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Miescher consigue aislar el ADN por primera vez mientras trabajaba en la Universidad de Tubinga.Notó un precipitado de una sustancia desconocida que caracterizó químicamente más tarde.Lo llamó nucleína, debido a que lo había extraído a partir de núcleos celulares.
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Identificó que un nucleótido está formado por una base nitrogenada, un azúcar y un fosfato.
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Probaron que la nucleína de Miescher es un ácido desoxirribonucleico (ADN) formado por cuatro bases nitrogenadas (citosina (C), timina (T), adenina (A) y guanina (G), el azúcar desoxirribosa y un grupo fosfato, y que, en su estructura básica, el nucleótido está compuesto por un azúcar unido a la base y al fosfato.
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Produjo el primer patrón de difracción de rayos X que mostraba que el ADN tenía una estructura regular.
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La función biológica del ADN comenzó a dilucidarse con una serie básica de experimentos de la genética moderna realizados por él. Tras estos experimentos,Griffith razonó que debía producirse algún tipo de cambio o transformación de un tipo bacteriano a otro por medio de una transferencia de alguna sustancia activa, que denominó principio transformante. Esta sustancia proporcionaba la capacidad a los neumococos de producir una cápsula azucarada y transformarse así en virulentas.
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El papel exclusivo del ADN en la heredabilidad fue confirmado en 1952 mediante sus experimentos, en los cuales comprobaron que el fago T2 transmitía su información genética en su ADN, pero no en su proteína.
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Realizó algunos experimentos que le sirvieron para establecer las proporciones de las bases nitrogenadas en el ADN. Descubrió que las proporciones de purinas eran idénticas a las de pirimidinas, la «equimolecularidad» de las bases ([A]=[T], [G]=[C]) y el hecho de que la cantidad de G+C en una determinada molécula de ADN no siempre es igual a la cantidad de A+T
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propusieron el modelo de la doble hélice de ADN para representar la estructura tridimensional del polímero.En una serie de cinco artículos en el mismo número de Nature se publicó la evidencia experimental que apoyaba el modelo.De éstos, el artículo de Franklin y Raymond Gosling fue la primera publicación con datos de difracción de rayos X que apoyaba el modelo y también aparecía un artículo sobre la estructura del ADN de Maurice Wilkins y sus colaboradores.
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Recibieron conjuntamente el Premio Nobel en Fisiología o Medicina.
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Realizaron un experimento hoy clásico. Estos investigadores extrajeron el factor transformante y, mediante análisis químicos, enzimáticos y serológicos, observaron que no contenía proteínas, ni lípidos,ni polisacáridos activos,sino que estaba constituido principalmente por "una forma viscosa de ácido desoxirribonucleico altamente polimerizado", es decir, ADN. Fue decisivo en el conocimiento de la base molecular de la herencia, y constituye el nacimiento de la genética molecular.
