Hace 30 años se descubrió la molécula de la vida por dos investigadores de la universidad de Cambridge

En un mes de abril, hace exactamente 30 años, la prestigiosa revista Nature informaba sobre la resolución del secreto de la vida: la estructura molecular del ADN (ácido desoxirribonucleico), portador del programa genético de los organismos vivos, parecía haber sido desentrañada por dos investigadores de Cambridge. Este descubrimiento, considerado como el más importante de nuestro siglo, ha llevado a una mayor comprensión del funcionamiento de los seres vivos -al permitir descifrar el código genético- y al florecimiento de prácticas biotecnológicas, como la ingeniería genética, que siguen revolucionando la industria, la medicina, la agricultura y la ganadería. No sólo en el plano puramente científico, sino también desde el punto de vista social y ético.

Otoño de 1951. Un joven biólogo norteamericano, James Watson, llega al laboratorio Cavendish, de la universidad de Cambridge. En él, físicos y químicos investigan sobre las estructuras tridimensionales de las proteínas, un tema candente en aquella época, tras los descubrimientos del químico noreamericano Linus Pauling, del laboratorio Cal Tech, en Pasadena California), acerca de la configuración helicoidal de algunas de esas sustancias. Watson, sin embargo, intuía que la importancia de una desconocida molécula, el ácido desoxirribonucleico o ADN, era superior a la de las proteínas. Podría tratarse, incluso, de la mítica y ansiada molécula de la vida, responsable de la transmisión de los caracteres hereditarios de los seres vivos.Esta idea había nacido en la primavera de ese mismo año, cuando, en un congreso celebrado en Nápoles, Watson coincidió con el físico inglés Maurice Wilkins, investigador del King's College de Londres. Éste había mostrado a los participantes una fotografía del ADN, obtenida mediante la técnica de difracción de rayos X, en la que se observaba que dicha molécula parecía poseer una configuración de tipo cristalino, lo que ¡mplicaba que bien podía tratarse de una estructura regular resoluble de manera directa. Algo que por aquel entonces era privilegio exclusivo de las proteínas, las cuales además, seguían siendo consideradas por gran parte de los científicos como los componentes de los genes.

Tras la pista genética

No obstante, Watson prosiguió con el propósito de desvelar las características del ácido desoxirribonucleico, empresa en la que se vio calurosamente apoyado por un polémico investigador del Cavendish, Francis Crick. Para ello tuvo que hacer frente a la física y a la química, materias de las que había huido desde los comienzos de su barrera investigadora. Además los únicos datos firmes y concretos existentes acerca del ADN se centraban exclusivamente en el punto de vista químico, a pesar de que ya en 1944 el bacteriólogo T. Avery, del Rockefeller Institute, de Nueva York, había descubierto que los caracteres hereditarios podían ser transmitidos de una célula bacteriana a otra, a través de moléculas purificadas de ADN. Aunque se conocía 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 fotografías que Rosalind Franklin y Maurice Wilkins obtenían mediante la técnica que había permitido demostrar a Linus Pauling la estructura en hélice de algunas proteínas, la difracción de rayos X. Pero este investigador, al otro lado del Atlántico, también se hallaba interesado por el ADN. Así, la investigación se convirtió en una lucha contra reloj de ambos bandos.

Las evidencias químicas que se conocían de este ácido nucleico catalogado así por encontrarse en el núcleo de las células, se referían a su composición molecular. Se trataba de una gran molécula construida a base de otras más pequeñas, los nucleátidos. Éstos, a su vez, estaban formados por un azúcar (la desoxirribosa), ácido fosfórico y una cualquiera de cuatro de las llamadas bases nitrogenadas (adenina, guanina, timina y citosina). Ahora bien, la gran cues tión era cómo se disponían espacialmente estas moléculas, cómo explicar las fotografías cristalográficas.

