miércoles, 1 de julio de 2015

MUTUALISMO o SIMBIOSIS

La SIMBIOSIS o MUTUALISMO  es una RELACIÓN INTERESPECÍFICA POSITIVA en que los dos organismos que se relacionan salen beneficiados (+ +).

Se diferencia de la cooperación en que los organismos que viven en simbiosis han establecido una relación tan estrecha y continuada que no pueden vivir el uno sin el otro.


  1.  Los líquenes están constituidos por un alga y un hongo que viven juntos, el alga hace la fotosíntesis y proporciona al hongo los compuestos orgánicos que este necesita. El hongo por otro lado, proporciona al alga la humedad que precisa y por lo tanto ambos resultan beneficiados. La relación es imprescindible para ambos y es tan estrecha que hasta los biólogos "se han equivocado" y le han puesto un nombre científico, en este caso Xanthoria parietina,  como si se tratara de una única especie individual.
  2. Las bacterias de la especie Rhizobium leguminosarum viven en unos nódulos en las raíces de las leguminosas. La relación bacterias-leguminosas beneficia a ambas. Las bacterias fijan el nitrógeno atmosférico y se lo proporcionan a la planta, la leguminosa proporciona un lugar para vivir a las bacterias.
  3. Las bacterias de nuestra flora intestinal son muy importantes para nosotros pues nos ayudan a digerir los vegetales (nosotros no fabricamos celulasas y por lo tanto no podemos alimentarnos de vegetales pues no los podemos digerir): Las bacterias si tienen celulasas y degradan la celulosa a glúcidos sencillos que nosotros si podemos aprovechar. También las bacterias de nuestra flora intestinal nos proporcionan vitaminas K y B1, B2, B8, B9 y B12 que nosotros no podemos producir. Nosotros a las bacterias le ofrecemos un lugar seguro donde vivir y cantidades enormes de nutrientes. Las bacterias de la flora intestinal de los herbívoros todavía son más imprescindibles para ellos, pues los vegetales son su único alimento y sin bacterias no podrían digerir la celulosa mayoritaria del vegetal.
  4. Las termitas poseen en su tubo digestivo una gran colonia de protozoos que se encargan de la digestión de la madera de la que se alimentan las termitas, que sin protozoos no podrían digerirla.

jueves, 18 de junio de 2015

AMENSALISMO

El AMENSALISMO es una RELACIÓN INTERESPECÍFICA NEGATIVA en la que un organismo sale perjudicado y al otro le es indiferente (- 0).


  1. El sargazo japonés Sargassum muticum ha colonizado las costas gallegas. Esta especie crece en grandes masas ocupando la superficie del agua con lo que la luz no llega a otras especies de algas que no pueden prosperar por lo que salen perjudicadas. Al sargazo japonés eso le resulta indiferente.
  2. Los eucaliptos Eucalyptus globulus son árboles que producen sustancias químicas que no dejan medrar bien a otras especies, también captan mucha humedad del suelo impidiendo que otras especies autóctonas puedan desarrollarse.
  3. Los árboles de denso follaje de la selva amazónica no dejan pasar suficiente luz hacia el suelo por lo que muchas especies vegetales no pueden vivir adecuadamente en los pisos inferiores.
  4. En las áreas boscosas las especies arbóreas que producen sustancias toxicas para otros vegetales limitan el crecimiento de otras especies en sus inmediaciones.
  5. Las plantas del género Carpobrotus procedentes de Sudáfrica han colonizado algunos ambientes costeros extendiéndose de forma invasiva impidiendo el desarrollo de las especies herbáceas autóctonas que se ven seriamente perjudicadas.


jueves, 14 de mayo de 2015

PARASITISMO

El PARASITISMO es una RELACIÓN INTERESPECÍFICA NEGATIVA en la que un individuo se beneficia el PARÁSITO y el parasitado sale perjudicado (+ -)

El PARASITISMO es una relación que puede durar mucho tiempo (al parásito le interesa que el huésped siga vivo para poder seguir alimentándose de él) por lo que el parásito no suele matar a la especie de la que se alimenta.

