Genetikaren ibilbidea (IV): Informazioa helize batean

Koldo Garcia

Aurrekoan ikertzaileak kromosomekin lanean utzi genituen eta mugarri baten ateetan geundela esan genuen. Kromosomak herentzia unitatea zirela jakina zen baina zein molekulatan garraiatzen zen informazio genetikoa? Urte askotan proteinetan garraiatzen zela uste zen, baina benetan horrela ote zen?

Frederick Grifith britainiarrak 1928an “Griffithen esperimentua” bezala ezagutzen den lana argitaratu zuen. Lan hau informazio genetikoa non garraiatzen zen jakiteko lehen pausua izan zen. Griffithek pneumonia sortzen duen bakterioaren bi mota hartu zituen: bata ostalariaren defentsak gainditzeko gai zen eta, hortaz, ostalaria hiltzeko ere; bestea ez zen gai ostalaria hiltzeko. Hilgarriak ziren bakterioak beroarekin hil eta kaltegarriak ez ziren bakterioekin nahastu zituen. Bakterioen nahasketa hau saguetan txertatzerakoan saguak hil egiten zirela ikusi zuen. Hortaz, Griffithek ondorioztatu zuen, hilda ere, bakterio hilgarriak gai zirela bakterio ezhilgarri “bilakatzeko” “printzipio eraldatzaile” baten bidez.

Grifithek aurkitutako “printzipio eraldatzaileak” zer ziren zehazteko 1930 hamarkadaren bukaeran eta 1940 hamarkadaren hasieran “Rockefeller Institute for Medical Research” gunean hainbat esperimentu egin ziren. Lan horien emaitza izan zen Avery-MacLeod-McCarty esperimentua bezala ezagutzen den lana, Oswald Avery, Colin MacLeod eta Maclyn McCarty ipar-amerikarrek egin zutena, eta 1944an argitaratu zena. Esperimentu honetan, hainbat produktu (bio)kimiko erabilita pneumonia sortzen zuten bakterioetatik “printzipio eraldatzailea” isolatzeko gai izan ziren eta honen ezaugarriak aztertu ostean “printzipio eraldatzaile” hauek DNA izan behar zutela ondorioztatu zuten. Gaur egun esperimentu garrantzitsu bat izan zela onartzen bada ere, ez dago argi bere garaian izan zuen eragina. Badirudi hainbat ikertzailek lortutako emaitzak ontzat eman zituztela baina beste batzuek ez zuten hain argi esperimentu horrek material genetikoa garraiatzen zuen molekula DNA ote zen frogatzen zuenik. 1933an, Jean Brachet belgikarrak DNA kromosometan agertzen zela eta RNA (azido erribonukleikoa) zelulan barreiatuta agertzen zela erakutsi zuen, eta hortaz, onartu zen DNA kromosomen egituraren osagaiak zirela. Hala ere, geneak proteina bereziak zirela pentsatzen zen, DNA proteina baino molekula sinpleagoa zelako, eta, hortaz, material genetikoa DNA zela onartzeko mesfidati ziren ikertzaile asko.

1952an Alfred Hershey eta Martha Chase estatubatuarrek hainbat esperimentu egin zituzten “Hershey-Chase esperimentuak” bezala ezagutzen direnak. Hauek egiteko bakterioak infektatzen dituzten birusak erabili zituzten, bakteriofagoak hain zuzen ere. Bakteriofagoak DNA eta estalki bat eratzen duten proteinez osatuak daude. Hershey eta Chasek estalkia eratzen duten proteinak markatzen zutenean, ikusi zuten markatzailea ez zela bakteriora sartzen. DNA markatzerakoan, ordea, markatzailea bakterio barrura sartzen zela ikusi zuten. Beraiek guztiz argi ez bazuten ere, beraien esperimentuak DNAk informazio genetikoa izan behar zuela frogatu zuen. Avery-MacLeod-McCarty esperimentuaren ostean gero eta gehiago ziren DNA material genetikoa zela pentsatzen zutenak eta Hershey-Chase esperimentuak guztiz frogatu zuen. Hersheyk 1969an Medikuntza eta Fisiologiako Nobel saria lortu zuen birusen egitura genetikoan egindako aurkikuntzengatik.

