Celebrate DNA Day explore our best genetics research

Presentación del tema: "Celebrate DNA Day explore our best genetics research"— Transcripción de la presentación:

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2 Celebrate DNA Day 2018 - explore our best genetics research
April 25, 2018 Celebrate DNA Day explore our best genetics research

3 65 1953 -2018 Significado de la Doble Hélice
¡Watson y yo hemos descubierto el secreto de la vida! EL descubrimiento de la estructura universal que hoy celebramos difícilmente puede parangonarse con otro descubrimiento científico. Einstein sintetizó uno de las equivalencias de la física en su sencilla ecuación e=mc2 Mendel en una reglas sencillas estadísticas de transmisión Darwin en un mecanismo denominado selección natural y en el árbol de la vida Mendeleiev en una tabla ordenada de elementos químicos Watson y Crick en una imagen. La sencillez y la gracia de una hélice entrelazada, virtualmente inmortal, responsable del flujo continuado de vida desde su aparición en la tierra, portadora de un texto digital, infinitamente versátil, capaz de codificar organismos de todo tipo, de longitud ilimitada, donde se encuentra escritas las hazañas y avatares de cada una de las especies biológicas que pueblan la Tierra. Es bella. ¿Por qué? Porque es sencilla, por qué sabemos lo que implica y le otorgamos trascendencia inconscientemente. Es el ejemplo supremo de reduccionismo. ¿Qué había que explicar y que se consigue explicar? 65 Aniversario del Descubrimiento de la Estructura en Doble Hélice del DNA

4 MOLECULAR STRUCTURE OF NUCLEIC ACIDS
We wish to suggest a structure for the salt of deoxyribose nucleic acid (D.N.A.). This structure has novel features which are of considerable biological interest. Qué había que explicar? El fenómeno genético, la genética formal o clásica, inferencia de genes a partir de la obsevación e fenotipos y su transmisión bajo cruces controlados. Fenomenológico

5 Antecedentes: La genética clásica y formal
Significado de la Doble Hélice Antecedentes: La genética clásica y formal G. Mendel ··· | | | | | | | 1865 1865 Qué había que explicar? El fenómeno genético, la genética formal o clásica, inferencia de genes a partir de la obsevación e fenotipos y su transmisión bajo cruces controlados. Fenomenológico Herencia particulada de caracteres fenotípicos

6 Antecedentes: La genética clásica y formal
··· | | | | | | | 1902 1865 1902 Qué había que explicar? El fenómeno genético, la genética formal o clásica, inferencia de genes a partir de la obsevación e fenotipos y su transmisión bajo cruces controlados. Fenomenológico Herencia particulada de caracteres fenotípicos Teoría cromosómica de la herencia

7 Antecedentes: La genética clásica y formal
T. H. Morgan ··· | | | | | | | 1865 1902 Qué había que explicar? El fenómeno genético, la genética formal o clásica, inferencia de genes a partir de la obsevación e fenotipos y su transmisión bajo cruces controlados. Fenomenológico Herencia particulada de caracteres fenotípicos Teoría cromosómica de la herencia Genes recombinan y están ordenados lineamente en cromosomas

8 Antecedentes: La genética clásica y formal
H. J. Muller ··· | | | | | | | 1865 1902 Qué había que explicar? El fenómeno genético, la genética formal o clásica, inferencia de genes a partir de la obsevación e fenotipos y su transmisión bajo cruces controlados. Fenomenológico Herencia particulada de caracteres fenotípicos Teoría cromosómica de la herencia Genes recombinan y están ordenados lineamente en cromosomas Genes mutan y evolucionan

9 Principio de los 40s Material hereditario: Información fenotipo
Transmisión Mutación Evolución ··· | | | | | | | Qué había que explicar? El fenómeno genético, la genética formal o clásica, inferencia de genes a partir de la obsevación e fenotipos y su transmisión bajo cruces controlados. Fenomenológico 1865 1902 Herencia particulada de caracteres fenotípicos Teoría cromosómica de la herencia Genes recombinan y están ordenados lineamente en cromosomas Genes mutan y evolucionan