PARASITISMO y DEPREDACIÓN (En la que la víctima suele morir) son las dos relaciones más abundantes y extendidas en todos los ecosistemas.


  1. El muérdago Viscum álbum es una planta que parasita a otras especies vegetales como los chopos. El muérdago emite unas prolongaciones que penetran hasta el xilema del árbol y le "chupan" el agua y las sales minerales, por lo que el árbol sale perjudicado. El muérdago es verde y realiza la fotosíntesis (es por tanto un vegetal en toda regla).
  2. La cuscuta Cuscuta epithymum por el contrario, emite prolongaciones que llegan hasta el floema de los tojos Ulex europaeus y le "chupan" agua y materia orgánica procedente de la fotosíntesis del tojo. La cuscuta no hace la fotosíntesis, no se comporta como una verdadera planta.
  3. El Orobanche es como la Cuscuta tampoco posee clorofila y parasita a otras especies vegetales.
  4. Hay muchas orugas de mariposas que son parasitadas por Himenópteros, éstos ponen sus huevos en las orugas y cuando eclosionan las larvas se alimentan de los tejidos internos de la oruga.
  5. Uno de los parásitos más famosos del momento son los gusanos del género Anisakis por la frecuencia con que parasitan a pescados como la merluza y que pueden ocasionar al hombre problemas digestivos.
  6. Si nos fijamos en los camarones, hay veces que presentan una tumoración clara a un lado del cefalotórax. Es ocasionada por un crustáceo parásito Bopyrus squilarum.
  7. Un parásito muy especial que afecta a varias especies piscícolas es el ciclóstomo Petromyzon marinus. Las lampreas son vertebrados muy primitivos que poseen una ventosa bucal con gran cantidad de dientes con la que se fijan sobre los peces para chuparle la sangre.
  8. El cuclillo Cuculus canorus es uno de los parásitos más sofisticados de nuestros ecosistemas. La hembra del cuclillo no incuba ni cuida a su prole. Pone sus huevos en los nidos de otras aves como el carricero Acrocephalus scirpaceus y los carriceros los incuban. El huevo del cuclillo es el primero en eclosionar y la cría de cuclillo arroja fuera del nido los huevos del carricero. A partir de ese momento el macho y la hembra del carricero no hacen nada más que alimentar al que piensan que es su hijo, que es mucho mayor que ellos y tiene un apetito insaciable.
  9. La triquina Trichinella spiralis es un gusano nematodo parásito que se encuentra enquistado en los músculos de animales carnívoros, cerdos, jabalíes, etc. y que supone un grave peligro para el hombre si come carne infectada sin cocinar (Triquinosis).
  10. Las sanguijuelas Hirudo medicinalis viven en medios dulceacuícolas y se alimentan de la sangre de animales vertebrados.
  11. Uno de los parásitos más singulares es la tenia del cerdo Tenia solium. En la tenia se puede ver palpablemente la adaptación de un ser vivo a las condiciones del medio: No tiene tubo digestivo. Y no lo tiene porque vive dentro del tubo digestivo del hombre, absorbiendo los alimentos a través de la piel. Es un animal hermafrodita y en él se puede producir autofecundación, (fenómeno único en toda la escala animal pues siempre se produce fecundación cruzada). Mucho más peligrosa que la tenia del cerdo es la tenia del perro pues los quistes hidatídicos que se forman cuando la enfermedad pasa al hombre pueden localizarse en hígado o cerebro siendo en muchos casos mortales.
  12. Pulgas , piojos y garrapatas también son parásitos del hombre, chupan su sangre y pueden transmitir enfermedades muy peligrosas como la peste y el tifus exantemático
  13. Los dípteros como  moscas y mosquitos también suponen un peligro importante para el hombre ya que pueden transmitir enfermedades muy graves producidas por protozoos como la enfermedad del sueño 15 y el paludismo: Plasmodium falciparum. Solo pican al hombre las hembras de los mosquitos pues necesitan sangre para la maduración de sus huevos, los machos son "vegetarianos".
  14. La duela del hígado Fasciola hepática es un gusano trematodo que cava galerías en el hígado de las ovejas o del hombre
  15. El Tripanosoma gambiense es el protozoo que transmite la mosca Tse-tse y que nos produce la enfermedad del sueño. En la imagen se pueden ver  los tripanosomas que presenta en la sangre un hombre infectado.

