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Gregor Mendel publica sus leyes de la herencia basadas en experimentos con guisantes, sentando las bases de la genética moderna.
Selección de características observables: Mendel eligió características de los guisantes que eran fácilmente distinguibles y se presentaban en formas opuestas y bien definidas, como el color de las semillas (amarillas o verdes) y la forma de la semilla (lisa o rugosa).
Cruces controlados: Mendel realizó cruzamientos controlados entre plantas con características opuestas, asegurándose de polinizar manualmente las flores para controlar qué plantas se reproducían entre sí.
Seguimiento de generaciones: Mendel siguió el desarrollo de las plantas cruzadas y registró cuidadosamente los rasgos heredados en las generaciones posteriores.
Recopilación de datos cuantitativos: Mendel recopiló datos numéricos sobre los rasgos heredados en cada generación, llevando a cabo conteos y análisis estadísticos.
Análisis de proporciones: Mendel aplicó análisis de proporciones para determinar los patrones de herencia y establecer sus leyes, como la proporción de 3:1 en la primera ley de segregación y la proporción de 9:3:3:1 en la segunda ley de la segregación independiente.
Uso de métodos de conteo y estadística: Mendel utilizó técnicas estadísticas simples, como el análisis de chi-cuadrado, para evaluar si sus resultados experimentales se ajustaban a los patrones esperados por sus leyes de la herencia.
Friedrich Miescher descubre el ácido nucleico, conocido más tarde como ADN, al aislarlo por primera vez de los núcleos de células.
Extracción de materiales nucleares: Miescher desarrolló una técnica para extraer material celular de los núcleos de células. Principalmente, utilizó glóbulos blancos de pus en vendajes médicos y los sometió a un proceso de digestión enzimática para obtener una solución rica en material nuclear.
Aislamiento de nucleínas: A partir de las muestras de material nuclear, Miescher empleó una serie de métodos químicos y físicos, como precipitación con ácido acético y alcohol, para aislar una sustancia que denominó "nucleína". Esta sustancia resultó ser el ácido nucleico.
Análisis químico: Miescher realizó diversos análisis químicos para caracterizar la composición de la nucleína. Descubrió que contenía fósforo en cantidades significativas, lo que sugirió su importancia biológica.
Microscopía: Aunque Miescher no utilizó técnicas de microscopía en su investigación, sus descubrimientos sentaron las bases para posteriores estudios de microscopía que permitieron visualizar y estudiar el ADN en detalle.
Walter Sutton y Theodor Boveri proponen la teoría cromosómica de la herencia, estableciendo una conexión entre los cromosomas y los genes.
Observación de células: Sutton y Boveri realizaron observaciones microscópicas detalladas de células en diferentes etapas de la división celular, especialmente durante la meiosis. Utilizaron técnicas de tinción para resaltar las estructuras celulares, como los cromosomas.
Experimentos con óvulos y espermatozoides: Estudiaron las células reproductivas masculinas y femeninas, es decir, los espermatozoides y los óvulos, para analizar cómo se transmitían los rasgos hereditarios a través de las generaciones.
Análisis de la segregación cromosómica: Observaron y analizaron cómo los cromosomas se segregan durante la división celular, tanto en la meiosis como en la mitosis, y cómo esto se relaciona con la herencia de los rasgos.
Cruzamientos selectivos: Sutton y Boveri realizaron experimentos de cruzamiento selectivo en organismos modelo, como insectos y gusanos marinos, para investigar cómo los cromosomas se heredaban y cómo esto afectaba los rasgos en las generaciones siguientes.
Observaciones de anomalías cromosómicas: Estudiaron enfermedades y anomalías genéticas en organismos que presentaban alteraciones en la estructura o el número de cromosomas, como el cáncer y las trisomías.
Análisis de patrones de herencia: Utilizaron el análisis de las observaciones celulares y los experimentos de cruzamiento para desarrollar la teoría cromosómica de la herencia y postular que los genes se encuentran en los cromosomas y se transmiten de manera ordenada durante la reproducción.
Thomas Hunt Morgan y su equipo en la Universidad de Columbia llevan a cabo experimentos con moscas de la fruta y descubren la existencia de los genes ligados al sexo.
