Hace 30 a?os se descubri¨® la mol¨¦cula de la vida por dos investigadores de la universidad de Cambridge

En un mes de abril, hace exactamente 30 a?os, la prestigiosa revista Nature informaba sobre la resoluci¨®n del secreto de la vida: la estructura molecular del ADN (¨¢cido desoxirribonucleico), portador del programa gen¨¦tico de los organismos vivos, parec¨ªa haber sido desentra?ada por dos investigadores de Cambridge. Este descubrimiento, considerado como el m¨¢s importante de nuestro siglo, ha llevado a una mayor comprensi¨®n del funcionamiento de los seres vivos -al permitir descifrar el c¨®digo gen¨¦tico- y al florecimiento de pr¨¢cticas biotecnol¨®gicas, como la ingenier¨ªa gen¨¦tica, que siguen revolucionando la industria, la medicina, la agricultura y la ganader¨ªa. No s¨®lo en el plano puramente cient¨ªfico, sino tambi¨¦n desde el punto de vista social y ¨¦tico.

Oto?o de 1951. Un joven bi¨®logo norteamericano, James Watson, llega al laboratorio Cavendish, de la universidad de Cambridge. En ¨¦l, f¨ªsicos y qu¨ªmicos investigan sobre las estructuras tridimensionales de las prote¨ªnas, un tema candente en aquella ¨¦poca, tras los descubrimientos del qu¨ªmico noreamericano Linus Pauling, del laboratorio Cal Tech, en Pasadena California), acerca de la configuraci¨®n helicoidal de algunas de esas sustancias. Watson, sin embargo, intu¨ªa que la importancia de una desconocida mol¨¦cula, el ¨¢cido desoxirribonucleico o ADN, era superior a la de las prote¨ªnas. Podr¨ªa tratarse, incluso, de la m¨ªtica y ansiada mol¨¦cula de la vida, responsable de la transmisi¨®n de los caracteres hereditarios de los seres vivos.Esta idea hab¨ªa nacido en la primavera de ese mismo a?o, cuando, en un congreso celebrado en N¨¢poles, Watson coincidi¨® con el f¨ªsico ingl¨¦s Maurice Wilkins, investigador del King's College de Londres. ?ste hab¨ªa mostrado a los participantes una fotograf¨ªa del ADN, obtenida mediante la t¨¦cnica de difracci¨®n de rayos X, en la que se observaba que dicha mol¨¦cula parec¨ªa poseer una configuraci¨®n de tipo cristalino, lo que ?mplicaba que bien pod¨ªa tratarse de una estructura regular resoluble de manera directa. Algo que por aquel entonces era privilegio exclusivo de las prote¨ªnas, las cuales adem¨¢s, segu¨ªan siendo consideradas por gran parte de los cient¨ªficos como los componentes de los genes.

Tras la pista gen¨¦tica

No obstante, Watson prosigui¨® con el prop¨®sito de desvelar las caracter¨ªsticas del ¨¢cido desoxirribonucleico, empresa en la que se vio calurosamente apoyado por un pol¨¦mico investigador del Cavendish, Francis Crick. Para ello tuvo que hacer frente a la f¨ªsica y a la qu¨ªmica, materias de las que hab¨ªa huido desde los comienzos de su barrera investigadora. Adem¨¢s los ¨²nicos datos firmes y concretos existentes acerca del ADN se centraban exclusivamente en el punto de vista qu¨ªmico, a pesar de que ya en 1944 el bacteri¨®logo T. Avery, del Rockefeller Institute, de Nueva York, hab¨ªa descubierto que los caracteres hereditarios pod¨ªan ser transmitidos de una c¨¦lula bacteriana a otra, a trav¨¦s de mol¨¦culas purificadas de ADN. Aunque se conoc¨ªa que esta sustancia se encontraba en los cromosomas celulares, quedaba por demostrar que los genes, ya considerados como los componentes claves de los seres vivos, estaban compuestos por ella.Watson y Crick dedicaron todos sus esfuerzos a interpretar las fotograf¨ªas que Rosalind Franklin y Maurice Wilkins obten¨ªan mediante la t¨¦cnica que hab¨ªa permitido demostrar a Linus Pauling la estructura en h¨¦lice de algunas prote¨ªnas, la difracci¨®n de rayos X. Pero este investigador, al otro lado del Atl¨¢ntico, tambi¨¦n se hallaba interesado por el ADN. As¨ª, la investigaci¨®n se convirti¨® en una lucha contra reloj de ambos bandos.

Las evidencias qu¨ªmicas que se conoc¨ªan de este ¨¢cido nucleico catalogado as¨ª por encontrarse en el n¨²cleo de las c¨¦lulas, se refer¨ªan a su composici¨®n molecular. Se trataba de una gran mol¨¦cula construida a base de otras m¨¢s peque?as, los nucle¨¢tidos. ?stos, a su vez, estaban formados por un az¨²car (la desoxirribosa), ¨¢cido fosf¨®rico y una cualquiera de cuatro de las llamadas bases nitrogenadas (adenina, guanina, timina y citosina). Ahora bien, la gran cues ti¨®n era c¨®mo se dispon¨ªan espacialmente estas mol¨¦culas, c¨®mo explicar las fotograf¨ªas cristalogr¨¢ficas.