viernes, 8 de mayo de 2015

DEPREDACIÓN


La DEPREDACIÓN es una RELACIÓN INTERESPECÍFICA NEGATIVA en la que un individuo sale beneficiado el depredador y otro sale perjudicado la presa de la que se alimenta (+ -)

Esta relación se diferencia del parasitismo en que es muy poco duradera, pues la víctima suele morir y el depredador cuando vuelve a sentir hambre tiene que buscar otra presa.

 
  1. Hay sistemas muy efectivos para capturar insectos como las hojas modificadas de Drossera rotundifolia. La planta se beneficia por que es capaz de aprovechar los compuestos nitrogenados de los insectos que caen en la trampa, que evidentemente salen perjudicados.
  2. Una trampa para capturar insectos que es una verdadera obra de ingeniería, es la tela que construyen las arañas con las que pueden cazar a sus presas con suma facilidad.
  3. Las rapaces como el águila calzada Hieraetus pennatus son depredadores muy efectivos que ayudan a mantener el equilibrio en los ecosistemas.
  4. Un caso espectacular de depredación ocurre cuando grandes manadas de ñúes Connochaetes taurinus tienen que atravesar ríos infectados de cocodrilos Crocodylus niloticus en su masiva migración anual.
  5. El león Pantera leo es el depredador más emblemático del continente africano, en la imagen cazando un búfalo Sincerus cafer.
  6. Los camaleones Chamaeleo chamaeleon son depredadores muy sofisticados. Presentan un colorido muy semejante al medio en el que viven y sus movimientos lentos multiplican ese mimetismo. Lanzan con precisión su larga lengua pegajosa sobre los insectos que no tienen tiempo para reaccionar.
  7. La Mantis religiosa captura muchos insectos con sus potentes patas delanteras, es una verdadera "máquina de matar".
  8. No tan espectacular pero muy efectiva, la larva de la hormiga león Myrmeleon formicarius fabrica un embudo de arena. Cuando una víctima pasa cerca, resbala cae al interior y allí escondida espera con sus potentes mandíbulas la depredadora larva.
  9. El martin pescador Alcedo atthis es uno de los pescadores más eficaces de nuestros ríos
  10. La simpática mariquita Coccinella septempunctata es un auténtico depredador de todo tipo de pulgones.
  11. El género Nepentes agrupa varias especies de "plantas carnívoras" cuyas hojas modificadas en forma de ánfora son perfectas para capturar insectos.
  12. Dionaea muscipula utiliza sus hojas en forma de cuchara para coger a los insectos totalmente desprevenidos.
  13. Aunque nos resulte difícil de asimilar, los herbívoros ejercen otra modalidad de depredación, a veces solo comen parte de las plantas pero otras veces terminan consumiéndolas por completo. Y las plantas también son seres vivos.
  14. Los grandes herbívoros como Loxodonta africana necesitan comer grandes cantidades de vegetales cada día.


lunes, 4 de mayo de 2015

COMPETICIÓN


La COMPETICIÓN es una RELACIÓN INTERESPECÍFICA NEGATIVA en la que ambos individuos salen perjudicados (- -)


  1. Cuando en un bosque tropical los árboles crecen muy juntos compiten por la luz, por el agua, por los nutrientes del suelo, etc. y esta competencia repercute negativamente en las especies vecinas, que no pueden desarrollarse con normalidad debido a la elevada densidad de población.
  2. En los bosques templados también sucede lo mismo cuando es grande el número de árboles por unidad de superficie, por lo que se perjudican unos a otros y no pueden crecer bien.
  3. En los distintos tipos de suelos, la materia orgánica es procesada por bacterias y hongos (desintegradores o descomponedores), que compiten ferozmente, los hongos producen antibióticos que perjudican a las bacterias y las bacterias toxinas, que afectan a los hongos; por lo que ambos resultan perjudicados.
  4. Las aves marinas no tienen muchos lugares idóneos para anidar y en muchas ocasiones tienen que competir con otras especies por el espacio físico.
  5. En determinados ecosistemas las "perchas" para colgar los nidos escasean y aves de distintas especies se ven forzadas a competir para lograr reproducirse.

