Biologiando

No hay entradas.

Biografía de Gregor Mendel.

Biografía de Gregor Mendel.

Gregory Medel nació el 20 de julio de 1822 en un pueblo llamado Heinzendorf (hoy Hynčice, en el norte de Moravia, República Checa) entonces provincia austriaca, y fue bautizado con el nombre de Johann Mendel. Tomó el nombre de padre Gregorio al ingresar como fraile agustino, el 9 de octubre de 1843, en el convento de agustinos de Brno (conocido en la época como Brünn) y sede de clérigos ilustrados. El 6 de agosto de1847 se ordenó sacerdote.⁴

Mendel fue titular de la prelatura de la Imperial y Real Orden Austriaca del emperador Francisco José I, director emérito del Banco Hipotecario de Moravia, fundador de la Asociación Meteorológica Austriaca, miembro de la Real e Imperial Sociedad Morava y Silesia para la Mejora de la Agricultura, Ciencias Naturales, Conocimientos del País y jardinero (aprendió de su padre como hacer injertos y cultivar árboles frutales).

Mendel presentó sus trabajos en las reuniones de la Sociedad de Historia Natural de Brünn⁵ (Bruno) el 8 de febrero y el 8 de marzo de 1865, y los publicó posteriormente como Experimentos sobre hibridación de plantas (Ver suche Huber Plflanzenhybriden) en 1866 en las actas de la Sociedad. Sus resultados fueron ignorados por completo, y tuvieron que transcurrir más de treinta años para que fueran reconocidos y entendidos.² Curiosamente, el mismo Charles Darwin no sabía del trabajo de Mendel, según lo que afirma Jacob Bronowski en su célebre serie/libro El ascenso del hombre.⁶

Al tipificar las características fenotípicas (apariencia externa) de los guisantes las llamó «caracteres». Usó el nombre «elemento» para referirse a las entidades hereditarias separadas. Su mérito radica en darse cuenta de que en sus experimentos (variedades de guisantes) siempre ocurrían en variantes con proporciones numéricas simples.

Los «elementos» y «caracteres» han recibido posteriormente infinidad de nombres, pero hoy se conocen de forma universal con el término genes, que sugirió en 1909 el biólogo danés Wilhem Ludwig Johannes. Para ser más exactos, las versiones diferentes de genes responsables de un fenotipo particular llamados alelos. Los guisantes verdes y amarillos corresponden a distintos alelos del gen responsable del color.

Medel falleció el 6 de enero de 1884 en Bran, a causa de una nefritis crónica.

Leyes de Medel (1865)

Primera ley o principio de la uniformidad: «Cuando se cruzan dos individuos de raza pura, los híbridos resultantes son todos iguales». El cruce de dos individuos homocigóticos, uno de ellos dominante (AA) y el otro recesivo (a), origina sólo individuos heterocigóticas, es decir, los individuos de la primera generación filial son uniformes entre ellos (A).

Segunda ley o principio de la segregación: «Ciertos individuos son capaces de transmitir un carácter aunque en ellos no se manifieste». El cruce de dos individuos de la F1 (A) dará origen a una segunda generación filial en la cual reaparece el fenotipo "a", a pesar de que todos los individuos de la F1 eran de fenotipo "A". Esto hace presumir a Medel que el carácter "a" no había desaparecido, sino que sólo había sido "opacado" por el carácter "A" pero que, al reproducirse un individuo, cada carácter se segrega por separado.

Tercera ley o principio de la combinación independiente: Hace referencia al cruce poli híbrido (mono híbrido: cuando se considera un carácter; poli híbrido: cuando se consideran dos o más caracteres). Medel trabajó este cruce en guisantes, en los cuales las características que él observaba (color de la semilla y rugosidad de su superficie) se encontraban en cromosomas separados. De esta manera, observó que los caracteres se transmitían independientemente unos de otros. Esta ley, sin embargo, deja de cumplirse cuando existe vinculación (dos genes están muy cerca y no se separan en la meiosis).

