El día 25 de abril se cumplen 60 años de la publicación, en 1953, del artículo seminal de James D. Watson y Francis H. C. Crick: “Molecular structure of nucleic acids: a structure for deoxyribose nucleic acid”, publicado en la revista “Nature” (171, 4356: 737-738).

En conmemoración de dicha efeméride, que dio lugar al impulso definitivo para el desarrollo de la moderna Biología Molecular, reproducimos a continuación el primero de los cuatro artículos sobre el descubrimiento de la estructura del ADN escritos por el Dr. José María Riol Cimas, Profesor Titular de Bioquímica y Biología Molecular en la Universidad de La Laguna y miembro del Aula Cultural de Divulgación Científica. Los artículos tercero y cuarto se publicarán en esta página web el día 26 de abril de 2013. Todos aparecieron originalmente en “2.C = Revista Semanal de Ciencia y Cultura”, el suplemento cultural del periódico diario “La Opinión de Tenerife”, y están disponibles en su formato original en la sección “Biblioteca” de esta página web.

ADN (1). Escenario para un gran descubrimiento.

Hoy, metidos ya en el siglo XXI, los avances de la Biología Molecular y, más concretamente, de la ingeniería genética, una de sus aplicaciones prácticas, forman parte de nuestra vida cotidiana. Es difícil, al asomarse a los medios de comunicación, no encontrar alguna noticia relacionada con tal rama de la Bioquímica: clonación, alimentos transgénicos, terapia genética, etc.

Y no sólo eso: se advierte que, siendo en estos momentos la Biología Molecular la punta de lanza de la ciencia, al menos en su aspecto social, el poso que va dejando en la sociedad está transformando percepciones, convicciones y costumbres sociales. Es decir, la ciencia, como incuestionable motor de la cultura, está alterando positivamente los modos de vida y costumbres de nuestro mundo.

La Biología Molecular también ha transformado a la Bioquímica o, tal vez, éste no sea más que el primer paso para erigirse en una disciplina independiente, con su propio cuerpo de doctrina, sus particulares métodos experimentales, sus exclusivas publicaciones científicas, etc. Algo parecido a lo que ocurrió con la Bioquímica, a finales del siglo XIX, en relación con sus tres disciplinas maternas: la Química, la Fisiología y la Patología; sólo que ahora el trío materno de la Biología Molecular lo forman la propia Bioquímica, la Física y la Genética.

Los grandes descubrimientos que hoy sorprenden a todos, siendo importantísimos intrínsecamente y también en tanto que ya nos afectan directamente, no son más que la continuación lógica de los acontecimientos que tuvieron lugar, sobre todo, en las décadas de los cuarenta y los cincuenta del siglo XX. Acontecimientos que culminaron con el establecimiento del "dogma central de la Biología Molecular" en 1958, quedando desde entonces por resolver los aspectos metodológicos una vez resueltos básicamente los aspectos conceptuales. La gran revolución científica de la Biología Molecular tuvo lugar en esos años, a pesar de que sea ahora cuando sus efectos se estén dejando sentir con más fuerza que nunca. Parafraseando a Thomas Kuhn, actualmente, en este terreno, se hace ciencia "normal" frente a la ciencia "revolucionaria" que se hizo en aquellos años, pues fue entonces cuando se estableció el nuevo paradigma científico. No cabe duda de que, en la Biología, la emergencia de la Biología Molecular representa la gran revolución científica del siglo XX, equiparable a la provocada por Charles Darwin en 1859 con la publicación de El Origen de las Especies.

El gran salto adelante, que sirve para dar un impulso irreversible a la larga marcha de la Biología Molecular, tiene lugar con el descubrimiento de la estructura del ácido desoxirribonucleico (ADN), la molécula de la vida mediante la que todos los seres vivos transmiten a su descendencia su información genética, gracias a la capacidad de autorreproducción del ADN. Este acontecimiento clave, y no solo para la historia de la ciencia, ocurre en la primavera de 1953, en la Unidad del Consejo de Investigaciones Médicas para el Estudio de la Estructura Molecular de los Sistemas Biológicos, del laboratorio Cavendish de la Universidad de Cambridge, precisamente en un centro que, desde su fundación en 1874, había estado dedicado a la investigación en Física, y dirigido, entre otros, por Ernest Rutherford. Los principales protagonistas del descubrimiento son dos personajes peculiares desde cualquier punto de vista: el biólogo estadounidense de 25 años James Dewey Watson y el físico británico de 36 Francis Harry Compton Crick, que publican su trabajo en la revista Nature el 25 de Abril de 1953.

