Historia y antecedentes del código genético Genética y PNPasa

1. Antecedentes del Código genético

2. Marianne Grunberg-Manago
El nombre de Marianne Grunberg-Manago, científica francesa de origen ruso, está estrechamente
ligado al del bioquímico español Severo Ochoa. La carrera profesional de esta investigadora, sin
embargo, fue mucho más extensa y brillante que el tiempo que compartió con Ochoa. Sus
excelentes investigaciones estuvieron dedicadas a profundizar en biología molecular, básicamente
en el estudio de los intrincados y trascendentes mecanismos que rigen la biosíntesis de las
proteínas.

3. Nacida en San Petersburgo el 6 de enero de 1921. Tras acabar el bachillerato en Nimes, Marianne
Grunberg-Manago dudó sobre qué carrera seguir, pero finalmente optó por estudiar Ciencias
Naturales. Realizó su doctorado en el laboratorio de Biología Marina de Roscoff. A partir de esos años
se despertó en ella una gran pasión por la investigación. A comienzos de la década de 1950, la vida
académica de Marianne Grunberg experimentó un considerable impulso: consiguió ser aceptada para
trabajar en el laboratorio de Severo Ochoa en Nueva York.

4. En el laboratorio de Ochoa, Marianne Grunberg-Manago empezó estudiando el papel del ATP y en el
verano de 1954, descubrió una enzima muy peculiar procedente de extractos de la
bacteria Azotobacter vinelandii (recordemos que las enzimas son moléculas de naturaleza proteica
capaces de acelerar las reacciones orgánicas de modo que éstas tengan lugar a velocidades
compatibles con la vida).

5. Tras un intenso trabajo, Grunberg-Manago
observó que in vitro la nueva enzima la cual
podía catalizar la síntesis de cadenas
de polinucleótidos a partir de nucleótidos, que
son las unidades básicas que componen
los ácidos nucleicos.
El descubrimiento de esta enzima fue tan inesperado que inicialmente, Ochoa no estaba
muy convencido de su existencia pero la joven investigadora logró demostrarle que a
partir de sus extractos bacterianos habían aislado una molécula de alto peso molecular
cuyas propiedades eran las de un ácido ribonucleico. Después de repetir varias veces los
experimentos, ambos científicos comprendieron la magnitud de su hallazgo: habían
sintetizado por primera vez ARN in vitro.

6. Este sorprendente hecho era posible gracias
a la nueva enzima. Decidieron entonces
bautizarla con el nombre de polinucleótido
fosforilasa (PNPasa)
Las características de la molécula que
debemos subrayar es que se trata de una
enzima que no solo es capaz de sintetizar
ARN en el laboratorio, sino que además no
necesita de una hebra que le sirva de molde
a copiar, como es usual para la síntesis de
este ácido nucleico.

7. La capacidad de sintetizar ARN en el
laboratorio permitiría obtener
moléculas de este ácido nucleico
con una composición definida.
Tal posibilidad sugería una
perspectiva muy prometedora: nada
menos que abrir las puertas a los
expertos para descifrar el código
genético, uno de los retos más
importantes al que se enfrentaban
los biólogos en aquellos momentos.

8. Recordemos que las moléculas de ARNm, compuestas por nucleótidos, son capaces de
dirigir la síntesis de las proteínas, formadas a su vez por aminoácidos, mediante un
complejo proceso conocido como traducción. Este proceso implica lo que podríamos llamar
un «cambio de idioma a nivel molecular», y para realizarlo se requiere de un «diccionario»;
ésta es la función del código genético.

9. En el año 1959, Severo Ochoa recibió el Premio Nobel de
Fisiología o Medicina por sus trabajos en la síntesis de
ácidos ribonucleicos in vitro.
Lo compartió con quien había sido uno de sus primeros
becarios posdoctorales, el bioquímico Arthur Kornberg,
éste por sus trabajos sobre la síntesis de ADN.
Aunque Ochoa en su discurso de agradecimiento del
premio menciona a Marianne Grunberg-Manago, en
ningún momento ni él ni el Comité del Nobel otorgan al
trabajo de la investigadora el considerable mérito que
realmente tuvo.

10. Casi inmediatamente los
investigadores Marshall Nirenberg y J.
Heinrich Matthaei, centraron sus
investigaciones en la molécula con el objetivo
prioritario de emplearla para descifrar la clave
del código genético.
Consiguieron sus primeros resultados exitosos
en 1961.
El logro tuvo una enorme trascendencia, pues
supuso un poderoso avance para la genética y
la bioquímica, abriendo, entre otras cosas,
nuevos horizontes para el desarrollo de
diversos trabajos en medicina.

11. Marshall Warren Nirenberg y Philip Leder fueron capaces de determinar la traducción de 54
codones, utilizando diversas combinaciones de ARNm, pasadas a través de un filtro de
ribosomas. Posteriormente, Har Gobind Khorana completó el código, y poco
después, Robert W. Holley determinó la estructura del ARN de transferencia, la molécula
adaptadora que facilita la traducción. En 1968, Khorana, Holley y Nirenberg recibieron el
Premio Nobel en Fisiología o Medicina por su trabajo.

12. Por otra parte, cuando se puso de
manifiesto que la función in vivo de la
enzima descubierta en Nueva York estaba
esencialmente ligada a la degradación o
fragmentación de polinucleótidos,
Marianne Grunberg-Manago dedujo con
nitidez que su horizonte de investigación
podía ampliarse considerablemente.
Las enzimas capaces de romper ácidos nucleicos, llamadas enzimas de
restricción –popularmente conocidas como «tijeras biológicas»–, son de
gran utilidad en la ingeniería genética; la científica daría a conocer una
cantidad innumerable de ellas.

13. Los excelentes resultados científicos alcanzados por Marianne
Grunberg-Manago le procuraron un gran respeto a nivel
nacional e internacional, que se materializó en numerosos
premios y distinciones.
Entre otros honores, fue elegida miembro de la Academia
Francesa de las Ciencias y la primera mujer presidenta de la
Institución. También fue miembro de la Academia Americana de
las Ciencias y de la Academia Rusa de las Ciencias. Asimismo,
tuvo la satisfacción de ser la primera mujer en presidir la Unión
Internacional de Bioquímica y Biología Molecular.

14. Bibliografía
◦ Buckingham, Richard; Cooperman, Barry and Nakamura, Yoshikazu (2013). «Marianne
Grunberg-Manago, 1921–2013». Biochimie 95: 641-642
◦ Grunberg-Manago, Marianne and Severo Ochoa (1955): «Enzymatic synthesis and breakdown of
polynucleotides; polynucleotide phosphorylase», Journal of the American Chemical Society, vol.
77, 3165-3166
◦ Grunberg-Manago, Marianne, Priscilla Ortiz and Severo Ochoa (1955): «Enzymatic synthesis of
nucleic acidlike polynucleotides», Science, vol. 122, 907-910
◦ Sánchez Ron, José M. (2005). Ochoa a la luz de la historia. El País, 8 de octubre de 2005
◦ Santesmases, María Jesús (1999). «Introducción», en Base molecular de la expresión del mensaje
genético por Severo Ochoa. Monografías 20. CSIC