Algunos autores obvian la primera ley de Medel, y por tanto llaman «primera ley» al principio de la segregación y «segunda ley» al principio de la transmisión independiente (para estos mismos autores, no existe una «tercera ley»).

Experimentos de Medel

Medel inició sus experimentos eligiendo dos plantas de guisantes que diferían en un carácter, cruzó una variedad que producía semillas amarillas con otra que producía semillas verdes; estas plantas forman la llamada generación parental (P).

Como resultado de este cruce se produjeron plantas que producían nada más que semillas amarillas, repitió los cruces con otras plantas de guisante que diferían en otros caracteres y el resultado era el mismo, se producía un carácter de los dos en la generación filial. Al carácter que aparecía lo llamó carácter dominante y al que no, carácter recesivo. En este caso, el color amarillo es uno de los caracteres dominantes, mientras que el color verde es uno de los caracteres recesivos.

Las plantas obtenidas de la generación parental se denominan en conjunto primera generación filial (F1).

Medel dejó que se auto fecundaran las plantas de la primera generación filial y obtuvo la llamada segunda generación filial (F2), compuesta por plantas que producían semillas amarillas y por plantas que producían semillas verdes en una proporción 3:1 (tres de semillas amarillas y una de semillas verdes). Repitió el experimento con otros caracteres diferenciados y obtuvo resultados similares en una proporción 3:1.

A partir de esta experiencia, formuló las dos primeras leyes.

Más adelante decidió comprobar si estas leyes funcionaban en plantas diferenciadas en dos o más caracteres, para lo cual eligió como generación parental a plantas de semillas amarillas y lisas y a plantas de semillas verdes y rugosas.

Las cruzó y obtuvo la primera generación filial, compuesta por plantas de semillas amarillas y lisas, con lo cual la primera ley se cumplía; en la F1 aparecían los caracteres dominantes (amarillos y lisos) y no los recesivos (verdes y rugosos).

Obtuvo la segunda generación filial auto fecundando a la primera generación filial y obtuvo semillas de todos los estilos posibles, plantas que producían semillas amarillas y lisas, amarillas y rugosas, verdes y lisas y verdes y rugosas; las contó y probó con otras variedades y se obtenían en una proporción 9:3:3:1 (nueve plantas de semillas amarillas y lisas, tres de semillas amarillas y rugosas, tres de semillas verdes y lisas y una planta de semillas verdes y rugosas).

MENDEL Y LA APICULTURA

Un aspecto no muy conocido fue su dedicación durante los últimos 10 años de su vida a la apicultura. Mendel reconoce que las abejas resultaron un modelo de investigación frustrante. Es probable que el experimento realizado con abejas tuviera como objetivo confirmar la teoría de la herencia.

En 1854 Mendel discute en Silesia con los apicultores la hipótesis de Jan Dzierzon que enuncia que las reinas infértiles o los huevos que no son fecundados por esperma de los machos producen zánganos, produciéndosereproducción sexual en las hembras y reproducción asexual en los machos o zánganos. A este proceso Jan Dzierzon lo denominó partenogénesis.

La teoría de Dzierzon fue confirmada por hibridación, si bien el cruce de abejas es difícil, pues durante el vuelo nupcial de la reina no debe haber zánganos extraños. Por ello, Mendel construyó una jaula de tejido de cuatro metros de largo y cuatro de alto, situando la colmena en el exterior de ella, para lograr el objetivo deseado que era realizar los cruces necesarios para lograr los híbridos de diferentes razas de abejas. Pero la teoría de Dzierzon no se confirmó en vida de Mendel. Seguramente lo que Mendel pretendía era probar la segregación de caracteres genéticos.

El director de la Sociedad de Apicultura de Brünn (Brno), Ziwansky, proveyó diferentes razas de abejas de la especie Apis mellifera: italianas (Apis mellifera ligustica), carniolas (Apis mellifera carnica), egipcias y chipriotas, que los apicultores locales reproducían. Las chipriotas fueron obtenidas directamente de Chipre por el conde Kolowrat. Algunas de las abejas con diferencias de colores fueron obtenidas de Pernambuco (estado) (Brasil), incluidos algunos especímenes de Sudamérica. Estos fueron enviados por el profesor Macowsky a Mendel y eran abejas de la especie Trigona lineata, melipónidos o abejas sin aguijón, criadas durante dos años sucesivos.