De ellos sí que puede decirse, sin demérito de su extraordinario trabajo y dejando otras consideraciones aparte, que coincidieron en el lugar adecuado y en el  momento oportuno. El laboratorio Cavendish, un auténtico vivero de premios Nobel, estaba dirigido en aquel tiempo nada menos que por Sir William Lawrence Bragg, quien en 1915, a la edad de 25 años, había obtenido el premio Nobel de Física por su contribución a la determinación de la estructura atómica de los cristales mediante el uso de rayos X. En el mismo laboratorio trabajaban John Cowdery Kendrew y Max Ferdinand Perutz, que obtendrían el premio Nobel de Química en 1962 por la determinación de las estructuras moleculares de la mioglobina y la hemoglobina respectivamente. Tenían una relación frecuente con Maurice Wilkins y también, aunque no siempre amigable, con Rosalind Franklin, ambos del King's College de la Universidad de Londres; con Wilkins compartirían Watson y Crick el premio Nobel de Fisiología o Medicina en 1962. Al mismo tiempo mantenían, a través de Bragg, una buena relación con el químico orgánico Alexander Todd, vecino de laboratorio que sería galardonado con el premio Nobel de Química en 1957. Todd fue maestro, en los años 1949 y 1950, del profesor Antonio González González, el que fuera Rector de la Universidad de La Laguna y premio Príncipe de Asturias de Investigación Científica en 1986, y durante algunos años de Derek Barton, premio Nobel de Química en 1969. También los contactos eran fluidos con Linus Pauling, el mejor químico del momento, consumado especialista en descubrirlo todo, y premio Nobel de Química en 1954 y de la Paz en 1962.

Además se encontraban en la Inglaterra de la posguerra, donde el presupuesto para investigación científica se quintuplicó entre 1945 y 1950, pasando de 6,5 a 30 millones de libras. La guerra había dejado, al menos, alguna secuela positiva: una conciencia clara de la utilidad y la necesidad de la ciencia. Parece obvio que el lugar era inmejorable, pero también el momento lo era.

Y es que, a partir de los años treinta, comienza la gran migración de los físicos hacia el estudio de los problemas biológicos. La lista podría ser muy larga, pero baste citar a William Bragg, John Bernal, Max Delbrück, Leo Szilard, Maurice Wilkins, Rosalind Franklin y Francis Crick. Algunos de ellos dieron un giro radical a su trabajo afectados por los nuevos rumbos de la Física y por un cierto sentimiento de culpa: Szilard y Wilkins habían participado en el proyecto Manhattan, que culminó con la invención de la bomba atómica, y Crick había formado parte de la organización científica del almirantazgo británico diseñando radares y minas magnéticas.

Pero, sin duda, la figura clave fue la de Erwin Schrödinger, un físico teórico que siguió siéndolo tras la publicación, en 1944, de un libro de gran impacto hoy considerado clásico: ¿Qué es la vida? La obra, redactada con un lenguaje sencillo, sugería que se podía pensar acerca de los problemas biológicos en términos físicos y era, sobre todo, un libro de preguntas más que de respuestas: ¿Cuál es la estructura física de las moléculas que se duplican cuando se dividen los cromosomas? ¿Cómo retienen estas moléculas su individualidad de generación en generación? ¿Cómo se controla el metabolismo celular? ¿Cómo se organizan las estructuras que permiten las funciones de los organismos superiores?

Éstas y otras preguntas animaron a muchos físicos a pasarse, con armas y bagajes, a un campo ansioso de sus poderosos métodos experimentales y del innegable espíritu generalizador de la Física. Casi todos lo hicieron con la humildad propia de quien se adentra en un territorio desconocido, aunque la excepción puede ser Max Delbrück quien, al ser interrogado sobre el cambio en el objeto de sus estudios, contestó: "Porque creo que la Biología es demasiado difícil para los biólogos". Pues bien, citando frases de sabios conviene recordar también aquella otra de Watson, perfectamente aplicable a Debrück: "...en contraste con la concepción popular sostenida por los periódicos y por las madres de los científicos, buen número de ellos no sólo son obtusos y de mentalidad estrecha, sino también simplemente estúpidos".

Lo cierto es que, a comienzos de los años cincuenta, Watson y Crick pensaban que se daban las circunstancias apropiadas para afrontar el gran reto: la elucidación de la estructura del material genético de la célula.

Y así, en el otoño de 1951, llega Watson a Cambridge, donde permanecería durante dos años cruciales para su vida. Allí se juntaron el hambre y las ganas de comer: el joven y ambicioso norteamericano de 23 años y el no tan joven británico (pero tan ambicioso o más) Francis Crick que, por entonces, ya tenía 35 años y un curriculum de investigación que cabía en una tarjeta de visita y sobraba espacio. Sería un tiempo muy intenso desde muchos puntos de vista, que desembocaría en el descubrimiento científico más importante de la Biología del siglo XX.

Con mucha información dispersa en las manos, y con una perspicacia muy superior a la de sus colegas, que les permitió ensamblar las piezas del rompecabezas, fueron capaces de elucidar la estructura del ADN en pocos, pero intensos, meses de trabajo: los transcurridos entre octubre y noviembre de 1951 y entre enero y marzo de 1953. 1952 fue un año en apariencia estéril para el estudio de la estructura del ADN, puesto que Sir Lawrence Bragg había dado la orden de abandonar su estudio en noviembre de 1951, a raíz de una sonora metedura de pata de Watson y Crick, aunque siempre les quedaban las especulaciones en The Eagle, la cervecería en la que solían almorzar.

En definitiva: en marzo de 1953 la fruta estaba madura y ellos supieron alargar la mano para cogerla.

Figura: Una visión humorística de las terapias génicas en un sello de correos de Gran Bretaña de 2003. La imagen de este sello de correos se ha utilizado exclusivamente con fines docentes y divulgativos sin ánimo de lucro.