10 1944: What is life? La parte más esencial de una célula viva puede muy bien denominarse un cristal aperiódico. El cristal aperiódico es un texto cifrado, posiblemente una gran molécula de proteína. El número de átomos no necesita ser muy grande para producir un número casi ilimitado de posibles combinaciones. La genética es la ciencia más interesante de nuestros días Erwin Schrödinger Un libro de gran influencia que cambiaría el destino de muchos físicos y de la biología molecular. Planteamiento de un fisico ingenuo sobre que es la vida . Creemos que un gen es un sólido aperiódico. Prominente labio inferior de la dinastía Habsburgo 3 sigls (XVI y XIX). Estas estructuras materiales no pueden otra cosa que moléculas Una ordenación de átomos que construye sin el torpe recurso de la repetición. Una asociación bien ordenada de átomos, capaz de mantener su orden, es la única estructura material concebible que ofrece una variedad de posibles organizaciones (isoméricas) suficientemente grande como para contener un sistema complicado de determinaciones dentro de reducidos límites espaciales. Lo compara al punto y raya del lenguaje Morse. Dice que los físicos sólo han tratado con cristales periódicos. La diferencia entre ambas estructuras es como la de un papel pintado de pared (en el que el mismo dibujo de repite una y otra vez) y una obra maestra como un tápiz de Rafael (no repetición tediosa, diseño elaborado, coherente y lleno de sentido,. . El texto cifrado que interpretaría la inteligencia absoluta de Laplace y sabría que desarrollaría ··· | | | | | | | 1944 1865 1902

11 1944: El DNA es el principio transformante
Neumonía causada por bacteria Streptococcus pneumoniae Oswald Avery, C. MacLeod y M. McCarty El DNA es el material hereditario Johan Friedrich Miescher (Basilea, 13 de agosto de 1844 - Davos, 26 de agosto de 1895) fue un biólogo y médico suizo. Aisló varias moléculas ricas en fosfatos, a las cuales llamó nucleínas (actualmente ácidos nucleicos), a partir del núcleo de los glóbulos blancos en 1869, y así preparó el camino para su identificación como los portadores de la información hereditaria, el ADN. Osvald Avery ··· | | | | | | | 1944 1865 1902

12 Química ácidos nucleicos
con anterioridad a 1951 Fostato Azúcar Base

13 Química ácidos nucleicos

14 1950: Reglas de Chargaff Proporción de purinas = Proporción de pirimidinas A + G = C + T A = T G = C ··· | | | | | | | 1950 1865 1902 1944

15 1951

16 Los protagonistas Octubre 1951 Cambridge
Empezamos la historia en Sept 1951, un lugar del mundo, Inglaterra, Cambridge. Dos protagonistas principales.

17 Los protagonistas Cambridge Laboratorio Cavendish Dr. J. Watson
23 años Biólogo F. Crick 35 años Físico Laboratorio Cavendish Dr. J. Watson 23 años Biólogo F. Crick 35 años Físico Cambridge Laboratorio Canvendish-> Legendario laboratorio, descubrimiento estructura átomo. Dirigido por Lawrence Bragg, padre difracción rayos X para elucidar estructura macromoléculas. Estudio macromoléculas. Difracción rayos X. Contraste. Un mayor no doctor. Británico, Crick. Físico pasa a la Biología. Watson, biólogo americano, 23 años, doctor, niño “prodigio”. Idiosincráticos, Arrogancia juvenil y búsqueda de la verdad. La lectura de ¿Qué es la vida? les conmocionó

18 Los protagonistas Cambridge Laboratorio Cavendish Dr. J. Watson
23 años Biólogo F. Crick 35 años Físico Laboratorio Cavendish Cambridge Laboratorio Canvendish-> Legendario laboratorio, descubrimiento estructura átomo. Dirigido por Lawrence Bragg, padre difracción rayos X para elucidar estructura macromoléculas. Estudio macromoléculas. Difracción rayos X. Contraste. Un mayor no doctor. Británico, Crick. Físico pasa a la Biología. Watson, biólogo americano, 23 años, doctor, niño “prodigio”. Idiosincráticos, Arrogancia juvenil y búsqueda de la verdad.