Mendel fue un activo miembro de la Sociedad de Apicultura de Brünn (Brno) y en 1871 fue nombrado presidente de la misma. Entre el 12 y el 14 de septiembre de 1871, Mendel y Ziwansky fueron delegados por la Asociación de Apicultura de Brünn (Brno) al Congreso de Apicultura en lengua germana a desarrollarse en Kiel. En 1873 Mendel declinó la presidencia y en 1874 fue reelecto, pero por circunstancias personales privadas indicó que le resultaba imposible ocupar el cargo. En 1877 se afirma, en Honigbienen (la revista de la Asociación), que el prelado de las abejas poseía 36 colmenas. Pero en realidad el interés biológico de Mendel residía en la relación que tienen las abejas con las flores.

BIOGRAFIA DE MORGAN

THOMAS HUNG MORGAN.

Biografía

Morgan nació en Lexington, Kentucky, hijo de Charlton Hunt Morgan y Ellen Key Howard, y sobrino del general confederado John Hunt Morgan.Tuvo una juventud dura según Carl Phomson en su libro la vida de la Biología 4.

Morgan se graduó en la Universidad de Kentucky en 1886. Recibió el doctorado de la Universidad Johns Hopkins en 1890. Siguiendo los pasos de William E. Castle, comenzó a trabajar en el desarrollo embrionario deDrosophila melanogaster (la mosca de la fruta) en la Universidad de Columbia, donde se interesó por el problema de la herencia. Las teorías de Gregor Mendel acababan de ser redescubiertas en 1900 y Morgan estaba interesado en estudiar su aplicación a los animales.

En 1910, descubrió un mutante de ojos blancos entre individuos de estirpe silvestre de ojos rojos. La progenie del cruzamiento de un macho de ojos blancos con una hembra de ojos rojos presentó ojos rojos, lo que indicaba que el carácter "ojos blancos" era recesivo. Morgan denominó white al gen correspondiente, iniciando así la tradición de nombrar a los genes según el fenotipo causado por sus alelos mutantes. Al cruzar estas moscas entre sí, Morgan se percató de que sólo los machos mostraban el carácter "ojos blancos". De sus experimentos, concluyó que (1) algunos caracteres se heredan ligados al sexo,(2) que el gen responsable del carácter residía en el cromosoma X, y que (3) probablemente otros genes también residían en cromosomas específicos. Él y sus estudiantes contaron las características de miles de moscas y estudiaron su herencia. Empleando la recombinación de los cromosomas, Morgan y Alfred Sturtevant prepararon un mapa con la localización de los genes en el cromosoma. Morgan y sus estudiantes también escribieron el libro Mechanisms of Mendelian Heredity. Morgan se trasladó a CalTech en 1928. Morgan murió en Pasadena, California.

Legado

El legado de Morgan a la Genética es muy importante. Algunos de los estudiantes de Morgan en Columbia y CalTech ganaron sus propios Premios Nobel, como George Wells Beadle, Edward B. Lewis y Hermann Joseph Muller. En honor de Morgan, la Genetics Society of America concede anualmente la Medalla "Thomas Hunt Morgan" para premiar las contribuciones significativas a la ciencia de la Genética. Eric Kandel, galardonado con el Premio Nobel, ha escrito sobre Morgan: "Así como las ideas de Darwin sobre la evolución de las especies dieron coherencia a la Biología del siglo XIX como ciencia descriptiva, los hallazgos de Morgan sobre los genes y su localización en los cromosomas ayudaron a convertir la Biología en una ciencia experimental." La unidad de frecuencia de recombinación usada en cartografía genética, se denominacentiMorgan en su honor.

En el laboratorio de Morgan en la Universidad de Columbia realizó una larga y fructífera estancia José Fernández Nonídez. Nonídez fue uno de los pioneros españoles de la Genética, y difundió la teoría cromosómica de la herencia en España.

