Así nació la doble hélice de ADN, el secreto de la vida que cumple 70 años

Fue una de las noticias más importantes del siglo XX, pero ningún periódico, radio o televisión se hizo eco del descubrimiento de la estructura del ADN cuando se produjo, hace hoy 70 años. Y eso que los protagonistas de la historia sabían vender muy bien su logro: “Hemos descubierto el secreto de la vida”, declaró el inglés Francis Crick al irrumpir en un bar de copas de Cambridge (Reino Unido) abrazado a su pareja científica, el estadounidense James Watson. Dos meses después de esta poco convencional primicia, Watson y Crick hicieron el anuncio formal en Nature. La prestigiosa revista científica publicó, sin darle mucha importancia, su solución al rompecabezas que había desquiciado a los biólogos durante décadas: ¿Cómo se transmiten los genes de padres a hijos?

Aunque en 1953 el ácido desoxirribonucleico (ADN) no era ningún desconocido para la ciencia, todavía tenía mala fama. A pesar de que varios experimentos con bacterias en los años 1940 habían demostrado que los genes están hechos de ADN, ni siquiera los autores de esos descubrimientos acababan de creerse que esa fuera la molécula de la vida. Parecía demasiado sencilla y monótona. Incluso algunos de sus estudiosos se referían a ella como la molécula estúpida, cuando se pensaba que el ADN era solo una larga cadena en la que cuatro unidades básicas (A, C, G y T) se repetían una y otra vez.

La mayoría esperaba que se descubriera que los genes también estaban hechos con proteínas, unas moléculas mucho más variadas. Pero unos pocos investigadores pensaron que el secreto del ADN podía estar en las estructuras que podía formar. La idea de cadenas de ADN enroscadas en forma de hélices empezó a flotar en los ambientes científicos. Solo Watson y Crick lograron aterrizarla correctamente.

El pequeño artículo de Watson y Crick en Nature en abril de 1953, en el que presentaron la doble hélice, cambió por completo la visión del ADN. Ya no era una molécula monótona, porque esa estructura permitía una infinita variedad en la secuencia de unidades A, C, G y T dentro de una larguísima cadena. De hecho, ya no era una sino dos cadenas, y además complementarias entre sí, como si una fuera el negativo fotográfico de la otra.

Aquella doble hélice no solo asombró por su belleza y simplicidad, sino porque esa estructura del ADN decía mucho de su función: podía encerrar en su interior, bien protegidos, larguísimos mensajes y además llevaba incluida en sí misma un sistema para fotocopiarse. La antes conocida como molécula estúpida era la perfecta candidata para llevar la información genética.

Así se lo había anticipado Francis Crick a su hijo de 12 años en una tierna y emotiva carta escrita el 19 de marzo de ese año: “Nosotros creemos que el ADN es un código. Es decir, el orden de las bases (las letras) hace que un gen sea diferente de otro (igual que una página de un libro es diferente de otra). Y además puedes ver cómo la naturaleza hace copias de los genes. Si las dos cadenas se desenredan y separan, y sobre cada cadena se construye una complementaria (porque A siempre va con T y C siempre va con G), tendremos dos copias [de la doble hélice] donde antes teníamos una”, escribió Crick. Ni él ni su socio investigador se atrevieron a decirlo con esa contundencia, solo a insinuarlo al final, en su primer artículo sobre la doble hélice.

La información genética, una idea visionaria

La bomba científica la soltaron en un segundo trabajo, más amplio, publicado seis semanas después también en Nature: “La precisa secuencia de las bases es el código que guarda la información genética”, afirmaron Watson y Crick. Esa frase resume la genialidad y el carácter visionario de esa pareja científica, según explica Matthew Cobb en su libro Life’s Greatest Secret: “Nadie se había referido antes a la información genética. Era un concepto que Watson y Crick se acababan de inventar. Sonaba muy extraño, pero también familiar, porque encajaba muy bien con las ideas que estaban en el aire [en la comunidad científica] en aquella época. Fue aceptado inmediatamente por científicos de todo el mundo”.