 

sábado, 25 de abril de 2015

Desmitificando mitos.........La evolución se produjo hace mucho tiempo

Cuando pensamos en la evolución de las especies inmediatamente nos trasladamos a épocas pasadas.

Hace 3800 millones de años aparecieron sobre la tierra los primeros seres vivos (muy similares a nuestras actuales bacterias). En ese momento comenzó un largo proceso evolutivo que ha dado lugar a miles de formas de vida diferentes. Los seres vivos fueron transformándose para adaptarse mejor a las condiciones del medio en que vivían y fueron apareciendo nuevos taxones, cada vez más evolucionados.
En la actualidad existe una gran biodiversidad y se han descrito ya más de dos millones de especies, aunque falta mucho por hacer (cada año se descubren más de un millar de especies nuevas).

Como las condiciones del medio ambiente siguen cambiando, los seres vivos no tienen más remedio que evolucionar para tener mayores garantías de supervivencia. LA EVOLUCIÓN CONTINÚA EN LA ACTUALIDAD Y CONTINUARÁ EN EL FUTURO.

Haeckel (1834-1919) propuso la ley biogenética fundamental : "El desarrollo de un organismo vivo (ONTOGENIA) repite en forma acelerada y resumida la evolución de la especie a la que pertenece (FILOGENIA)".
Si nos fijamos en este dibujo antiguo en el que se reflejan comparativamente tres etapas del desarrollo de diversos animales



Se puede ver fácilmente que:
  1.  Especies muy distintas en la fase III se parecen enormemente en la fase I
  2.  Si nos fijamos en el embrión humano de la fase I vemos que tiene cola, posee branquias y el tubo neural es recto.
Cuando cada uno de nosotros es concebido por nuestros padres, en principio somos una sola célula, (como todos los seres vivos), esa célula se divide dando muchas células (como sucede en todos los organismos pluricelulares), durante las primeras semanas en el útero materno, tenemos cola, branquias y el tubo neural es recto (como si fuéramos un pez). A partir de la cuarta semana se irán reduciendo la cola y las branquias y nuestro tubo neural sufrirá tres flexiones: cefálica, cervical y póntica y se formará nuestro complejo cerebro.

Pero ahí quedan esas primeras semanas de nuestro desarrollo embrionario para recordarnos el largo proceso evolutivo de nuestra especie.

martes, 21 de abril de 2015

MULLIS y la PCR (Polymerase Chain Reaction)




Kary Banks MULLIS (1944) bioquímico estadounidense, tras sus estudios y posterior doctorado en Georgia, Kansas y California, puso a punto la técnica de la PCR, (entrada del día 20 de marzo) que ha supuesto un avance espectacular en el estudio e investigación del DNA.
Su utilización es clave en el desarrollo de la nueva medicina forense pues permite con la máxima fidelidad, a partir de un resto biológico: sangre, saliva, semen, pelos, etc. identificar malhechores, comprobar la paternidad, la relación familiar en la identificación de víctimas de accidentes aéreos, etc. También ha sido esencial para el desarrollo del estudio del Proyecto Genoma Humano.
Mullis obtuvo en 1993 junto a M. Smith el Premio Nobel de Química.

sábado, 18 de abril de 2015

El control del latido cardiaco

Nuestro corazón es un órgano musculoso y hueco cuya función esencial es bombear la sangre a través de las arterias a todos los lugares de nuestro cuerpo.