Trabajos

Se reconoció la presencia de los cromosomas sexuales y de lo que se conoce en genética como “herencia ligada al sexo”. Demostró que los factores mendelianos (los genes) se disponían de forma lineal sobre los cromosomas. Los experimentos realizados por Morgan y colaboradores revelaron también la base genética de la determinación del sexo. Morgan continuó sus experimentos y demostró en su "Teoría de los genes" que los genes se encuentran unidos en diferentes grupos de encadenamiento, y que los alelos (pares de genes que afectan al mismo carácter) se intercambian o entrecruzan dentro del mismo grupo.

Experimentos

Thomas Hunt Morgan trabajó intensamente en un programa de reproducción y cruce de miles de moscas de la fruta en la Universidad de Nueva York¹ en un cuarto que pasó a llamarse el Cuarto de la Moscas.² Intentó hacer mutar las moscas con diversos medios (rayos X, centrifugadoras, etc).³

La mosca de la fruta la cual posee 4 pares de cromosomas. Uno de esos pares se identificó como conteniendo cromosomas sexuales X y Y. Aplicó los principios mendelianos en las moscas. El estudio de herencia realizado por Morgan demostró la herencia ligada al sexo, y es una de las primeras evidencias que confirman la teoría cromosómica de la herencia basada en el cruzamiento.

En 1909, Morgan observó una mosca de la fruta (Drosophila melanogaster) con una mutación extraña a la que llamo “ojos blancos”, debido precisamente a la coloración de sus ojos (contraria a la normal, que es roja). Analizando esta mosca al microscopio Morgan descubrió que era un macho, y decidió usarlo como semental para así poder observar cómo iría pasando de generación en generación la nueva característica de ojos blancos.

Toda la descendencia de esta cruza resultó tener los ojos rojos, lo cual hizo sospechar a Morgan que algo raro había ocurrido, pues el color de los ojos del padre no podía haber desaparecido. Decidió entonces tomas a un par de “hijas moscas” y cruzarlas entre sí, simplemente para ver que pasaba. La sorpresa de Morgan fue muy grande, al observar que entre las moscas “nietas” había machos con los ojos blancos.

El problema entonces fue explicar qué había ocurrido durante la transmisión hereditaria para que el color de los ojos blancos sólo lo poseyeran los machos.

Morgan propuso la herencia ligada al sexo, es decir, la existencia de caracteres ligados al cromosoma sexual X de las hembras.

Posteriormente, Morgan encontró otras características que se heredaban de la misma manera, haciendo cada vez más sólida su idea de que estaban ligadas al cromosoma sexual. En ese momento Morgan adopta la palabra gen o genes para describir estos factores que se heredaban junto con el cromosoma X, argumentando que quizá estos genes estaban alineados formando parte de los cromosomas, los cuales, en su conjunto, formaban el acervo genético de los individuos y de las especies.

Conforme avanzaron sus investigaciones, encontraron más genes que estaban asociados con el cromosoma sexual, y más aún, encontraron factores que estaban localizados en los cromosomas I, II y III. Esto implicó necesariamente pensar que había una relación entre la transmisión de los cromosomas y la aparición de ciertos caracteres. Los genes eran transmitidos al mismo tiempo que el cromosoma, de tal forma que ciertos factores contenidos en los cromosomas darían un patrón de herencia en el que los genes que se encontraban en cada uno de ellos funcionaban como un grupo de ligamiento.

Así, se asociaron por primera vez los cromosomas con los genes y se determinó que estos últimos se comportaban de acuerdo con el comportamiento de los cromosomas durante la meiosis. Esto es lo que se conoce como la teoría cromosómica de la herencia.

La teoría cromosómica de la herencia dice que “los genes estaban en los cromosomas, y que, por lo tanto, los genes que se encontraban en el mismo cromosoma tienden a heredarse juntos, proponiendo para ellos el término «genes ligados». Según Morgan, los genes están en los cromosomas, su disposición es lineal, uno detrás de otro, y mediante el entrecruzamiento de las cromátidas homólogas se produce la recombinación genética.