Crianza selectiva de moscas de la fruta: Morgan utilizó la mosca de la fruta (Drosophila melanogaster) como organismo modelo en sus estudios. Crió y seleccionó cuidadosamente diferentes cepas de moscas para analizar las variaciones en los rasgos hereditarios y estudiar cómo se transmiten de una generación a otra.
Observación y seguimiento de mutaciones: Morgan y su equipo realizaron observaciones detalladas de las moscas de la fruta y documentaron las mutaciones espontáneas que surgían en las poblaciones. Estudiaron las alteraciones visibles en los ojos, el color del cuerpo y las alas para investigar cómo se heredaban estas características y cómo se relacionaban con los cromosomas.
Cruzamientos controlados: Morgan llevó a cabo cruzamientos selectivos entre diferentes cepas de moscas de la fruta para estudiar la herencia de rasgos específicos y analizar la proporción en la descendencia. Estos cruzamientos le permitieron establecer patrones de herencia y descubrir los genes ligados al sexo.
Análisis de los patrones de segregación: Morgan aplicó métodos estadísticos para analizar los patrones de segregación de los rasgos hereditarios en las generaciones posteriores. Estudió las proporciones fenotípicas y genotípicas observadas en la descendencia para comprender los principios básicos de la herencia y desarrollar su teoría cromosómica de la herencia.
Mapeo genético: Morgan y su equipo desarrollaron el concepto de mapeo genético utilizando las mutaciones y los cruces entre diferentes cepas de moscas de la fruta. Determinaron la ubicación relativa de los genes en los cromosomas y establecieron el orden de los genes a lo largo de los cromosomas.
Frederick Griffith realiza un experimento con bacterias que demuestra la transferencia de material genético y sienta las bases de la genética bacteriana y la transformación genética.
Experimentos con Streptococcus pneumoniae: Griffith trabajó con la bacteria Streptococcus pneumoniae, que puede causar enfermedades como la neumonía. Utilizó diferentes cepas de la bacteria para realizar sus experimentos.
Experimento de inyección en ratones: Griffith inyectó diferentes cepas de Streptococcus pneumoniae en ratones para estudiar los efectos en la virulencia de la bacteria y cómo se transmitían los rasgos de una cepa a otra.
Preparación de extractos bacterianos: Griffith preparó extractos bacterianos utilizando cultivos de Streptococcus pneumoniae. Estos extractos contenían diferentes componentes de las bacterias, como el ADN, proteínas y polisacáridos.
Fraccionamiento de extractos bacterianos: Para determinar qué componente era responsable de la transformación genética, Griffith realizó fraccionamiento de los extractos bacterianos utilizando tratamientos enzimáticos y químicos para separar y eliminar diferentes componentes.
Oswald Avery, Colin MacLeod y Maclyn McCarty identifican el ADN como el portador de la información genética, a través de sus investigaciones con la bacteria Streptococcus pneumoniae.
Experimentos de transformación bacteriana: Avery, MacLeod y McCarty llevaron a cabo una serie de experimentos utilizando la bacteria Streptococcus pneumoniae. Observaron que la bacteria podía adquirir nuevas características a través de la transferencia de material genético de una cepa a otra, un proceso conocido como transformación bacteriana.
Extracción y purificación de componentes celulares: Los investigadores realizaron la extracción y purificación de distintos componentes celulares de las bacterias, incluyendo el ADN, las proteínas y los polisacáridos. Utilizaron diversas técnicas de centrifugación y precipitación para separar y aislar estos componentes.
Tratamiento enzimático y químico: Para identificar qué componente era responsable de la transformación bacteriana, llevaron a cabo tratamientos enzimáticos y químicos para eliminar o degradar las proteínas y los polisacáridos presentes en las muestras.
Análisis de los efectos de la transformación: Realizaron experimentos de transformación bacteriana utilizando extractos ricos en diferentes componentes celulares y luego observaron los cambios en las características de las bacterias receptoras. Esto les permitió determinar qué componente era responsable de la transformación.
James Watson y Francis Crick proponen la estructura en doble hélice del ADN, basándose en los trabajos de Rosalind Franklin y Maurice Wilkins sobre difracción de rayos X.
Modelización molecular: Watson y Crick utilizaron la modelización molecular para construir maquetas físicas de la estructura del ADN. Se basaron en datos experimentales previos y realizaron hipótesis sobre la forma en que las moléculas de ADN se organizaban.
