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Darwin reunió una evidencia arrolladora procedente de muy diversas disciplinas de investigación biológica en favor del hecho evolutivo y logró que esas disciplinas convergieran en una única explicación: la selección natural (pensamiento poblacional).
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Sus experimentos son el paradigma del análisis genético y su trabajo es considerado fundacional de la ciencia de la Genética. Un diseño experimental sencillo junto con un análisis cuantitativo de sus datos fueron las claves principales de sus resultados.
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Durante la segunda década de este siglo Thomas Hunt Morgan y su grupo de la Universidad de Columbia inician el estudio de la genética de la mosca del vinagre Drosophila melanogaster. En 1910 descubren la herencia ligada al X y la base cromosómica del ligamiento.
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El siglo empieza con el redescubrimiento de las leyes de Mendel por los trabajos de 3 botánicos: Carl Correns, Hugo de Vries y Eric Von Tschermak, a las que el británico William Bateson dará un gran impulso. Se produce una integración inmediata de los estudios genéticos y citológicos.
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Era el problema de la naturaleza de la variación sobre la que se produce la evolución. Mientras que Darwin puso énfasis en la evolución gradual y continua que transforma la variación dentro de las poblaciones en variación entre poblaciones, otros, como Thomas Huxley e, inicialmente, Galton
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Tras la segunda guerra mundial se produce el verdadero asalto a la naturaleza física del material hereditario. La genética de procariotas inicia los nuevos horizontes de indagación.
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George Beadle y E. L. Tatum introducen Neurospora como organismo modelo, con el que establecen el concepto un gen-una enzima: los genes son elementos portadores de información que codifican enzimas.
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Oswald Avery, Colin McLeod y Maclyn McCarty demuestran que el "principio transformador" es el ADN.
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Esta fecha representa un momento culminante. James Watson y Francis Crick interpretan los datos de difracción de rayos X de Rosalind Franklin y Maurice Wilkins junto con datos de composición de bases de Erwin Chargaff concluyendo que la estructura del ADN es una doble hélice, formada por dos cadenas orientadas en direcciones opuestas (antiparalelas).
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Matthew Meselson y Franklin Stahl demostraron que el ADN se replicaba semiconservativamente. El problema de como la secuencia del ARN se traduce en secuencia proteica se empieza a resolver.
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Sidney Brenner, François Jacob y Meselson descubrieron el ARN mensajero.
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Marshall Nirenberg y Har Gobind Khorana terminan de desvelar el código genético.