En el King’s College de Londres, Rosalind Franklin obtuvo imágenes del ADN mediante cristalografía de rayos X, una idea que había sido planteada por Maurice Wilkins. Las imágenes de Franklin permitieron a James Watson y Francis Crick crear su famoso modelo de dos hebras o doble hélice.
En 1962, Watson (nacido en 1928), Crick (1916-2004) y Wilkins (1916-2004) recibieron conjuntamente el Premio Nobel de Fisiología o Medicina por su determinación en 1953 de la estructura del ácido desoxirribonucleico (ADN). El colega de Wilkins, Franklin (1920-1958), que murió de cáncer a los 37 años, no recibió esta distinción. Las razones de su exclusión han sido debatidas y aún no están claras. Hay una estipulación del Premio Nobel que establece que «en ningún caso el importe del premio puede dividirse entre más de tres personas». El hecho de que muriera antes de que se le concediera el premio también puede haber sido un factor, aunque la estipulación contra los premios póstumos no se instauró hasta 1974.
Descubrimiento de la estructura del ADN
La molécula que es la base de la herencia, el ADN, contiene los patrones para construir proteínas en el cuerpo, incluyendo las diversas enzimas. Una nueva comprensión de la herencia y de las enfermedades hereditarias fue posible una vez que se determinó que el ADN está formado por dos cadenas enroscadas una alrededor de la otra, o dobles hélices, de grupos de fosfatos y azúcares alternados, y que las dos cadenas se mantienen unidas por enlaces de hidrógeno entre pares de bases orgánicas: la adenina (A) con la timina (T), y la guanina (G) con la citosina (C). La biotecnología moderna también se basa en el conocimiento estructural del ADN; en este caso, la capacidad de los científicos para modificar el ADN de las células huésped para que produzcan el producto deseado, por ejemplo, la insulina.
El trasfondo del trabajo de los cuatro científicos lo formaron varios avances científicos: los progresos realizados por los cristalógrafos de rayos X en el estudio de las macromoléculas orgánicas; las crecientes pruebas aportadas por los genetistas de que era el ADN, y no las proteínas, de los cromosomas el responsable de la herencia; el hallazgo experimental de Erwin Chargaff de que en el ADN hay el mismo número de bases A y T y de bases G y C; y el descubrimiento de Linus Pauling de que las moléculas de algunas proteínas tienen formas helicoidales, al que se llegó mediante el uso de modelos atómicos y un profundo conocimiento de la posible disposición de varios átomos.
rosalind-franklin.jpg Rosalind Franklin en París. Vittorio Luzzati Rosalind Franklin
De los cuatro investigadores del ADN, sólo Rosalind Franklin era licenciada en química. Nació en el seno de una prominente familia de banqueros londinenses, en la que se animaba a todos los hijos -niños y niñas- a desarrollar sus aptitudes individuales. Asistió al Newnham College, uno de los colegios femeninos de la Universidad de Cambridge. Terminó su carrera en 1941, en plena Segunda Guerra Mundial, y empezó a trabajar en Cambridge con Ronald Norrish, futuro premio Nobel. Renunció a su beca de investigación en sólo un año para contribuir al esfuerzo bélico en la British Coal Utilization Research Association. Allí realizó investigaciones fundamentales sobre las propiedades del carbón y el grafito. Regresó brevemente a Cambridge, donde presentó una disertación basada en este trabajo y se le concedió el doctorado en química física. Después de la guerra, a través de un amigo francés, consiguió un puesto en el Laboratoire Centrale des Services Chimiques de l’Etat de París, donde se introdujo en la técnica de la cristalografía de rayos X (véase el vídeo de esta página) y se convirtió rápidamente en una autoridad respetada en este campo. En 1951 regresó a Inglaterra, al King’s College de Londres, donde se encargó de mejorar el laboratorio de cristalografía de rayos X para trabajar con el ADN.
Ver la historia a través de los lentes correctores de la espectrofotometría y la cristalografía de rayos X
La historia a través de la espectrofotometría y la cristalografía de rayos X explica cómo estos instrumentos ayudan a entender la estructura de los átomos.
Maurice Wilkins
wilkins1.jpg
Maurice Wilkins con un equipo de cristalografía de rayos X hacia 1954.
El King’s College de Londres y Horace Freeland Judson
En el King’s College ya trabajaba Maurice Wilkins, un físico nacido en Nueva Zelanda pero educado en Cambridge. Como nuevo doctor, trabajó durante la Segunda Guerra Mundial en la mejora de las pantallas de los tubos de rayos catódicos para su uso en el radar y luego fue enviado a Estados Unidos para trabajar en el Proyecto Manhattan. Como muchos otros físicos nucleares, se desilusionó con su materia cuando se aplicó a la creación de la bomba atómica; en su lugar, se dedicó a la biofísica, trabajando con su mentor de Cambridge, John T. Randall -que había sufrido una conversión similar-, primero en la Universidad de St. Andrews (Escocia) y luego en el King’s College de Londres. Fue idea de Wilkins estudiar el ADN mediante técnicas cristalográficas de rayos X, que ya había empezado a aplicar cuando Franklin fue nombrado por Randall. La relación entre Wilkins y Franklin era desgraciadamente mala y probablemente frenó sus avances.