19 Los protagonistas Cambridge Londres Laboratorio Cavendish
Dr. J. Watson 23 años Biólogo F. Crick 35 años Físico Dra. R. Franklin 31 años Química Dr. M. Wilkins 35 años Físico King’s College Londres Cambridge Laboratorio Canvendish-> Legendario laboratorio, descubrimiento estructura átomo. Dirigido por Lawrence Bragg, padre difracción rayos X para elucidar estructura macromoléculas. Estudio macromoléculas. Difracción rayos X. Contraste. Un mayor no doctor. Británico, Crick. Físico pasa a la Biología. Watson, biólogo americano, 23 años, doctor, niño “prodigio”. Idiosincráticos, Arrogancia juvenil y búsqueda de la verdad. Londres Dr. M. Wilkins 35 años Físico Dra. R. Franklin 31 años Química

20 Los protagonistas California CalTech Institut Dr. Linus Pauling
Estructura α-Hélice Premio Nobel de Química en 1954 por su trabajo en el que describía la naturaleza de los enlaces químicos Dr. Linus Pauling 50 años Químico CalTech Institut

21 Aproximación experimental resolución estructura 3D
Difracción de rayos X Film fotográfico Film fotográfico

22 Aproximación experimental resolución estructura 3D
Modelos moleculares a escala

23 Línea del tiempo 1951 1952 Otoño Invierno Primavera Verano | | | |
Otoño Invierno Primavera Verano | | | | Watson llega a Cambridge y conoce Crick Encuentro con Wilkins: la estructura es una hélice Seminario Franklin Modelo tres cadenas de Watson y Crick

24 Modelo triple hélice Watson y Crick

25 Línea del tiempo 1951 1952 Otoño Invierno Primavera Verano | | | |
Otoño Invierno Primavera Verano | | | | Watson llega a Cambridge y conoce Crick Encuentro con Wilkins: la estructura es una hélice Seminario Franklin Modelo tres cadenas de Watson y Crick Watson y Crick deben abandonar DNA Crick se centra en su tesis estructura hemoglobina Watson obtiene fotografía TMV Pauling pide a Wilkins copia patrón difracción Virus del mosaico del tabaco TMV

26 Llega manuscrito modelo Pauling
Línea del tiempo Otoño Invierno Primavera | | | Crick visita Wilkins Modelo DNA de Pauling Llega manuscrito modelo Pauling Watson comunica modelo a Wilkins, Franklin se va, fotografía 51 Visitas de Watson a Wilkins

27 Fotografías de Difracción de rayos X del DNA
DNA Forma B Rosalind E. Franklin DNA Forma A

28 Llega manuscrito modelo Pauling Watson y Crick vuelven al DNA
Línea del tiempo Otoño Invierno Primavera | | | Crick visita Wilkins Modelo DNA de Pauling Llega manuscrito modelo Pauling Watson comunica error modelo a Wilkins - Franklin se va - fotografía 51 Watson y Crick vuelven al DNA

29 Interpretación del patrón difracción de rayos X en el DNA
DNA Forma B

30 Línea del tiempo 28 de Febrero
Otoño Invierno Primavera | | | Crick visita Wilkins Modelo DNA de Pauling Llega manuscrito modelo Pauling Watson comunica modelo a Wilkins, Franklin se va, fotografía 51 Watson y Crick vuelven al DNA Modelo de cartón de las bases Descubrimiento de la complementariedad 28 de Febrero

31 Modelos moleculares

32 Modelos moleculares

33 Modelos moleculares

34 Modelos moleculares

35 Modelos moleculares

36 Significado reglas de Chargaff
Complementariedad de las bases La base de la especifidad del emparejamiento y fundamento de todo el proceso de la ingenieria genética yace en este descubrimiento.

37 La visión de la estructura

38 La visión de la estructura

39 La visión de la estructura La visión de la estructura

40

41 La visión de la estructura
La parte más esencial de una célula viva puede muy bien denominarse un cristal aperiódico. Erwin Schrödinger Mensaje codificado ...ACTCTACTG...

