8 de abril de 2025

El descubrimiento de la estructura del ADN

En una época en que se comenzaba a barruntar la relevancia de la molécula del ADN en la transmisión genética, lo cierto es que se conocía muy poco de ella. Por este motivo, los esfuerzos se centraron en ella, tratando de conocerla más en profundidad, de comprender su estructura, con la idea de que, cuanto más se avanzara en este sentido, se podría observar mejor cómo hacía lo que hacía. Un primer esbozo de descripción de su estructura le correspondió a Linus Pauling, de California, experto en cristalografía. Pero ¿qué tiene que ver aquí la cristalografía? Pues mucho, ya que el estudio de los cristales mediante la difracción de rayos X podía ser aplicado aquí.
  
Las leyes que describen la difracción de los rayos X por los cristales fueron definidas por Laurence Bragg durante los primeros años del siglo XX, en concreto en 1912, en el famoso laboratorio Cavendish de Cambridge, al cual dirigió sucediendo al famoso Rutherford, tras la jubilación de éste. En su investigación fue fundamental el trabajo de William, su padre, quien ya había estudiado previamente las radiaciones alfa, beta y gamma. Él ya se había dado cuenta de que, en algunos aspectos, los rayos gamma y los rayos X se comportaban como partículas; pero en el tema que nos ocupa, lo fundamental para desvelar los secretos de las estructuras cristalinas era su comportamiento ondulatorio, pues lo interesante era ver cómo estos rayos eran alterados por sus interferencias con los átomos de los cristales. Estas interferencias dependían de dos variables: por un lado, de la estructura cristalina y la distancia entre los átomos del cristal; por el otro, de la longitud de onda de los rayos X. Jugando con ello, se podía identificar con precisión la localización individual de los átomos del cristal.

Pues bien, fue por estas fechas que la nueva disciplina científica conocida como biofísica estaba naciendo y comenzando a progresar. J. D. Bernal realizó trabajos pioneros tratando de conocer la estructura de moléculas orgánicas mediante la difracción de rayos X. Conforme los años fueron pasando, se depuraba la técnica, y el interés se dirigía hacia biomoléculas cada vez más complicadas, como las proteínas. Por ejemplo, Perutz y Kendrew recibieron el Nobel de Química en 1962 por la determinación (varias décadas antes) de la estructura de la hemoglobina (molécula encargada de transportar el oxígeno en la sangre) y la mioglobina (una molécula muscular).

En este contexto hay que situar a nuestros protagonistas. Como decía, Pauling fue el primero que postuló una hipótesis para la molécula del ADN, pero apostó por una estructura de triple hélice, que a la postre resultó incorrecta. Démonos cuenta de que la tecnología en la época era todavía ‘grosera’, y en absoluto era tan fácil observar las biomoléculas como pueda serlo ahora. La estructura correcta le correspondió obtenerla a un grupo un tanto variopinto, formado por integrantes que realmente no formaban un grupo de trabajo como tal: Maurice Wilkins, Rosalind Franklin, Francis Crick y James Watson.

Los nombres de Watson y Crick han quedado inmortalizados por su premio Nobel de Medicina en 1962, pero el mérito no fue del todo suyo, como vamos a ver. Watson estudiaba cristalografía, y Crick la difracción de los rayos X en moléculas grandes. El primero, estadounidense, llegó a Europa para hacer una investigación posdoctoral, recalando en el Cavendish, el cual dirigía entonces Bragg, quien se interesó activamente por este asunto, enriqueciendo la investigación según su propia experiencia. Crick, por su parte, vio pausada su carrera científica por la Segunda Guerra Mundial, como tantos otros; iniciado en los caminos de la física, a su vuelta se comenzó a interesar por la biología, decisión inspirada, según parece, por el pequeño libro ¿Qué es la vida? de Schrödinger (1944). Lo que trataba de hacer Schrödinger era comprender la actividad de las biomoléculas en términos físicos: no se puede olvidar que las biomoléculas no dejan de ser moléculas, cuyo comportamiento pende de los átomos y de las partículas subatómicas que los componen, todo lo cual se rige por leyes de la mecánica cuántica. Para comprender cómo funcionan las moléculas de la vida, es preciso comprender también por qué los átomos pueden existir según disposiciones concretas, y pueden interactuar entre sí según ciertas leyes, todo lo cual da origen a la vida.

Pues bien, volviendo a nuestro tema, ambos (Watson y Crick) eran más jóvenes e inexpertos que los otros dos miembros del grupo, a saber: Wilkins, persona muy tímida y retraída, desconocida para el gran público, a pesar de haber compartido el Nobel con los dos primeros, y Franklin, que seguía la estela de Pauling, perfeccionando su metodología. Tanto es así que las imágenes que Franklin consiguió de la molécula de ADN eran espectaculares, pero, a causa de sus malas relaciones con el resto, no las compartió. Parece que, a escondidas, en enero de 1953 Wilkins mostró las imágenes de Franklin a Watson, lo que fue el hecho clave para el gran descubrimiento que estaba por venir. Watson lo comentó con Crick quienes, conocedores de las piezas del puzzle (los cuatro componentes del ADN que se combinaban de un modo muy determinado) fueron probando distintas configuraciones mediante maquetas con piezas de cartón, trabajo que se desarrolló en el Cavendish. Al poco, dieron con la solución, tal y como fue publicado en un artículo de la revista Nature el 25 de abril de 1953, titulado “Una estructura para el ácido desoxirribonucleico”. Franklin falleció en 1958, cuatro años antes de que concediesen el Nobel al resto del grupo, permaneciendo en el ostracismo.

La confirmación de la teoría de la doble hélice se dio en los años ochenta. En esta época se decía que la investigación genética ya había llegado a su fin, que poco más había que descubrir. No eran conscientes de que no se había hecho más que empezar pues, cuanto más se avanza, más interrogantes surgen. Por ejemplo, el hecho de que buena parte del ADN, en torno al 97%, parece que no haga nada; los trozos activos parecen ser unos pocos trozos dispersos por aquí y por allá, que son los responsables de controlar y organizar determinadas funciones vitales. A estos trozos activos son a los que se les denomina genes.

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