Tras realizar infinidad de modelos tridimensionales, a base de piezas, sin llegar a conseguir ning¨²n resultado convincente, ocurrieron dos sucesos que colaborar¨ªan directamente en la soluci¨®n definitiva de la estructura del ADN. Por un lado, Watson y Crick encontraron los trabajos desarrollados durante la d¨¦cada de los cuarenta por el bioqu¨ªmico austriaco Chargaff, en los que se pon¨ªa de manifiesto que la composici¨®n de bases nitrogenadas del ADN estaba en relaci¨®n directa con la especie viva de la que proced¨ªa. As¨ª, el ADN de distintos tejidos de una misma especie pose¨ªa igual composici¨®n de bases, la cual no variaba ni con la edad, nutrici¨®n, cambio de metabolismo o circunstancias ambientales, pero s¨ª de una especie a otra (cuanto m¨¢s altos estuvieran situados los organismos en la cadena evolutiva, mayor cantidad de ADN pose¨ªan). Todo ello reforzaba la idea de que este ¨¢cido deb¨ªa ser el portador de los caracteres hereditarios, pues estas propiedades resultaban ser las esperadas de cualquier material gen¨¦tico.

Por otro, James Watson fue instado, en funci¨®n de la beca que ten¨ªa asignada, a dejar de investigar sobre el ADN y a dedicarse al estudio del virus del mosaico del tabaco. Hecho que fue, sin embargo, decisivo. Sin llegar a saltarse la prohibici¨®n, Watson dirigi¨® su inter¨¦s hacia el material gen¨¦tico de este virus bacteri¨®fago, el ¨¢cido ribonucleico o ARN. Lo que descubri¨® fue un puntal fundamental para el desentra?amiento posterior del ADN: la estructura cristalogr¨¢fica de aqu¨¦l era ?una h¨¦lice! ?Ser¨ªa factible que esta misma configuraci¨®n la poseyera tambi¨¦n el ¨¢cido desoxirribonucleico?

La vida en una doble h¨¦lice

Manejando esta hip¨®tesis, que parec¨ªa encajar con los datos obtenidos por difracci¨®n de rayos X, y los resultados de Chargaff referentes a que la cantidad de adenina contenida en cualquier ADN era igual a la de timina y que lo mismo ocurr¨ªa para la citosina y la guanina, se lleg¨® a la conclusi¨®n de que la mol¨¦cula de ADN estaba constituida por dos cadenas lineales de polinucle¨®tidos, enrolladas helicoidalmente entre s¨ª y con las bases nitrogenadas dispuestas a modo de pelda?os interiores, unidas seg¨²n los datos de Chargaff; es decir, la adenina, enfrentada siempre a la timina, y la guanina, a la citosina. La idea de James Watson de que en los sistemas biol¨®gicos imperaba la dualidad hab¨ªa sido correcta, aunque su negaci¨®n por parte de Crick y Wilkins (apostaban por tres cadenas) les hab¨ªa robado un tiempo que hubiera podido ser decisivo en la lucha con Pauling.As¨ª, en abril de 1953, la revista cient¨ªfica inglesa Nature publicaba el trabajo de estos tres investigadores. El modelo tridimensional presentado sobre el ADN no s¨®lo explicaba sus propiedades f¨ªsicas y qu¨ªmicas, sino que dejaba entrever el mecanismo por el que la informaci¨®n gen¨¦tica pod¨ªa replicarse con exactitud durante la divisi¨®n celular y perpetuar la transmisi¨®n de los caracteres hereditarios generaci¨®n tras generaci¨®n: la existencia de dos hebras complementarias, en funci¨®n de sus bases nitrogenadas, era la clave.

M¨¢s tarde se descubrir¨ªa c¨®mo estas dos cadenas se separan, dando lugar cada una a hebras complementarias hijas, que constituir¨¢n la nueva mol¨¦cula de ADN, con la misma informaci¨®n que la anterior, codificada por su secuencia espec¨ªfica de bases. Posteriormente, se llegar¨ªa a desvelar en qu¨¦ consiste este c¨®digo gen¨¦tico: c¨®mo a partir de cada tres bases consecutivas se produce una prote¨ªna. Y as¨ª hasta el momento actual, en que el conocimiento del coraz¨®n de la c¨¦lula, de los cromosomas y sus genes constitutivos, formados por ADN, ha supuesto que las bacterias se patenten, laobtenci¨®n de c¨¦lulas h¨ªbridas de diferentes especies o el nacimiento de los denominados beb¨¦s probeta, entre muchos otros logros. La biotecnolog¨ªa, y dentro de ella la ingenier¨ªa gen¨¦tica, ha sido posible gracias al empe?o de aquellos tres investigadores y a su confianza en el ADN, la mol¨¦cula de la vida.

Francis Crick, James Watson y Maurice Wilkins recibir¨ªan el Premio Nobel de Fisiolog¨ªa 11 a?os m¨¢s tarde. La historia del descubrimiento de la estructura molecular del ADN implic¨®, sobre todo en sus primeras etapas, un dilema ¨¦tico, al inmiscuirse en el tema de investigaci¨®n de otro cient¨ªfico. Tambi¨¦n confluyeron circunstancias casuales. Pero es que, como afirm¨® el propio James Watson, "la ciencia rara vez avanza en el sentido recto y l¨®gico que imaginan los profanos. En lugar de ello, sus pasos hacia adelante, y a veces hacia atr¨¢s, suelen ser sucesos muy humanos en los que tradiciones culturales y las personalidades desempe?an un importante papel".

Fotos: Colectivo Ciencia y Cultura.