En cambio, la respuesta a la gran pregunta de la biología pasó totalmente desapercibida al principio para el gran público. Inglaterra celebraba ese año acontecimientos que parecían mucho más grandes, como la coronación de la reina Isabel II o la primera escalada a la cima del Everest. El único diario británico que atendió el tema en 1953 fue el News Chronicle, que el 15 de mayo publicó una nota (Más cerca del secreto de la vida) en la que el jefe de Watson y Crick en la Universidad de Cambridge, sir Lawrence Bragg, hablaba de un emocionante descubrimiento “sobre la sustancia que trasmite los rasgos hereditarios como el color de los ojos o la forma de la nariz. La forma en la que estas características se pasan, de generación en generación, depende de la secuencia de cuatro grupos químicos. Descubrir cómo esas cartas se barajan y reparten mantendrá a los científicos ocupados durante los próximos 50 años”.

Y así fue, exactamente: la doble hélice inició una revolución científica que culminó en 2003 con la secuenciación completa del genoma humano. Hoy se conmemoran en centros científicos y educativos de todo el mundo ambos hitos (en su 70ºy 20º aniversario, respectivamente) y en EE UU se celebra cada 25 de abril el Día Nacional del ADN. Pero entonces poco más se supo de aquella historia.

Cómo ver moléculas invisibles

En parte por luchas de egos y por la polémica manera en que completaron su modelo, Watson, Crick y la doble hélice siguieron siendo unos desconocidos durante años. Aquella primera noticia ni los mencionaba. Hablaba de que el descubrimiento lo habían hecho dos equipos de jóvenes científicos usando rayos X, uno en Cambridge y otro en Londres. Los otros, los de Londres, eran Maurice Wilkins y Rosalind Franklin, que fueron los que hicieron todo el trabajo experimental. Las cadenas de ADN son tan extremadamente finas que entonces eran imposibles de ver al microscopio (ni siquiera ahora pueden verse con detalle con los microscopios electrónicos más potentes de hoy en día), así que para conocer su estructura hubo que recurrir a una especie de radiografías, los diagramas de difracción de rayos X, que dan pistas sobre la forma de las moléculas.

Wilkins y Franklin eran dos grandes expertos en difracción de rayos X y su laboratorio en el King’s College de Londres obtuvo imágenes y datos que fueron cruciales para que Watson y Crick pudieran deducir la doble hélice de ADN y precisar los detalles de su estructura. Durante casi dos años, ambos equipos fueron compartiendo sus progresos, y fue Rosalind Franklin quien echó abajo en 1951 el primer intento de Watson y Crick de crear un modelo del ADN: era una triple hélice, que ella les hizo ver que era químicamente imposible y que tenía las cadenas al revés de como mostraban sus experimentos.

Tras aquel fracaso, sir Lawrence Bragg prohibió a Watson y Crick seguir trabajando en el ADN. Pero cambió de opinión un año después. Cuando supo que su archirrival, el estadounidense Linus Pauling, estaba a punto de anunciar su solución al problema, los animó a retomar sus atrevidas investigaciones y ganar esa carrera científica para el Laboratorio Cavendish de Cambridge. Mientras tanto, en el equipo de Londres el ambiente se había hecho irrespirable, pues Maurice Wilkins y Rosalind Franklin ya no se soportaban más y ella había pedido el traslado a otro centro. Watson y Crick se pusieron a trabajar frenéticamente, haciendo múltiples combinaciones con maquetas de las partes del ADN hechas con piezas de cartón y metal. Cuando las piezas encajaban, comprobaban con sus cálculos matemáticos que las posiciones eran viables. También les ayudaron mucho a resolver el puzzle los datos de difracción de rayos X que habían realizado tanto Wilkins como Franklin por separado.

Juego sucio en el ‘sprint’ final

La polémica surgió porque Watson y Crick no les pidieron esos datos a sus colegas directamente ni les avisaron de que los estaban usando ni de sus últimos progresos hacia la doble hélice, hasta que la tuvieron terminada. Consiguieron esos datos preliminares (todavía no publicados) de manera informal gracias a sus jefes y se apuntaron solos la primicia, mencionando solo ligeramente a Wilkins y a Franklin al final de su artículo. Lo que hicieron no fue ilegal pero lo hicieron a escondidas de sus colegas, sin jugar limpio.