42 James Watson y Francis Crick
Concluyen La estructura del DNA es una doble hélice, formada por cadenas orientadas en direcciones opuestas. La estructura se mantiene gracias a enlaces de hidrógeno entre las bases nitrogenadas que se encuentran orientadas hacia el interior de las cadenas

43 Replicación exacta La complementariedad de las bases nitrogenadas permite que la secuencia de una cadena sencilla de DNA actúe como un molde para la formación de una copia complementaria de DNA

44 La estructura es un ejemplo supremo de reduccionismo

45 La estructura explica:
La estructura suministra una explicación asombrosamente simple del fenómeno de la herencia La estructura explica: La naturaleza de la secuencia lineal de los genes (información digital cuaternaria en secuencias unidimensionales de monómeros A,T,G,C) El mecanismo de replicación exacta de los genes La naturaleza química de la mutación La evolución de la información genética

46 Una estructura tan bonita tenía, por fuerza, que existir
J. Watson

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49 Línea del tiempo 1952 1953 Otoño Invierno Primavera | | |
Otoño Invierno Primavera | | | Crick visita Wilkins Modelo DNA de Pauling Watson comunica a Wilkins, Franklin se va, fotografía 51 Llega manuscrito modelo Pauling Watson y Crick vuelven al DNA Modelo de cartón de las bases Descubrimiento de la complementariedad Modelo de metal

50 Recepción del modelo Modelo en metal del DNA

51 Línea del tiempo 1952 1953 Otoño Invierno Primavera | | |
Otoño Invierno Primavera | | | Crick visita Wilkins Modelo DNA de Pauling Watson comunica a Wilkins, Franklin se va, fotografía 51 Llega manuscrito modelo Pauling Watson y Crick vuelven al DNA Modelo de cartón de las bases Descubrimiento de la complementariedad Modelo de metal Se envía manuscrito Publicación

52 25 de Abril 1953 It has not escaped our notice that the specific pairing we have postulated immediately suggests a possible copying mechanism for the genetic material.

53 Y ahora las declaraciones de Watson y Crick sobre el ADN
Y ahora las declaraciones de Watson y Crick sobre el ADN. Esto es para mí la prueba verdadera de la existencia de Dios Salvador Dalí

54 Galacidalacidesoxyribonucleicacid, también conocido como Homenaje a Crick y Watson (Descubridores del DNA). Pintura de Salvador Dalí de 1963. Simboliza las tres etapas de la existencia: la vida, la muerte y el más allá La estructura del DNA, en la izquierda, representa la vida. Gala está en el centro y a la derecha una molécula de sal formada con hombres que la apuntan con su fusil y que representa la muerte. Dios se representa en la parte superior, que resucita el espíritu de Cristo, y significa el más allá. Dalí afirmó que la doble hélice es "la única estructura que conecta al hombre con Dios"

55 Antes pensábamos que nuestro futuro estaba en las estrellas
Antes pensábamos que nuestro futuro estaba en las estrellas. Ahora sabemos que está en nuestros genes. James Watson

56 1962: Entrega premios Nobel

57 Rosalind Franklin: la dama oscura del DNA

58 Rosalind Franklin: la dama oscura del DNA
Berta Maddox. Rosalind Franklin: The Dark Lady of DNA, Perennial, London, 2003

59 La doble hélice – James D. Watson 1968

60 50 aniversario del descubrimiento
Watson y Crick 2003 50 aniversario del descubrimiento

61 Francis Collins talking with James Watson
(Cold Spring Harbor Laboratory, May 2015)

62 Francis Collins talking with James Watson
(Cold Spring Harbor Laboratory, May 2015)

63 Watson-Crick original paper (1953 Nature)
El trabajo original de Watson y Crick del 53 es una lectura obligada. Lo podéis bajarlo de este enlace: Watson-Crick original paper (1953 Nature) Annotated version of the Watson and Crick paper Papers Celebración 50 aniversario descubrimiento de la doble hélice en la UAB En el libro la doble hélice Watson explica los aspectos científicos y humanos del descubrimiento con un estilo descarado, inusual para los ensayos científicos. La doble hélice es un clásico, un texto apasionante que todo genético debería leer. La historia interminable (actualización de la biografía de Rosalind Franklin realizada por la estudiante de grado de genética Marta Huertas) El octavo día de la creación (un cortometraje 13m1s sobre la historia del descubrimiento de la doble hélice realizado e interpretado por estudiantes del curso ). Ficha técnica. 

64 Sant Jordi 2018