Armando
el rompecabezas de la vida
Watson y Crick partieron del muy sensato principio de que para entender
cómo funciona algo, primero hay que saber cómo está
hecho. Por ello, decidieron concentrarse en averiguar la estructura
molecular del ADN.
En 1951, cuando comenzaron a investigarlo, ya se conocía algo
sobre la estructura de la intrigante molécula. Se sabía,
por ejemplo, que contenía carbono, hidrógeno, oxígeno,
nitrógeno y fósforo. También se sabía
que está formada por largas cadenas de unidades llamadas nucleótidos
(véase recuadro).
La columna vertebral de la molécula está formada por
fósforo (en forma de grupos fosfato) y el azúcar desoxirribosa.
De esta columna sobresalen las llamadas bases púricas (adenina
y guanina) y pirimídicas (timina y citosina). Se pensaba que,
de alguna manera, la información genética del ADN estaba
“escrita” en el orden de las bases en la molécula.
Lo que no se sabía era cuántas cadenas formaban una
molécula, ni cómo se acomodaban una respecto a otra.
Finalmente, se contaba también con un dato curioso: estudiando
ADN de diversas especies, el bioquímico austriaco Erwin Chargaff
había encontrado que el contenido de adenina era siempre igual
que el de timina, y el de guanina era igual al de citosina (aunque
las proporciones de adenina + timina y guanina + citosina variaban
según el organismo de que se tratara). Nadie podía imaginar
qué significaban estas “reglas de Chargaff”, pero
estaba claro que no se trataba de una coincidencia.
Por aquel entonces, Watson era un “niño genio”
de 23 años. Había obtenido su doctorado en Chicago,
donde se había especializado en ornitología (el estudio
de los pájaros). Había ido a Copenhague, Dinamarca,
a estudiar genética, pero como encontró poco estimulante
el ambiente, decidió mejor ir a Cambridge, Inglaterra, al famoso
Laboratorio Cavendish, donde se aplicaba una nueva técnica
conocida como “cristalografía por difracción de
rayos X” (véase recuadro) para estudiar la estructura
de moléculas biológicas, sobre todo proteínas.
Crick, por su parte, tenía 33 años y, luego de estudiar
física y trabajar en el desarrollo del radar, durante la Segunda
Guerra Mundial, había ido a dar al mismo laboratorio. Se reconocía
ampliamente su gran inteligencia, pero hasta el momento no había
logrado obtener un éxito importante. Como la mayor parte de
los científicos que trabajaban ahí, se interesaba en
averiguar la estructura molecular de las proteínas.
La
historia se complica
Y es aquí donde entran en escena otros dos personajes importantes
de esta historia. Así como en el Laboratorio Cavendish se aplicaba
la cristalografía por difracción de rayos X para estudiar
la estructura de las proteínas, en el King’s College,
en Londres, el físico Maurice Wilkins hacía lo mismo
con el ácido desoxirribonucleico. Durante años, Wilkins
había estado tratando de obtener (e interpretar) buenas imágenes
del complicado patrón que producían los rayos X al pasar
a través del ADN. Su hábil colaboradora, Rosalind Franklin,
llegada recientemente, había logrado algunas imágenes
especialmente claras, y comenzaba a estudiarlas, aunque al parecer
no gustaba mucho de comunicar sus resultados a Wilkins.
La
cristalografía de rayos X |
No
es casual que Watson y Crick fueran a dar al Laboratorio
Cavendish: la cristalografía de rayos X, que
ahí se desarrolló, era una técnica
novedosa que había permitido, por primera vez,
“observar” cómo estaban acomodados
los átomos que forman una molécula.
Habitualmente, los métodos químicos habían
bastado para deducir cómo tenían que estar
ordenados en el espacio los átomos en un compuesto.
Pero esto sirve sólo para moléculas simples,
formadas por unos cuantos átomos; quizá
unas decenas. Para moléculas gigantes como proteínas
o ácidos nucleicos se necesitaba un método
más directo.
Usar un microscopio convencional (que usa luz) no era
una posibilidad: con él pueden verse bacterias,
pero los átomos son varios miles de veces más
pequeños. Incluso utilizando el microscopio electrónico,
perfeccionado en 1937, las proteínas y el ADN
sólo se podían ver como manchitas borrosas.
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Los
rayos X, a diferencia de la luz visible y los electrones,
son ondas cuyas oscilaciones (su “longitud de
onda”) son muy pequeñas. Tanto que pueden
usarse para “ver” átomos. De modo
que, en teoría, podrían usarse los rayos
X, haciéndolos pasar a través de una muestra
de proteínas (o ADN), para obtener una imagen
de los átomos que lo formaban.
Por desgracia, no hay lentes que puedan enfocar los
rayos X, como las lentes de cristal en un microscopio
óptico enfocan la luz, o los campos magnéticos
en uno electrónico enfocan los electrones. Lo
único que se podía hacer era dirigir el
haz de rayos X a través de la muestra y colocar
del otro lado una placa fotográfica, de modo
que se obtenía una serie de manchas. Posteriormente,
utilizando técnicas matemáticas, podía
intentar deducirse dónde tenían que estar
los átomos de las moléculas para haber
desviado (difractado) los rayos X de manera que se produjera
ese patrón de manchas en particular.
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Cuando Watson y Crick comenzaron a interesarse en la estructura molecular
del ADN, estaban en cierto modo entrando en el campo de estudio de
los expertos Wilkins y Franklin. Los “entrometidos” Crick
y Watson no estaban suficientemente capacitados para obtener e interpretar
patrones de rayos X. Pero en cambio, tenían ideas frescas.
Las proteínas que se estudiaban en el Cavendish, al igual que
el ADN que se estudiaba en Londres, están formadas por miles
de átomos. Desentrañar su estructura exclusivamente
a partir de los datos de difracción de rayos X era un problema
mayúsculo (¡sobre todo en esa época en que no
había computadoras!). Fue por eso que Crick y Watson tuvieron
que utilizar una vía corta.
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