El corazón es MIOGÉNICO es decir, se excita a sí mismo y funciona espontáneamente, gracias a que posee su propio MARCAPASOS.
El MARCAPASOS del corazón es el NÓDULO SINOAURICULAR o de KEITH-FLACK situado en la parte alta derecha del corazón (cerca de la desembocadura de las venas cavas) que emite una corriente eléctrica que, a través de las fibras internodales, llega al NÓDULO AURICULOVENTRICULAR o de ASCHOFF-TAWARA situado en el tabique cardiaco entre aurículas y ventrículos, este envía la corriente por el FASCÍCULO COMÚN o DE HISS a las FIBRAS DE PURKINJE que actúan sobre los músculos de los ventrículos, provocando la contracción ventricular.
Este proceso ocurre cada 0,8 segundos es decir unos 75 latidos por minuto.

Esta actividad eléctrica se puede registrar, con unos electrodos en la piel por medio de un electrocardiógrafo, en una grafica que se denomina ELECTROCARDIOGRAMA, técnica de gran interés para el diagnóstico de las enfermedades cardiacas.
















Otra cosa diferente es la frecuencia cardiaca que es muy variable y que depende de cada situación: reposo total, actividad moderada, actividad deportiva intensa, etc...........

Del control de la la aceleración cardiaca cuando es necesaria TAQUICARDIA o del enlentecimiento del latido BRADICARDIA se encarga un órgano de nuestro cerebro: el HIPOTÁLAMO que da las órdenes necesarias a través del SISTEMA NERVIOSO SIMPÁTICO si es preciso ACELERAR o a través del SISTEMA NERVIOSO PARASIMPÁTICO si es preciso FRENAR el ritmo cardiaco.

¿Cómo sabe el Hipotálamo a cuál de los dos sistemas dar la orden?
Muy sencillo. Existen unos receptores sensitivos en la aorta y las carótidas: los senos y los cuerpos aórticos y carotídeos que están constantemente mandando información al hipotálamo de la presión sanguínea y del contenido de O2 de la sangre.
Según la información recibida, el HIPOTÁLAMO manda la orden necesaria.

viernes, 27 de marzo de 2015

Aves. La vida en el aire


La Clase AVES  se caracteriza esencialmente por haber desarrollado el sistema de locomoción más eficaz de todos los empleados por los vertebrados: el VUELO.



Para adaptarse al vuelo las aves han sufrido decisivas transformaciones:
  • Su esqueleto es mucho más ligero que el del resto de los vertebrados.
  • Sus extremidades anteriores se han transformado en alas con solo tres dedos que funcionan solidariamente como eje del ala.
  • Como consecuencia del vuelo los músculos pectorales (pechuga) han sufrido un desarrollo considerable. Estos poderosos músculos se insertan en una prolongación del esternón: la quilla.
  • La cabeza está situada en el extremo de un largo cuello para servir de equilibrio al cuerpo.
  • Pero lo más decisivo ha sido la aparición de unas FANERAS nuevas muy ligeras: las PLUMAS, constituidas por un eje (raquis) sólidamente anclado a la dermis, del que surgen barbas que se unen entre sí por barbillas. Estas estructuras permiten dos funciones que son decisivas para el ave: el VUELO (plumas remeras y timoneras) y mantener la temperatura corporal (plumas coberteras) decisivo en la adquisición de la HOMEOTERMIA. (Aves y mamíferos son capaces de mantener constante su temperatura). 


  • Una de las adaptaciones más interesantes de las aves es su aparato respiratorio. Las aves poseen unos pulmones muy pequeños, pero éstos poseen unos divertículos denominados sacos aéreos que se prolongan introduciéndose en músculos y huesos, con lo que ambos son notablemente aligerados de peso.


  • Otra gran adaptación reside en el cerebro y concretamente en su parte basal posterior, en la que está situado el CEREBELO. El cerebelo presenta un gran desarrollo en las aves, pues es el órgano que controla el equilibrio que es imprescindible en un organismo volador.