James Watson no quiso conceder entrevistas en 1953 porque creía que se necesitaba más investigación para confirmar la doble hélice y porque temía ser acusado públicamente de robar datos, según revela su biógrafo Victor K. McElheny en el libro Watson and DNA. Lo cierto es que ni Maurice Wilkins ni Rosalind Franklin les acusaron de eso. Watson y Crick siguieron ampliando su teoría y en un nuevo artículo, escrito ese verano y publicado en 1954, fueron mucho más justos con los otros dos padres de la doble hélice: “Estamos tremendamente agradecidos con el grupo del King’s College y queremos recalcar que, sin sus datos, la formulación de nuestra estructura habría sido de lo más improbable, si no imposible”, escribieron en la revista Proceedings of the Royal Society of London. En esa revisión de su trabajo hacían múltiples menciones a Franklin y Wilkins desde los primeros párrafos, reconociendo que solo habían probado estructuras compatibles con los datos de ellos cuando crearon el modelo.

La doble hélice de Watson, Wilkins, Crick y Franklin es hoy todo un icono de la ciencia, algo así como la Mona Lisa de la biología. Su descubrimiento culminó en 1953 la carrera científica para entender la herencia genética, iniciada en 1869 cuando se descubrió el ADN. Tras siete décadas de investigaciones, muchos científicos habían hecho importantes hallazgos, pero faltaba una pieza importante del puzle. Ellos la encontraron en menos de dos años y cambiaron la historia de la ciencia, pese a peleas, interrupciones y deslealtades en la colaboración. Y lo lograron gracias a los precisos experimentos de Wilkins y Franklin, en combinación con la habilidad teórica de Watson y Crick, cuya intuición y capacidad para especular sin prejuicios les sirvió para entender y encajar las piezas aportadas antes por otros investigadores.

1869

Descubrimiento de la nucleína (ADN). Friedrich Miescher encuentra, en el núcleo de las células, una sustancia rica en fósforo y en nitrógeno. Su función es desconocida y la denomina “nucleína”.

1876

Reproducción sexual en el microscopio. Oscar Hertwig ve cómo el espermatozoide penetra en el óvulo y sus núcleos se fusionan. Más tarde sugiere que la nucleína es la sustancia responsable de la herencia de los rasgos biológicos.

Años 1880

Los cromosomas y la división celular. Wilhelm von Waldeyer-Hartz denomina “cromosomas” a unos cuerpos coloreados que aparecen en el núcleo durante la división celular, que poco antes había descrito Walther Flemming.

1902

Teoría cromosómica de la herencia. Theodor Boveri y Walter Sutton explican los mecanismos de las leyes de la genética, que había descubierto en 1865 el monje austríaco Gregor Mendel, experimentando con guisantes.

1909-1929

La composición química del ADN. Phoebus Levene estudia la composición de la nucleína descubierta por Miescher y le da su nombre actual: ácido desoxirribonucleico (ADN).

1915

Los genes están en los cromosomas. Thomas Hunt Morgan demuestra, mediante experimentos con la mosca de la fruta, que los genes están ubicados en lugares concretos de los cromosomas, confirmando la teoría de Boveri-Sutton.

1944

El ADN es el portador de los genes. El experimento de Avery, MacLeod y McCarty confirma que el ADN es la sustancia que provoca la alteración genética de las bacterias.

1950

Las bases van emparejadas. Erwin Chargaff descubre que en el ADN siempre hay la misma proporción de adenina (A) y timina (T) por un lado, y de citosina (C) y guanina (G) por el otro. Además, su composición varía de una especie a otra.

1952

Foto 51: la mejor radiografía del ADN. Raymond Gosling y Rosalind Franklin obtienen una imagen de difracción de rayos X del ADN muy nítida. Confirma sin duda las sospechas de que en la molécula hay hélices.

1953

La doble hélice. James Watson y Francis Crick elaboran su modelo de la estructura del ADN. Los datos de los análisis con rayos X de Rosalind Franklin y Maurice Wilkins confirman que es correcto.

1957

El dogma de la biología molecular. Francis Crick sigue ampliando la teoría de la información genética y enuncia su dogma central: la información se transmite de ADN a ARN, y de ARN a proteínas.

Años 1960

El código genético. Marshall Nirenberg y Severo Ochoa, entre otros, descifran los mecanismos por los que el código del ADN se transcribe para fabricar las proteínas. La teoría de la doble hélice queda aceptada definitivamente.

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