Tras realizar infinidad de modelos tridimensionales, a base de piezas, sin llegar a conseguir ningún resultado convincente, ocurrieron dos sucesos que colaborarían directamente en la solución definitiva de la estructura del ADN. Por un lado, Watson y Crick encontraron los trabajos desarrollados durante la década de los cuarenta por el bioquímico austriaco Chargaff, en los que se ponía de manifiesto que la composición de bases nitrogenadas del ADN estaba en relación directa con la especie viva de la que procedía. Así, el ADN de distintos tejidos de una misma especie poseía igual composición de bases, la cual no variaba ni con la edad, nutrición, cambio de metabolismo o circunstancias ambientales, pero sí de una especie a otra (cuanto más altos estuvieran situados los organismos en la cadena evolutiva, mayor cantidad de ADN poseían). Todo ello reforzaba la idea de que este ácido debía ser el portador de los caracteres hereditarios, pues estas propiedades resultaban ser las esperadas de cualquier material genético.

Por otro, James Watson fue instado, en función de la beca que tenía 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 prohibición, Watson dirigió su interés hacia el material genético de este virus bacteriófago, el ácido ribonucleico o ARN. Lo que descubrió fue un puntal fundamental para el desentrañamiento posterior del ADN: la estructura cristalográfica de aquél era ¡una hélice! ¿Sería factible que esta misma configuración la poseyera también el ácido desoxirribonucleico?

La vida en una doble hélice

Manejando esta hipótesis, que parecía encajar con los datos obtenidos por difracción 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 ocurría para la citosina y la guanina, se llegó a la conclusión de que la molécula de ADN estaba constituida por dos cadenas lineales de polinucleótidos, enrolladas helicoidalmente entre sí y con las bases nitrogenadas dispuestas a modo de peldaños interiores, unidas según 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 biológicos imperaba la dualidad había sido correcta, aunque su negación por parte de Crick y Wilkins (apostaban por tres cadenas) les había robado un tiempo que hubiera podido ser decisivo en la lucha con Pauling.Así, en abril de 1953, la revista científica inglesa Nature publicaba el trabajo de estos tres investigadores. El modelo tridimensional presentado sobre el ADN no sólo explicaba sus propiedades físicas y químicas, sino que dejaba entrever el mecanismo por el que la información genética podía replicarse con exactitud durante la división celular y perpetuar la transmisión de los caracteres hereditarios generación tras generación: la existencia de dos hebras complementarias, en función de sus bases nitrogenadas, era la clave.

Más tarde se descubriría cómo estas dos cadenas se separan, dando lugar cada una a hebras complementarias hijas, que constituirán la nueva molécula de ADN, con la misma información que la anterior, codificada por su secuencia específica de bases. Posteriormente, se llegaría a desvelar en qué consiste este código genético: cómo a partir de cada tres bases consecutivas se produce una proteína. Y así hasta el momento actual, en que el conocimiento del corazón de la célula, de los cromosomas y sus genes constitutivos, formados por ADN, ha supuesto que las bacterias se patenten, laobtención de células híbridas de diferentes especies o el nacimiento de los denominados bebés probeta, entre muchos otros logros. La biotecnología, y dentro de ella la ingeniería genética, ha sido posible gracias al empeño de aquellos tres investigadores y a su confianza en el ADN, la molécula de la vida.

Francis Crick, James Watson y Maurice Wilkins recibirían el Premio Nobel de Fisiología 11 años más tarde. La historia del descubrimiento de la estructura molecular del ADN implicó, sobre todo en sus primeras etapas, un dilema ético, al inmiscuirse en el tema de investigación de otro científico. También confluyeron circunstancias casuales. Pero es que, como afirmó el propio James Watson, "la ciencia rara vez avanza en el sentido recto y lógico que imaginan los profanos. En lugar de ello, sus pasos hacia adelante, y a veces hacia atrás, suelen ser sucesos muy humanos en los que tradiciones culturales y las personalidades desempeñan un importante papel".

Fotos: Colectivo Ciencia y Cultura.