BIOGRAFIA DE BOVERY

Theodor Bovery

Theodor Heinrich Boveri (12 de octubre de 1862 – 15 de octubre de 1915). Embriólogo alemán. Junto con Wilhelm Roux y Hans Driesch es considerado uno de los grandes fundadores de la embriología experimental.

Boveri investigó el papel del núcleo y el citoplasma en el desarrollo embrionario. Su gran objetivo consistió en desentrañar las relaciones fisiológicas entre la estructura y los procesos celulares. Sus trabajos con erizos de mar mostraron que era necesario que todos los cromosomas estuvieran presentes para que un desarrollo embrionario correcto tuviera lugar. Este descubrimiento fue parte importante de la teoría cromosómica de Sutton y Boveri.

Uno de los experimentos más reveladores para el establecimiento del papel determinante del núcleo en la herencia consistió en fertilizar fragmentos de cigoto de Sphaerechinus granularis desprovistos de núcleo con el esperma de otro erizo de mar, Echinus microtuberculatus. Boveri concluyó que las larvas híbridas tenían los ejes del esqueleto propios del progenitor masculino, lo que probaba que el núcleo controlaba el desarrollo.¹

Otro descubrimiento significativo de Boveri fue el centrosoma (1887), que describió como un "orgánulo especializado en la división celular".

También razonó que un tumor canceroso comienza con una única célula, en la que sus cromosomas están alterados, causando la división incontrolada de la célula. Fue mucho más tarde durante el siglo XX cuando los investigadores comenzaron a creer que Boveri podía haber estado en lo cierto.

BIOGRAFIA DE SUTTON

WALTER SUTTON

Walter Stanborough Sutton (* 5 de abril de 1877 - 10 de noviembre de 1916) fue un médico y genetista estadounidense cuya contribución más significativa a la biología fue su teoría de que las leyes mendelianas de la herencia podían ser aplicadas a los cromosomas a nivel celular.

Los primeros años

Sutton nació en Útica, Nueva York, y fue criado en una granja en Russell, Kansas. Fue el quinto hijo de Judge William B. Sutton y su esposa, Agnes Black Sutton. En la granja, Sutton demostró una gran aptitud en el mantenimiento y reparación del equipo mecánico, una aptitud que le fue muy útil posteriormente cuando trabajaba en pozos de extracción de petróleo y con instrumentación médica.

Universidad de Kansas

Después de realizar el bachillerato en Russell, se matriculó en ingeniería en la Universidad de Kansas. Tras la muerte de su hermano menor (John) de tifus en 1897, Sutton dejó la ingeniería por la biología, con interés en medicina. Mientras estaba en la Universidad de Kansas, tanto él como su hermano mayor, William, jugaban al baloncesto para Dr. James Naismith, el inventor de dicho juego. Sutton se distinguió como estudiante siendo elegido tanto en Phi Beta Kappa como en Sigma Xi, y consiguió tanto el grado de Bachelor como el Master en 1901. Como tesis de su Master, estudió la espermatogénesis de Brachystola magna,¹ un gran saltamontes originario de las tierras donde Sutton creció.

Universidad de Columbia

De acuerdo con los consejos de su mentor en KU, el Dr. C. E. McClung, Sutton se trasladó a la Universidad de Columbia para continuar con sus estudios de zoología en el laboratorio del Dr. Edmund B. Wilson. Fue allí donde Sutton escribió sus dos trabajos significativos en genética: On the morphology of the chromosome group in Brachystola magna (Sobre la morfología del grupo cromosómico de Brachystola magna) y The chromosomes in heredity (Los cromosomas en la herencia).² ³

Fue el primer científico que probó las Leyes Mendelianas de segregación y clasificación independiente con el uso de cromosomas de saltamontes. En 1902, Sutton sugirió que The association of paternal and maternal chromosomes in pairs and their subsequent separation during the reduction division ... may constitute the physical basis of the Mendelian law of heredity (La asociación de cromosomas paternos y maternos en pares y su separación subsecuente durante la división de reducción... Puede constituir la base física de las leyes mendelianas de la herencia).

