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A pesar de que Aristóteles había planteado que "la herencia biológica implicaba alguna forma de transmisión de padres a hijos", Johann Gregor Mendel (1822-1884) postula la existencia de entes de naturaleza desconocida e inmutable (los genes) responsables de la transmisión de los caracteres hereditarios.
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El fisico Friedrich Miescher (1844-1895) aisló núcleos a partir del pus de los vendajes usados en el hospital. Tras un tratamiento simple, comprobó que estaban formados por una única sustancia química muy homogénea y no proteica, que denominó nucleína.
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Walther Flemming (1843-1905) y Robert Feulgen,
desarrollaron nuevas técnicas de tinción y lograron visualizar
los cromosomas en división, lo que les permitió describir la
manera en que se replican los cromosomas (la mitosis). -
Walter S. Sutton (1877-1916) realizó una serie de experimentos que le permitieron proponer que los genes de Mendel son unidades físicas que realmente se localizan en los cromosomas. Parte del trabajo que permitió a Sutton proponer ese modelo se debió a su descubrimiento de la meiosis junto con Theodor Boveri (1862-1915).
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Thomas Hunt Morgan (1866-1945) realiza experimentos que hoy se consideran clásicos sobre los rasgos genéticos ligados al sexo, lo que le valió el Nobel en 1933. Por esa época se descubre que algunas enfermedades, como la alcaptonuria, tienen su origen en una enzima defectuosa.
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Alfred Henry Sturtevant (1891-1970), alumno de Morgan, demuestra que algunos de ellos tienden a heredarse juntos, por lo que se deduce que se colocan de forma lineal sobre el cromosoma, y elabora el primer mapa genético de un organismo: Drosophila melanogaster.
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Quedan establecidas las bases fundamentales de la herencia fenotípica al aparecer el libro El mecanismo de la herencia mendeliana, escrito por Thomas H. Morgan, Alfred Sturtevant,
Hermann Muller y Calvin Bridges. Se inicia la teoría cromosómica de la herencia, a pesar de no conocer su naturaleza química. Se puede hablar de la edad de oro de la genética clásica. -
Hermann Muller (1890-1967) y Lewis
Stadler demostraron que la radiación X inducía mutaciones
en los genes, aunque el reconocimiento tardó en llegar: el
Nobel les fue concedido 20 años después, en 1946. -
El químico Phoebus Aaron Theodor Levene (1869-1940), tuvo que esperar hasta 1929 para identificar como desoxirribosa la pentosa aislada del timo de los animales. Esta diferencia le hizo
proponer que la nucleína de los animales era el nucleato de
desoxirribosa (DNA), mientras que los vegetales contenían nucleato de ribosa (RNA). -
William Thomas Astbury (1898-1961) y Florence Bell proponen que el DNA debe de ser una fibra periódica, al encontrar un espaciado regular de 0,33 nm a lo largo del DNA mediante estudios preliminares de difracción por rayos X.
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George Wells Beadle (1903-1989) y Edward Lawrie Tatum (1909-1975) encontraron en el hongo Neurospora crassa sólidas evidencias de una correlación entre los genes y las enzimas mediante el estudio de rutas metabólicas implicadas en la síntesis de aminoácidos. Postularon por primera vez dicha
correlación como «un gen, una enzima». -
Oswald Theodore Avery (1877-1955), Colin MacLeod y Maclyn McCarty intentan desentrañar la naturaleza del material genético. Dominados por el modelo del tetranucleótido plano, y en contra de sus propias expectativas, demostraron que las cepas avirulentas de Griffith se transformaban en virulentas con la exposición al DNA, pero no a las proteínas.
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Los físicos Linus Carl Pauling (1901-1994)
y Robert B. Corey descubren en Caltech la estructura de la
hélice alfa de las proteínas gracias a los análisis con difracción
de rayos X. -
Alfred Hershey y Martha Chase demostraron que el material genético que se transmite a la progenie del fago es DNA, mientras que las proteínas que hay en la cápside no. Se empezaban a acumular demasiados resultados que el modelo del tetranucleótido no explicaba.
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Rosalind Elsie Franklin (1920-1958) se le conoce principalmente por la fotografía 51. Encontró que el DNA podía hallarse en dos formas helicoidales distintas con los fosfatos hacia el exterior (las formas que hoy conocemos con DNA-A y DNA-B).
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Fred Sanger, trabajando en el Medical Research Council británico, consigue la primera secuencia de aminoácidos completa: la insulina. Así conseguirá su primer premio Nobel, en 1958.
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La clave de la doble hélice del DNA la pusieron James Dewey Watson y Francis Harry Compton Crick mediante la
recopilación de los resultados dispersos que sobre ácidos nucleicos existían. -
Paul Zamecnik demuestra que la síntesis de proteínas ocurría en unas partículas intracelulares compuestas de ácido ribonucleico y proteínas, por lo que posteriormente fueron bautizadas como ribosomas.
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Francis Crick también propuso la existencia de la tautomería y la replicación semiconservativa del DNA; propuso que para
que el RNA sintetice proteínas debe existir una molécula
acopladora de los aminoácidos a la secuencia de ácidos nucleicos. Severo Ochoa y Marianne Grumberg-Manago descubrieron la polinucleótido fosforilasa, que sirvió para sintetizar oligorribonucleótidos. -
Paul Berg comprobó qué era el tRNA: un RNA que «transfería» el aminoácido correcto, y de ahí el nombre de RNA de transferencia.
