río Rin. A menudo pescaba cerca de la universidad por la mañana temprano y los llevaba a su laboratorio.

La mayor parte de la cabeza del esperma estaba ocupada por el núcleo, mientras que las proteínas se concentraban en su cola. Por lo tanto, el esperma era muy adecuado para estudiar la "nucleína". El análisis mostró que la "nucleína" no contenía azufre. Además, calculó con precisión la cantidad de fósforo después de quemarla. El 22,5% de P₂O₅ estaba contenido, una cifra muy cercana a la proporción real de 22,9%. También descubrió una proteína alcalina que estaba estrechamente ligada a la "nucleína". Fue nombrada protamina por él. Sin embargo, no profundizó en su propiedad.

Su interés en el material genético comenzó a disminuir después de 1875. Dedicó más energía y tiempo a la fertilización y la enseñanza. Dar clases a los estudiantes y ser perfeccionista con el trabajo lo hicieron tomarse cada vez menos tiempo libre. Incluso la mayoría de sus vacaciones las pasó en el laboratorio, por lo que se volvió exhausto y débil en sus últimos años. Contrajo tuberculosis a principios de la década de 1890 y murió en 1895.

Preguntas frecuentes

¿Qué función piensa Michelle que tiene la "nucleína"?

Ahora sabemos que la "nucleína" es el ADN que almacena la información hereditaria. Sin embargo, el conocimiento sobre el ADN era prácticamente inexistente en ese momento. El mismo Miescher no estaba seguro de su función. Hipotetizó que podría ser un reservorio de fósforo para la síntesis de otras moléculas, pero los experimentos rara vez apoyaron esta teoría debido a la pobre tecnología de la época. Por lo tanto, adoptó un método alternativo relacionado con la determinación del contenido de "nucleína" y proteínas en diferentes células. Se observó un aumento notable de la "nucleína" antes de la división celular, especialmente en los tumores. También se observó "nucleína" en hígado, riñones, levadura, glóbulos rojos y huevos. Se dio cuenta de que la ubicua "nucleína" no era menos importante para la vida que las proteínas.

Sin embargo, casi todos resistieron sus nuevas ideas. Pensaban que la "nucleína" era solo una proteína contaminada e incluso lanzaron una crítica despiadada contra Friedrich Miescher. Estuvo cerca de una respuesta final, pero no dio el paso decisivo. Siguió la opinión prevaleciente de que las proteínas almacenaban la información genética. El logro como el primer descubridor del ADN no fue restablecido hasta que se descubrió que el ADN controla los rasgos heredados. Es justo decir que Friedrich Miescher murió casi con pesar y confusión, aunque sus logros superaron a la mayoría de sus contemporáneos en biología.

Las propiedades de la "nucleína"

Se hinchaba y desaparecía gradualmente en solución alcalina. Si se añadía ácido, la "nucleína" floculante reaparecía. No se coagulaba como la proteína, sino que desaparecía directamente en agua hirviendo (el ADN se hidrolizaba en agua hirviendo). La "nucleína" contenía no solo el carbono, nitrógeno, hidrógeno, oxígeno y azufre que eran comunes en la proteína, sino que también le sorprendió que contenía mucho fósforo. Pruebas de combustión posteriores confirmaron que el fósforo existía como una sustancia orgánica en lugar de una sustancia inorgánica. Aunque estas propiedades eran completamente diferentes de las proteínas, también podía teñirse de amarillo con ácido nítrico, lo cual era similar a las proteínas. Ahora sabemos que la "nucleína" estaba contaminada con proteínas debido al equipo deficiente de la época.

Educación temprana

Friedrich Miescher nació en una familia con un fuerte trasfondo académico en Basilea, Suiza, el 13 de agosto de 1844. Su padre era profesor de anatomía en la Universidad de Basilea y su tío Wilhelm His era embriólogo.

Friedrich Miescher era tímido e introvertido en su infancia, pero se le consideraba muy inteligente y se desempeñaba bien en la escuela. El trasfondo familiar lo llevó a elegir una carrera en medicina, por lo que se matriculó en la Universidad de Basilea para estudiar medicina en 1861. También estaba muy interesado en la bioquímica. Su primer mentor fue el renombrado químico orgánico Adolf Strecker, la primera persona en crear sintéticamente un aminoácido, y la Síntesis de Strecker lleva su nombre. Realizó investigaciones en química orgánica en el laboratorio de Adolf Strecker en 1865. La fiebre tifoidea interrumpió sus estudios durante casi un año en este período. A pesar de este contratiempo, aún obtuvo su doctorado en la Universidad de Basilea en 1868. Miescher estaba más interesado en los diversos componentes químicos dentro de las células que en la síntesis de compuestos orgánicos. Después de obtener su doctorado, trabajó como asistente en el laboratorio de Hoppe-Seyler, uno de los bioquímicos más distinguidos de esa época.

Anec  > Biología > Material genético

More