El biólogo alemán Theodor Boveri alcanzó de forma independiente las mismas conclusiones que Sutton, y sus ideas se conocen hoy con el nombre de la teoría cromosómica de Sutton y Boveri. Las hipótesis de Sutton fueron ampliamente aceptadas por los citólogos de su época.⁴ El trabajo posterior de Thomas Hunt Morgan basados en sus estudios sobre Drosophila melanogaster en Columbia consiguió que la teoría fuera aceptada universalmente en 1915, aunque William Bateson continuó cuestionándola hasta 1921.

Sutton no completó su PhD en Zoología como pensaba inicialmente. A los 26 años, volvió a Kansas, a los campos de extracción de petróleo, por 2 años. Allí perfeccionó una máquina para arrancar grandes motores con gas en alta presión, y desarrolló aparatos elevadores para pozos profundos. Las aptitudes mecánicas de Sutton nunca le abandonaron. Finalmente su padre consiguió convencerle para que volviera a sus estudios de medicina, de manera que retornó a la Universidad de Columbia en 1905.

Los estudios médicos de Sutton continuaron en la Facultad de Medicina y Cirugía de Columbia. Mientras continuaba trabajando en patentes asociadas con extracción de petróleo, Sutton comenzó durante esta época a aplicar sus aptitudes mecánicas a mejorar la instrumentación médica. Terminó sus estudios de graduación con honores, tanto por la Universidad de Kansas como por la de Columbia, obteniendo un doctorado en medicina en 1907 con alta calificación. Comenzó entonces un internado en el Roosevelt Hospitalen Nueva York trabajando en la unidad de cirugía dirigida por el Dr. Joseph Blake.

Carrera

Sutton además de realizar sus obligaciones clínicas en el Roosevelt Hospital, Sutton fue capaz de trabajar con el Laboratorio de Investigación de Cirugía en la Facultad de Medicina y Cirugía. Con ese apoyo, comenzó a desarrollar y mejorar una variedad de prácticas médicas y de cirugía, incluyendo la mejora de técnicas de anestesia y perfeccionando la irrigación abdominal.

En 1909, Sutton volvió a Kansas City, Kansas, donde su familia se había mudado y su padre y su hermano trabajaban como abogados. Sutton fue nombrado profesor asistente de cirugía en la Facultad de Medicina de la Universidad de Kansas, que se había iniciado cuatro años antes. La poca carga de trabajo en la joven Facultad le permitió mantener una clínica privada y trabajar en el St. Margaret’s Hospital además de en el hospital de la Universidad de Kansas, el Bell Memorial Hospital. Durante seis años, Sutton realizó una amplia variedad de operaciones de cirugía, documentando cuidadosamente los protocolos. Publicó algunos artículos relacionados con estos casos, desde su internado en Roosevelt.⁵ ⁶ ⁷ ⁸ ⁹ ¹⁰

En 1911, aceptó una comisión como Primer Teniente en el Cuerpo Médico de Reserva del Ejército de los Estados Unidos. Esto le obligó a ausentarse de la Universidad en febrero de 1915 para servir en el American Ambulance Hospital a las afueras de Paris, en Francia. Sutton y otros de su época de Columbia y Roosevelt llegaron al College of Juilly el 23 de febrero donde las instalaciones del hospital se habían organizado a sólo 40 millas de la lína del frente de la Primera Guerra Mundial. En dos meses, era cirujano jefe, realizando tareas administrativas además de sus responsabilidades como cirujano. Sus aptitudes inventoras fueron más apreciadas que nunca, ya que desarrolló técnicas flouroscópicas para identificar y localizar metralla en el cuerpo de los soldados, y eliminar los cuerpos extraños con instrumentación que él mismo diseñó. Después de su vuelta, documentó estas técnicas en el Binnie’s Manual of Operative Surgery.¹¹ La vuelta en barco de Sutton desde Francia tuvo lugar en junio de 1915, después de permanecer sólo cuatro meses, pero habiendo realizado una importante contribución a los tratamientos médicos en tiempo de guerra.

El Dr. Sutton murió de forma inesperada a la edad de 39 años, debido a complicaciones de una apendicitis aguda.