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Renato Dulbecco introdujo también el concepto de transformación tocado anteriormente para explicar que mezclando in
vitro células sanas con virus productores de polioma y SV40
se pudieran obtener células de aspecto oncogénico; o sea, que las células sanas se habían «transformado» en células
cancerosas en contacto con los virus. -
La propuesta de Watson y Crick es confirmada experimentalmente por Mathew Stanley Meselson y Franklin Stahl en Caltech. En 1960 Stewart Linn y Werner Arber descubren los sistemas de restricción de las bacterias. En 1961 Howard Dintzis descubre que el mRNA se traduce en sentido 5’ a 3’, y que las proteínas de sintetizan desde el extremo amino al carboxilo.
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Marshall Warren Nirenberg y Har Gobind Khorana acababan de descifrar el código genético gracias a la aplicación de la polinucleótido fosforilasa de Ochoa, lo que fue recompensado en 1968 con el Nobel, compartido con Holley.
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Günther Blobel demuestra la existencia de secuencias señal y receptores para estas secuencias, que regulan el tráfico de proteínas dentro de la célula. También en 1970 Hamilton Smith descubre las enzimas de restricción y Temin y David Baltimore demostraron que la copia de RNA en DNA durante la infección de algunos virus se debía a una nueva actividad catalítica que denominaron transcriptasa inversa.
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Paul Berg (el mismo que demostró que el
tRNA mediaba entre el mRNA y las proteínas) construye la primera molécula de DNA recombinante o quimera entre DNA plasmídico de E. coli y DNA del fago l (le supondrá el Nobel en 1980). -
El experimento de Berg el año anterior sirvió para que Herbert Boyer y Stanley Norman Cohen, de forma independiente, expresaran en una bacteria un plásmido que contenía un gen recombinante. Nace así la clonación.
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Georges J. F. Köhler (1946-1995) y el
argentino César Milstein (1927-*), trabajando en el Medical
Research Council británico, en Cambridge, fusionan células
para producir anticuerpos monoclonales. Proponen que «tales células se pueden cultivar in vitro de forma masiva para obtener anticuerpos específicos. Tales cultivos podrán ser muy útiles en aplicaciones médicas e industriales». -
Alan M. Maxam y Walter Gilbert (el mismo Gilbert que aisló el represor LacI y que acuñaría más adelante los términos «intrón» y «exón») describen la secuenciación química del DNA. Tambien Richard John Roberts y Phillip Allen Sharp descubren, de forma independiente y gracias a su colaboración científica, que en los eucariotas, a diferencia de en los procariotas, los genes no son continuos.
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Christiane Nüsslein-Volhard y Eric Francis Wieschaus revolucionan el mundo de la genética del desarrollo desde el European Molecular Biology Laboratory, en Heidelberg: demuestran que una batería de genes afectaban a la segmentación de la mosca del vinagre.
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Sidney Altman (1939-*) describe el primer RNA
con actividad catalítica (ribozima): la RNasa P. -
Stanley B. Prusiner descubre que los priones son partículas infecciosas compuestas sólo por proteínas, sin ácidos nucleicos. El mismo año Mariano Barbacid identifica el primer oncogén humano.
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Kary Banks Mullis describe una técnica que va a volver a revolucionar la investigación en biología molecular. Se trata de la PCR (reacción en cadena de la polimerasa).
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Alec John Jeffreys desarrolla las huellas genómicas (genome
fingerprintings) digiriendo DNA con enzimas de restricción
e hibridándolo con sondas radiactivas para caracterizar e
identificar individuos. Al año siguiente ya se estaban usando
para investigaciones criminales. Todavía en 1984, Charles
Cantor y David Schwartz desarrollan la electroforesis en
campo pulsante para separar moléculas de DNA de alto
peso molecular. -
Se autoriza la vacuna para la hepatitis B y aparece el primer secuenciador automatizado.
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Maynard Olson, en la Universidad de Washington, construye los YAC (cromosomas artificiales de levaduras) para clonar grandes fragmentos de DNA. Con estas herramientas, en 1987 se inician casi simultáneamente el Proyecto genoma humano, de la mano de James Watson, y el Proyecto genoma de levadura, de la del belga André Goffeau.
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Comienza la era de bioinformática gracias a que Claude Pepper funda el NCBI.
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Se crea la organización HUGO (human genome organisation) para llevar a cabo el proyecto del genoma humano por medio del mapeo.
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Craig Venter describe los EST (expressed sequence tag). Es una pequeña subsecuencia de una secuencia nucleotídica transcrita (codificante de una proteína o no). Se pueden usar para identificar genes que se transcriben y en el descubrimiento de genes, y para determinación de secuencias.
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Se realiza la primera clonación con embriones humanos pero el experimento no resulta exitoso.
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Se completan las secuencias genómicas del E. Coli y la levadura.
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Francis Collins, el director del Instituto Nacional de Investigación del Genoma Humano, dieron con el primer proyecto finalizado de este. Mencionado que el genoma se puede pensar como un libro con múltiples usos: "Es un libro de historia".
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Craig Venter presenta la información del genoma humano y comienza el HapMap, el cual es un proyecto internacional creado para desarrollar un mapa de haplotipos de nuestro genoma.
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Se completa la primera fase del proyecto genoma humano.
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Surge el primer modelo computacional de una célula, fruto de la colaboración entre la Universidad de Cambridge y Microsoft Research (división de Microsoft destinada a la investigación y resolución de problemas globales).
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Jeffrey A. Farrell y un equipo de la Universidad de Harvard, lograron descubrir los patrones de la expresión génica de cada una de las células de un embrión de pez cebra. Ademas, a traves de un estudio se pudo comprobar que algunas proteínas que impulsan la transferencia del código genético del ADN al ARN pueden condensarse en gotas que se adhieren al ADN. Este experimento y descubrimiento es un avance fundamental para la expresión selectiva de los genes.
