Jerome Karle, descifrador de cristales

En julio de 2012, la Asamblea General de las Naciones Unidas proclam¨® 2014 como A?o Internacional de la Cristalograf¨ªa. Esa iniciativa hace justicia a una ciencia cuya contribuci¨®n al entendimiento del mundo que nos rodea y al bienestar de la humanidad ha sido y es enorme y que cuenta en su haber con un vasto plantel de Premios Nobel. Uno de ellos, Jerome Karle, falleci¨® el pasado 6 de junio. Su contribuci¨®n al desarrollo de m¨¦todos directos para resolver estructuras moleculares revolucion¨® para siempre la qu¨ªmica, la bioqu¨ªmica y la farmacolog¨ªa.

En 1912, Walter Friedrich y Paul Knipping demostraron que los cristales estaban formados por disposiciones regulares de ¨¢tomos, y que cuando se iluminaban con rayos X, esa disposici¨®n creaba un cierto n¨²mero de haces difractados que se revelaba como un patr¨®n regular de puntos en una placa fotogr¨¢fica. Max Von Laue demostr¨® que la distancia y ¨¢ngulos entre esos puntos estaba relacionada con la disposici¨®n de los ¨¢tomos en el cristal y por ello recibi¨® el premio Nobel en 1914. Ese mismo a?o, los Bragg, William padre y Lawrence hijo, determinaron la estructura del cloruro de sodio -¡ªla sal de mesa¡ª, y al a?o siguiente tambi¨¦n recibieron el Nobel. Demostraron que cada plano de la estructura era como un tablero de ajedrez en el que el cloro ocupaba las casillas blancas y el sodio las negras. La estructura tridimensional se consegu¨ªa apilando tableros de ajedrez de forma que las casillas blancas de tablero superior quedaran sobre la negras del inferior. A la sal com¨²n le siguieron otras estructuras tambi¨¦n sencillas como la del diamante, el cobre o la pirita. Pero conseguir desvelar estructuras moleculares con un mayor n¨²mero de ¨¢tomos entre ellos era una empresa casi imposible hasta que Jerome Karle y Herbert Hauptman hallaron la soluci¨®n. Desvelar esa informaci¨®n era muy importante porque con ella se llegar¨ªa a entender la reactividad de los compuestos qu¨ªmicos y en ¨²ltimo t¨¦rmino, relacionar sus estructuras con la funci¨®n biol¨®gica que realizan o con sus propiedades terap¨¦uticas.

Jerome Karle naci¨® el 18 de junio de 1918 en Nueva York en el seno de una familia de inmigrantes jud¨ªos del este Europa. Curs¨® los estudios de bachillerato en el City College de Nueva York. M¨¢ster por la Universidad de Harvard, recibi¨® su doctorado en la Universidad de Michigan, donde conoci¨® a la que ser¨ªa su esposa y colaboradora durante toda la vida, Isabella Karle. Durante la II Guerra Mundial ambos se enrolaron durante unos meses en el Proyecto Manhattan, pero desarrollaron la totalidad de su carrera cient¨ªfica en los laboratorios de la Marina Norteamericana, donde Jerome lleg¨® a ser director del Laboratorio de Estructura de la Materia. All¨ª fue donde junto con su antiguo compa?ero del City College, el matem¨¢tico Herbert Hauptman, fallecido en 2011, resolvi¨® los problemas que cerraban el paso a la determinaci¨®n de la estructuras de f¨¢rmacos y compuestos qu¨ªmicos complejos. El principal escollo era encontrar en la distribuci¨®n e intensidad de esos puntos de las placas fotogr¨¢ficas, la fase de las ondas que cada ¨¢tomo emit¨ªa y sin lo que era imposible establecer sus posiciones en la estructura. Por encontrar la soluci¨®n al llamado problema de las fases ambos recibieron el Premio Nobel de Qu¨ªmica en 1985. Que se sepa, ni Hauptman ni Karle jam¨¢s resolvieron una estructura cristalina. Lo empez¨® a hacer por ellos Isabella Karle, (de soltera Lugoski), la esposa de Jerome. Ella fue quien llev¨® al terreno pr¨¢ctico las complicadas formulaciones y logr¨® resolver algunas estructuras de mol¨¦culas como esteroides, alcaloides y toxinas, demostrando la utilidad de la soluci¨®n matem¨¢tica propuesta por su esposo y por Hauptman, en la que por cierto, pocos cre¨ªan. Aun as¨ª, encontrar la soluci¨®n correcta de esas estructuras cristalinas era un trabajo ¨ªmprobo. Michael Woolfson, junto con otros colegas, introdujo algoritmos computacionales para acelerar la metodolog¨ªa, y hoy en d¨ªa, la resoluci¨®n de mol¨¦culas de cientos de ¨¢tomos es una pr¨¢ctica rutinaria para cristal¨®grafos expertos.

Jerome Karle presidi¨® la Asociaci¨®n Americana de Cristalograf¨ªa en 1972 y la Uni¨®n Internacional de Cristalograf¨ªa entre 1981 y 1984. Fue adem¨¢s miembro de la Academia Nacional de Ciencias de EE UU y de la Sociedad Filos¨®fica Americana.

Juan Manuel Garc¨ªa Ruiz es profesor de Investigaci¨®n del CSIC.