Datos de difracción de rayos X: Utilizaron los datos de difracción de rayos X obtenidos por Rosalind Franklin y Maurice Wilkins para analizar la estructura del ADN. Estos datos permitieron a Watson y Crick deducir la forma helicoidal de la molécula.
Reglas de apareamiento de bases: Utilizando las reglas de apareamiento de bases adenina-timina y guanina-citosina, Watson y Crick propusieron cómo se unían las bases nitrogenadas entre las dos cadenas del ADN. Esta base de apareamiento complementario fue esencial para la estabilidad de la doble hélice.
Construcción de modelos: Watson y Crick construyeron modelos físicos tridimensionales de la estructura del ADN utilizando materiales como alambre metálico y bolas de metal o madera. Estos modelos ayudaron a visualizar y comprender mejor la estructura en doble hélice.
Paul Berg realiza el primer experimento de ADN recombinante, combinando material genético de dos organismos diferentes, sentando las bases de la ingeniería genética.
Recombinación de ADN: Berg desarrolló la técnica de la recombinación de ADN, que permite combinar fragmentos de ADN de diferentes fuentes para crear moléculas de ADN recombinante. Esta técnica fue fundamental para el posterior desarrollo de la ingeniería genética y la manipulación de genes.
Enzimas de restricción: Berg fue pionero en el uso de enzimas de restricción, que pueden cortar el ADN en lugares específicos, para facilitar la manipulación del ADN. Utilizó enzimas de restricción para cortar y recombinar fragmentos de ADN en sus experimentos.
ADN ligasa: Berg utilizó la enzima ADN ligasa para unir fragmentos de ADN cortados por enzimas de restricción. La ADN ligasa une los extremos de los fragmentos de ADN mediante la formación de enlaces fosfodiéster, permitiendo la recombinación del ADN.
Clonación de genes: Berg desarrolló técnicas para clonar genes específicos. Esto implicaba la amplificación y aislamiento de un gen particular para su posterior estudio y manipulación.
Kary Mullis desarrolla la técnica de la reacción en cadena de la polimerasa (PCR), que permite la amplificación rápida y precisa de secuencias de ADN.
Reacción en cadena de la polimerasa (PCR): Mullis inventó la PCR, una técnica que permite amplificar una cantidad específica de ADN in vitro. La PCR utiliza ciclos repetidos de calentamiento y enfriamiento para desnaturalizar el ADN, permitiendo la unión de cebadores específicos y la replicación del ADN. Esta técnica ha sido fundamental en numerosos campos de la genética, como la secuenciación del ADN, el diagnóstico de enfermedades genéticas y la ingeniería genética.
Diseño de cebadores: Mullis desarrolló y diseñó cebadores, que son pequeños fragmentos de ADN sintéticos complementarios a las secuencias específicas de interés en el ADN objetivo. Los cebadores permiten la amplificación selectiva de una región de ADN específica durante la PCR.
Termocicladores: Mullis también desarrolló y utilizó termocicladores, máquinas que automatizan los ciclos de calentamiento y enfriamiento necesarios para la PCR. Estas máquinas controlan con precisión las temperaturas necesarias para desnaturalizar, hibridar y extender el ADN durante la amplificación.
Se completa el Proyecto del Genoma Humano, que secuencia el genoma humano y proporciona una gran cantidad de información sobre nuestra composición genética.
Secuenciación del ADN: Se emplearon técnicas de secuenciación para determinar el orden exacto de las bases nitrogenadas en el ADN humano. Durante el proyecto, se utilizaron diferentes métodos de secuenciación, incluyendo la secuenciación de terminación de cadena (Sanger) y, posteriormente, la secuenciación de nueva generación (NGS).
Mapeo físico y genético: Se llevó a cabo el mapeo físico del genoma humano para determinar la ubicación de los genes en los cromosomas. Se utilizaron técnicas de hibridación in situ fluorescente (FISH) y de mapeo de ligamiento genético para asignar los genes a regiones específicas del genoma.
Montaje y ensamblaje del genoma: La secuencia del genoma humano se generó a partir de pequeños fragmentos de ADN secuenciados, y luego se utilizó software y algoritmos de bioinformática para ensamblar los fragmentos y reconstruir la secuencia completa del genoma.