¿Seríamos capaces de dormir sobre un cable del tendido eléctrico, apoyados en una sola pata, como hacen las aves? Ese prodigioso sentido del equilibrio es controlado por su cerebelo.



En las AVES coexisten caracteres tan evolucionados como los citados anteriormente con otros más primitivos como por ejemplo sus extremidades inferiores cubiertas de escamas que nos recuerdan su procedencia evolutiva a partir de los reptiles.

viernes, 20 de marzo de 2015

La reacción en cadena de la polimerasa PCR

 
Otra tecnología muy importante en INGENIERÍA GENÉTICA es la REACCIÓN EN CADENA DE LA POLIMERASA PCR.
Fue puesta a punto en 1985 por KARY B. MULLIS (Bioquímico estadounidense, Premio Nobel de Química en el año 1993) y permite obtener dos cadenas bicatenarias de DNA idénticas a partir de una original utilizando DNA polimerasa de la bacteria Thermus aquaticus (bacteria que, por vivir en ambientes muy cálidos, resiste bien Tªs de 100ºC).
Esta tecnología permite la multiplicación o amplificación del DNA "in vitro", obteniéndose fácilmente numerosas copias de un gen en muy poco tiempo.

Para ello se necesitan:
  • Una cadena molde (DNA de doble hélice) con el gen que interesa
  • La DNA polimerasa de Thermus aquaticus
  • Desoxirribonucleótidos trifosfato de las 4 bases que forman el DNA
  • Un cebador (Pequeño fragmento de DNA monocatenario complementario de uno de los extremos de la cadena molde)
 
EL PROCEDIMIENTO ES EL SIGUIENTE:

Una vez seleccionada la doble hebra de DNA a replicar (que generalmente portará el GEN que interesa multiplicar), se procede a desnaturalizar a base de elevadas temperaturas, con lo que las dos cadenas se separarán. A partir de esas cadenas y utilizando DNA polimerasa y pequeños cebadores de DNA, se obtendrán dos hebras  dobles idénticas portadoras del GEN tras el primer ciclo.

En el segundo ciclo y por idéntico procedimiento, se obtendrán cuatro cadenas dobles.

En un tercer ciclo ocho y así sucesivamente, lográndose tras 20 ciclos más de un millón de copias idénticas por ser un proceso exponencial y por lo tanto de enorme rendimiento.

APLICACIONES DE LA PCR
 
  • Clonación de genes.
  • Estudios evolutivos. Se pueden amplificar genes de organismos ya extinguidos a partir de pequeñísimas cantidades de DNA extraídas de fósiles para compararlos con genes similares de especies actuales
  • Estudios históricos o arqueológicos. Amplificando el DNA obtenido a partir de momias de antiguas civilizaciones, se puede estudiar la evolución de las enfermedades de origen genético
  • Investigación policial, para ver si el DNA hallado en el lugar del crimen pertenece o no al sospechoso.(restos de pelos, semen, sangre o piel)
  • Estudios o pruebas de verificación de paternidad.
 

lunes, 16 de marzo de 2015

Tecnología del DNA recombinante


La TÉCNICA DEL DNA RECOMBINANTE sirve para obtener un CLON DE GENES (Numerosas copias idénticas) a partir de un gen original "in vivo".
 
Los pasos que se deben dar son los siguientes:
  1. Obtención de un fragmento de DNA que contiene el GEN. Para seleccionar el gen se emplean ENZIMAS DE RESTRICCIÓN procedentes de bacterias, que son capaces de cortar el DNA en puntos concretos, correspondientes a secuencias de reconocimiento, se consiguen así pequeños fragmentos de DNA portadores del GEN en cuestión.
  2. Inclusión de ese GEN en una molécula de DNA (Vector de clonación). Se utiliza para ello un PLÁSMIDO (DNA bacteriano cíclico distinto del cromosoma bacteriano que se replica independientemente, puede haber de 20 a 50 en una sola bacteria) o un GENOMA VIRAL (Cortados también por los mismos ENZIMAS DE RESTRICCIÓN).
  3. Introducción del VECTOR DE CLONACIÓN  con el GEN en una célula de un organismo diferente (Célula HOSPEDADORA) , que ha de ser de fácil manejo y cultivo, Se suelen utilizar para ello procariotas como Escherichia coli o Bacillus subtilis o eucariotas como Saccharomyces cerevisiae , y se puede conseguir por dos procedimientos:
    Por TRANSFORMACIÓN  en procariotas (Las bacterias toman espontáneamente el DNA del medio)