Baina, zer da DNA? DNA azido desoxirribonukleikoaren sigla da eta lehen aldiz Friedrich Miescher suitzarrak isolatu zuen 1869an. 1885tik 1901era Albrecht Kossel alemaniarrak, aurkitu zuen azido nukleikoak (DNA eta RNA) adenina, guanina, timina, zitosina eta uraziloz osatuak zeudela. 1910ean Medikuntza eta Fisiologia Nobela lortu zuen egindako aurkikuntzengatik, azido nukleikoak barne. Phoebus Levene estatubatuarrak 1919an DNA nitrogenodun baseez, azukre eta fosfatoz eratuta zegoela aurkitu zuen eta Kosselen lanari jarraituta, ondorioztatu zuen nitrogenodun base horiek adenina, guanina, timina eta zitosina zirela. 1950ean Erwin Chargaff austriarrak, ikusi zuen nitrogenodun base ez zirela beti kopuru berdinean agertzen, baina proposatu zuen nitrogenodun baseen proportzioak azaltzeko arau orokor batzuk egon litezkeela; “Chargaffen arauak” bezala ezagutu dira arau horiek. 1952an Raymond Gosling britainiarrak, Rosalind Franklin britainiarraren gidaritzapean, X-izpien difrakzio erabilita lortu zuen DNAren argazki bat, “51 argazkia” bezala ezagutzen dena, eta DNAren egitura ulertzeko gakoa izan zena. Chargaffen arauetan eta Franklin eta Goslingeren argazkian oinarrituta 1953an James Watson estatubatuarrak eta Francis Crick britainiarrak proposatu zuten DNAren egitura helize bikoitza izan lezakeela. Egitura honi esker DNAk informazio genetikoa gordetzeko eta kopiatzeko duen gaitasuna azaldu zuten. 1962an Watson eta Crickek, Maurice Wilkinsekin batera, Medikuntza eta Fisiologia Nobel saria jaso zuten DNAren egitura ebazteagatik. Wilkins, Franklin eta Goslingeren lankidea izan zen King’s College unibertsitatean eta DNAren egituran ere lan egin zuen. Hala ere aurkikuntza honek eta ondorioz emandako Nobel sariak eztabaida sutsuak piztu dituzte.

Franklin eta Wilkinsen arteko harremana oso kaxkarra zen eta King’s College unibertsitatean, DNAren egituraren inguruko ikerketak egiteko bi taldetan banatu ziren, bakoitzak DNA mota bat aztertzeko. Gainera, Wilkinsek Franklinen lana Watson eta Cricki erakutsi zien Franklini ezer esan gabe. Azken bi hauek, hasieran, Franklinen lanari garrantzia kendu zioten, Franklinek argazkia gaizki interpretatu zuela argudiatuta. Azkenik, 1958an Franklin X-izpiekin jarduteak eragindako minbiziaz hil zen eta, hortaz, ez zuen Nobel saria jaso, 4 urte beranduago banatu baitzen. Honek guztiak, iradokitzen du Franklinekin bidegabe jokatu zela eta hortik eratorri zen eztabaida.

Edonola ere, bai genetikan, bai zientzian, mugarri bat izan zen informazio genetikoa ezaugarri bereziak dituen helize bikoitzean garraiatzen dela aurkitzea. Honek genetika molekularraren garapena ahalbidetu zuen eta, horrela, posible bilakatu ziren hurrengoko ataletan ikusiko ditugun aurkikuntzak.

Egileaz: Koldo Garcia (@koldotxu) Biodonostia OIIko ikertzailea da. Biologian lizentziatua eta genetikan doktorea da eta Edonola gunean genetika eta genomika jorratzen ditu.

Genetikari buruzko artikulu-sorta

1. Genetikaren ibilbidea (I): Ilarrei begira.
2. Genetikaren ibilbidea (II): Izena duen guztia bada.
3. Genetikaren ibilbidea (III): Kromosomen sekretuak argitzen.
4. Genetikaren ibilbidea (IV): Informazioa helize batean.
5. Genetikaren ibilbidea (V): Informazioa maneiatzen.
6. Genetikaren ibilbidea (VI): Osagaietatik osotasunera.
7. Genetikaren ibilbidea (VII): Eboluzioak eta genetikak topo egin zutenekoak.
8. Genetikaren ibilbidea (VIII): Gaixotasunen genetika.
9. Genetikaren ibilbidea (eta IX): Eppur si muove.

“Sarrera honek #KulturaZientifikoa 3. Jaialdian parte hartzen du.”