La estructura de la insulina y la secuencia base de los ácidos nucleicos del ADN; el “gigante” Sanger.

El 13 de agosto de 1918, nacía el bioquímico inglés Frederick Sanger (Gloucestershire, Reino Unido, 13 de agosto de 1918 – Cambridge, Reino Unido, 19 de noviembre de 2013).

sangerEs la única persona que ha sido galardonada dos veces con el Premio Nobel de Química; en 1958, por sus investigaciones sobre la insulina, y en 1980, compartido con los estadounidenses Paul Berg y Walter Gilbert, por sus contribuciones a la determinación de las secuencias de base de los ácidos nucleicos.

Sanger se educó en la escuela Bryanston y más tarde obtuvo el título de bachiller en Ciencias Naturales en el St John’s College, Cambridge

Desde 1940 trabajó en el Departamento de Bioquímica en la Universidad de Cambridge, investigando el metabolismo de la lisina, con el doctor A. Neuberger. Obtuvo el doctorado en Medicina en 1943.

En el Medical Research Council se dedicó a esclarecer la estructura de las proteínas e ideó notables métodos de trabajo, que luego han adoptado otros laboratorios.

Sus estudios sobre la determinación de la estructura de las proteínas le llevó a determinar la secuencia de aminoácidos de la insulina en 1953, por lo que recibe el premio Nobel en 1958.

En 1910, Sir Edward Albert Sharpey-Schafer encontró que la diabetes es provocada por la falta de insulina. Él llamó el azúcar de sangre de regulación química como insulina de la “ínsula Latina”, significando la isla, en referencia a los islotes de insulina que debían existir en la secreción de l páncreas sugeridos por el alemán Paul Langerhans (1847- 1888), en 1869.

El belga J. De Meyer acuñó este término en francés en 1909 al emplearlo en un artículo sobre el páncreas. En una conferencia Edward Albert Sharpey-Schafer (quien también introdujo la palabra endocrina) habló de una sustancia hipotética del páncreas que evitaba la acumulación de glucosa en la sangre, llamándola insulina.

Frederick Grant Banting, fue quién en 1921, descubrió con Charles Best la hormona de la insulina. Por este descubrimiento le fue otorgado en 1923 el Premio Nobel de Fisiología y Medicina, compartido con John James Richard Macleod.

sanger2Sanger rompió la molécula en cadenas más pequeñas, y estudió cada una de ellas por separado según la cromatografía en papel. Empezó degradando insulina en pequeños fragmentos mezclando la enzima tripsina (que degrada la proteína) con una solución de insulina. Entonces aplicó un poco de la mezcla en una hoja de papel vegetal. Aplicó un disolvente al papel vegetal en una dirección, y una corriente eléctrica a lo largo del papel en la dirección contraria. Dependiendo de susolubilidad y su carga eléctrica, los diferentes fragmentos se trasladaron a posiciones distintas del papel, creando un patrón característico. Sanger llamo a estos patrones “huellas dactilares”.

Sanger describió la composición de la insulina como dos cadenas de aminoácidos unidas por dos puentes disulfuro, la cadena A con veintiún aminoácidos, y la B con treinta. Una de las cadenas tenía la glicina como aminoácido N-terminal (denominado por él la cadena G), y la otra tenía la fenilalanina como el aminoácido N-terminal (la cadena P).

A la hora de esclarecer la estructura completa de la insulina, Frederick Sanger empleó el 1-fluioro-2,3-dinitrobenceno (DNFB) y enzimas proteolíticas adecuadas. Sanger pudo observar que cuando una molécula de proteína era atacada por hidrólisis ácida o por digestión enzimática, su cadena se rompía en aminoácidos, lo que permitió a Sanger constituir las cadenas A y B de la insulina (hormona del páncreas) y describir la disposición de los puentes de azufre que las unían.

Aunque tardó ocho años de trabajo en resolver semejante rompecabezas, en 1953 obtuvo el orden exacto de los aminoácidos en la molécula de insulina. Los mismos métodos se han utilizado desde 1953 para obtener la estructura detallada de moléculas proteicas aún más largas.

Esta descripción permitió, posteriormente, en 1963, que la insulina fuera la primera proteína sintetizada en laboratorio.

Dorothy Mary Crowfoot Hodgkin desarrolló la técnica de difracción de rayos X para aplicarla en la búsqueda de la estructura tridimensional exacta de las moléculas orgánicas complejas descubriendo en 1969 la estructura cristalina de la insulina, medicamento fundamental en el tratamiento de la diabetes mellitus.

sanger3En 1975, Frederick Sanger  desarrolló el método de secuenciación de ADN, conocido también como Método de Sanger.

El método de secuenciación por dideoxinucleótidos, mejor conocido como el método Sanger se basa en el proceso biológico de la replicación del DNA. El método de secuenciación ideado por Sanger está basado en el empleo de dideoxinucleótidos que carecen del grupo hidroxilo del carbono 3′, de manera que cuando uno de estos nucleótidos se incorpora a una cadena de DNA en crecimiento, esta cadena no puede continuar elongándose. Esto es así ya que la DNA polimerasa necesita un grupo terminal 3’ OH para añadir el siguiente nucleótido y el dideoxinucleótido incorporado carece de este grupo hidroxilo.

Dos años más tarde empleó esta técnica para secuenciar el genoma del bacteriófago Φ-X174, el primer organismo del que se secuenció totalmente el genoma. Realizó este trabajo manualmente, sin ayuda de ningún automatismo.

Determinó la secuencia base de los ácidos nucleicos -adenina, guanina, uracilo y citosina- lo que permitió que los científicos pudieran empezar a “leer” la información genética.

Por este trabajo le fue concedido su segundo premio Nobel en química, en 1980, compartido con Walter Gilbert y Paul Berg.
Este trabajo fue base fundamental para proyectos tan ambiciosos como el Proyecto Genoma Humano,

En el año 1981, Sanger fue investido con el título de Caballero de Honor, y cinco años más tarde con el de miembro de la Orden del Mérito Británico.

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Publicado el 14 agosto, 2015 en Biología, Bioquímica, Química. Añade a favoritos el enlace permanente. 1 comentario.

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