James Watson y Francis Crick
Mientras tanto, en 1951, James Watson, un estadounidense de 23 años nacido en Chicago, llegó al Laboratorio Cavendish de Cambridge. Watson tenía dos títulos en zoología: una licenciatura en la Universidad de Chicago y un doctorado en la Universidad de Indiana, donde se interesó por la genética. En Indiana había trabajado con Salvador E. Luria sobre los bacteriófagos, los virus que invaden las bacterias para reproducirse, tema por el que Luria recibió el Premio Nobel de Fisiología o Medicina en 1969. Watson se fue a Dinamarca para realizar un trabajo postdoctoral, para seguir estudiando los virus y remediar su relativa ignorancia de la química. En una conferencia celebrada en la primavera de 1951 en la Estación Zoológica de Nápoles, Watson escuchó a Wilkins hablar sobre la estructura molecular del ADN y vio sus recientes fotografías cristalográficas de rayos X del ADN. Quedó prendado.
watson-crick-dna-model.jpg
James Watson y Francis Crick con su modelo de ADN en los Laboratorios Cavendish en 1953. Para solicitar permiso para utilizar esta foto, visite el sitio web de la Science Photo Library en www.photoresearchers.com.
© A. Barrington Brown.
Watson pronto se trasladó al Laboratorio Cavendish, donde se estaban llevando a cabo varios proyectos importantes de cristalografía de rayos X. Bajo la dirección de William Lawrence Bragg, Max Perutz investigaba la hemoglobina y John Kendrew estudiaba la mioglobina, una proteína del tejido muscular que almacena oxígeno. (Perutz y Kendrew recibieron el Premio Nobel de Química por sus trabajos el mismo año en que se concedió el premio a los investigadores del ADN: 1962). A las órdenes de Perutz trabajaba Francis Crick, que se había licenciado en física en el University College de Londres y había ayudado a desarrollar el radar y las minas magnéticas durante la Segunda Guerra Mundial. Crick, otro físico de la biología, debía estar escribiendo una tesis sobre la cristalografía de rayos X de la hemoglobina cuando llegó Watson, deseoso de reclutar a un colega para trabajar en el ADN. Inspirados por el éxito de Pauling en el trabajo con modelos moleculares, Watson y Crick reunieron rápidamente varios modelos de ADN e intentaron incorporar todas las pruebas que pudieron reunir. Las excelentes fotografías de rayos X de Franklin, a las que habían accedido sin su permiso, fueron fundamentales para la solución correcta. Los cuatro científicos anunciaron la estructura del ADN en artículos que aparecieron juntos en el mismo número de Nature.
Carreras separadas
Después tomaron direcciones diferentes. Franklin se fue al Birkbeck College de Londres para trabajar en el laboratorio de J. D. Bernal, un entorno mucho más agradable para ella que el King’s College. Antes de su prematura muerte por cáncer, hizo importantes contribuciones al análisis cristalográfico de rayos X de la estructura del virus del mosaico del tabaco, un hito en este campo. Al final de su vida se hizo amiga de Francis Crick y su esposa y trasladó su laboratorio a Cambridge, donde emprendió un peligroso trabajo sobre el poliovirus. Wilkins aplicó las técnicas de rayos X a la determinación estructural de las membranas de las células nerviosas y del ácido ribonucleico (ARN) -molécula asociada a la síntesis química en la célula viva- mientras ascendía en rango y responsabilidad en el King’s College. La carrera posterior de Watson le llevó finalmente al Laboratorio de Biología Cuantitativa de Cold Spring Harbor (CSHL), en Long Island, Nueva York, donde, como director desde 1968, lo llevó a nuevas cotas como centro de investigación en biología molecular. De 1988 a 1992 dirigió el Centro Nacional de Investigación del Genoma Humano en los Institutos Nacionales de Salud. Después regresó al CSHL, del que se retiró en 2007. Durante su larga estancia en Cambridge, Crick hizo contribuciones fundamentales para descifrar el código genético. Junto con Sydney Brenner, demostró que cada grupo de tres bases adyacentes en una sola cadena de ADN codifica un aminoácido específico. También hipotetizó correctamente la existencia del ARN «de transferencia», que media entre el ARN «mensajero» y los aminoácidos. Tras 20 años en Cambridge, con varias cátedras de visita en Estados Unidos, Crick se incorporó al Instituto Salk de Estudios Biológicos de La Jolla (California).
Reconocimiento posterior
En 2005 James Watson fue honrado con la Medalla de Oro Othmer de la Fundación del Patrimonio Químico, ahora Instituto de Historia de la Ciencia, por su talento científico, que ha dado al mundo una nueva comprensión intelectual de la naturaleza de la vida, haciendo posible la biotecnología moderna y una vida mejor para toda la humanidad.
La información contenida en esta biografía fue actualizada por última vez el 4 de diciembre de 2017.