    Por TRANSDUCCIÓN en células eucariotas (Utilizando virus bacteriófagos
                      desprovistos de los genes que producen la lisis celular BACTERIÓFAGO LAMBDA)
  4. Multiplicación de la célula hospedadora y obtención de gran número de copias del GEN en cuestión.(AMPLIFICACIÓN DEL GEN)




Amplificar un gen permite a los científicos tener muchas copias del gen para su estudio. La técnica del DNA recombinante se ha utilizado para:
- el desarrollo del Proyecto Genoma Humano,
- para el diagnóstico prenatal de enfermedades genéticas,
- para la evaluación de la susceptibilidad de los integrantes de una familia a padecer determinados
  tipos de cáncer,
- en medicina forense para el estudio de muestras de sangre, semen, saliva, células epiteliales, etc.,
- en la obtención de organismos transgénicos para la agricultura: vegetales resistentes a hongos,
  bacterias, insectos o pesticidas,
- para la producción de vacunas contra la hepatitis B o el papiloma humano,
- en la producción de diversas proteínas de interés: insulina, interferón, interleucinas, hormonas, etc.

miércoles, 11 de marzo de 2015

WERNER, NATHANS y SMITH. El comienzo de la Ingeniería Genética

Werner
Smith
Nathans
Arber Werner (1929) Microbiólogo suizo, hizo su doctorado en la Universidad de Ginebra, trabajó en la Universidad de Los Ángeles y fue profesor de Genética y Microbiología en Ginebra y Basilea. Investigó en el campo de los virus bacteriófagos y descubrió que las bacterias tienen unos enzimas, endonucleasas de restricción, que son capaces de cortar grandes moléculas de DNA en fragmentos más pequeños, y lo hacían en lugares muy concretos, las secuencias de reconocimiento. El descubrimiento de las endonucleasas de clase I fue muy importante porque abrió un camino decisivo en el avance de la ingeniería genética.

Daniel Nathans (1928-1999) Biólogo estadounidense, estudió en las Universidades de Delaware y San Luis y fue profesor en la Universidad Johns Hopkins de Baltimore, donde coincidió con Hamilton Othanel Smith y dirigió el departamento de Microbiología. Dos años después de que Werner descubriera las endonucleasas de clase I, Nathans descubrió la primera endonucleasa de clase II. Estas últimas resultaron mucho más útiles pues cortan las cadenas de DNA en lugares donde aparece una secuencia bipalindrómica de nucleótidos (la secuencia de una cadena es idéntica a la de la otra pero están situadas en sentido inverso).
Utilizando la restrictasa descubierta por Smith, Nathans obtuvo por primera vez el mapa genético de un virus (el del virus SV40).

Hamilton Othanel Smith (1931) Científico estadounidense, estudió medicina en las Universidades de Illinois, Berkeley y Baltimore, fue profesor en  Míchigan y Baltimore y colaboró con el Instituto de Biología Molecular de la Universidad de Zúrich. El mismo año en que Nathans descubrió las endonucleasas de clase II, Smith descubrió, estudiando la interacción entre el virus bacteriófago P22 con la bacteria Haemophilus influenzae, una nueva enzima restrictasa, la HindII. Con ella Nathans descifró el mapa genético del virus SV40.

Estas endonucleasas de restricción de clase II han resultado esenciales en el desarrollo de la INGENIERÍA GENÉTICA y por ello Arber, Nathans y Smith obtuvieron en 1978 el Premio Nobel de Fisiología y Medicina.