Thread by @Pulgar_Panda

El 25 de abril de 1953 se publicó en la revista Nature (@nature) una serie de tres artículos que describían por primera vez en la historia la estructura del ADN. La hazaña fue producto de la investigación de varios científicos y laboratorios. Te contamos su historia.
#HilosDC6

@nature @Sci_Granada @HdCiencia La historia del descubrimiento de la estructura del ADN comienza en la primavera de 1951. Por aquel entonces, un jovencísimo James Dewey Watson recién llegado de Conpenhague decide asistir a un congreso sobre macromoléculas en la Estación Zoológica de Nápoles (fotografía).

@nature @Sci_Granada @HdCiencia La intención de Watson era aprender lo máximo posible sobre una macromolécula en concreto: el ADN. Para ello decidió asistir a este congreso que reunía a los mayores expertos sobre el tema. Pero Watson, por aquel entonces, se encontraba estudiando bacteriófagos en Copenhague.

@nature @Sci_Granada @HdCiencia Previamente, Watson había leído el escueto libro "¿Qué es la vida?" del físico Erwin Schrödinger. En este libro, Schrödinger se preguntaba cuál podría ser la molécula poseedora de la información genética, la que alberga los genes. Las proteínas parecían ser el mejor candidato.

@nature @Sci_Granada @HdCiencia Pero algunos estudios recientes de la época, como los de Oswald Avery, Colin MacLeod y Maclyn McCarty (los tres de la fotografía), mostraron que el ADN podía albergar a los genes. Comprobaron que el ADN de neumococos no virulentos provocaba que neumococos no virulentos lo fueran.

@nature @Sci_Granada @HdCiencia Estos estudios y el hecho de leer el libro de Schrödinger motivaron a Watson a descubrir el secreto de la vida. En el congreso de Nápoles pudo presenciar varias charlas sobre el ADN, una de ellas de Maurice Wilkins quien mostró varias fotografías de difracción de rayos X del ADN.

@nature @Sci_Granada @HdCiencia Es en este momento cuando James Watson decide irse a investigar a Cambridge tras el verano de 1951. En noviembre de ese mismo año, Watson ya había conseguido una ampliación de su beca para investigar en el laboratorio Cavendish, de la Universidad de Cambridge (fotografía).

@nature @Sci_Granada @HdCiencia Su lugar de trabajo durante los siguientes años se encontraba en la unidad de difracción de rayos X del Cavendish, que estaba dirigido por aquel entonces por el físico Lawrence Bragg (fotografía), que ganó el Premio Nobel de Física en 1915 con tan solo 25 años.

@nature @Sci_Granada @HdCiencia Watson trabajaría junto a Francis Crick (fotografía), un físico de formación que se mudó a la biología en 1947 tras, precisamente, leer el libro "¿Qué es la vida?". Era, junto a Watson, el único investigador del Cavendish que intuía que la base de la herencia estaba en el ADN.

@nature @Sci_Granada @HdCiencia A principios de la década de 1950 se pensaba que los genes se encontraban en las proteínas, debido a su aperiodicidad (secuencia de aminoácidos no periódica; al azar). La variabilidad de la secuencia de las proteínas explicaría la variabilidad de las especies.

@nature @Sci_Granada @HdCiencia A lo largo de noviembre de 1951, Watson y Crick comenzaron a trabajar en el modelo tridimensional de ADN. Su estrategia fue la siguiente: copiar a Linus Pauling (fotografía), un químico estadounidense que ya descubrió años atrás la estructura helicoidal de las proteínas.

@nature @Sci_Granada @HdCiencia En este mismo mes, Watson y Crick se reúnen con Maurice Wilkins (viejo amigo de Crick) y Rosalind Franklin en Londres. Ambos trabajaban en el King's College de la Universidad de Londres usando la difracción de rayos X para determinar también la estructura del ADN.

@nature @Sci_Granada @HdCiencia Rosalind Franklin (primera fotografía) llegó a King's College en 1950 con una beca de tres años para investigar junto a Wilkins (segunda fotografía). Ambos trabajaban en la unidad de biofísica, dirigida por John Randall (tercera fotografía).

@nature @Sci_Granada @HdCiencia En dicha reunión, Franklin les da una charla sobre sus avances con la estructura del ADN. Aunque todavía preliminares, ya se comenzaba a vislumbrar una estructura helicoidal. Los cuatro científicos salieron de la reunión motivados y dispuestos a "ganarle" a Pauling.

@nature @Sci_Granada @HdCiencia Watson y Crick comenzaron a leer el libro "La naturaleza del enlace químico" de Pauling para extraer valores de ángulos de ciertos átomos que posee el ADN, como los de fósforo. En diciembre de 1951 ambos ya tenían claro que el ADN debía de tener varias cadenas y no una.

@nature @Sci_Granada @HdCiencia Pero, ¿qué mantenía unidas las cadenas de ADN? Watson y Crick construyeron un modelo trihelicoidal a partir de alambres y planchas metálicas. En dicho modelo, el magnesio mantenía unidas las tres cadenas. A mediados de diciembre de 1951, Maurice y Rosalind fueron a verlo.

@nature @Sci_Granada @HdCiencia Franklin criticó el nuevo modelo trihelicoidal con magnesio y argumentó que debía de haber más moléculas de agua en los cálculos de la estructura, lo que aumentaba el número de modelos posibles. Franklin llevaba razón. Y Watson y Crick dejaron aparcado el proyecto del ADN.

@nature @Sci_Granada @HdCiencia Pasaron los días, y entre comidas y cafés en el pub "The Eagle" de Cambridge (todavía sigue abierto: fotografía), el dúo seguía leyendo sobre enlaces químicos y trabajando en su investigación principal: desvelar la estructura tridimensional de la hemoglobina.

@nature @Sci_Granada @HdCiencia En estas mismas fechas Franklin, junto a su ayudante Raymond Gosling (segunda fotografía), seguía usando la difracción de rayos X para averiguar la estructura del ADN. Pero lo hacía ignorando las instrucciones de Wilkins. La relación entre ambos era cuanto menos buena.

@nature @Sci_Granada @HdCiencia Tal era la confrontación entre ambos que el director del King's College, John Randall, decidió dividir la investigación entre los dos: Franklin se encargaría de investigar la forma A del ADN y Wilkins la forma B (más adelante explicaremos ambas formas).

@nature @Sci_Granada @HdCiencia Tras la navidad de 1951, las buenas noticias llegaron al Cavendish. La beca de Watson se había ampliado otros ocho meses más para investigar la estructura helicoidal del virus del mosaico del tabaco. Eso sí, Watson llevaría en paralelo sus estudios sobre la estructura del ADN.

@nature @Sci_Granada @HdCiencia En mayo de 1952 se celebró un congreso sobre proteínas en Londres al que Linus Pauling no pudo asistir por retirada de pasaporte. Según palabras de Watson:

...ver siguiente tweet...

@nature @Sci_Granada @HdCiencia «El Departamento de Estado de EEUU no quería que alborotadores como Pauling se dedicaran a viajar por el mundo diciendo cosas desagradables sobre los banqueros que habían dado dinero a la Administración».

@nature @Sci_Granada @HdCiencia Por aquellas fechas la tensión entre Wilkins y Franklin era máxima:

«Si Wilkins ordenaba a Franklin que construyese modelos helicoidales, quizá ella acabara retorciéndole el modelo de alambre en torno al cuello».

@nature @Sci_Granada @HdCiencia Entre mayo y junio de 1952, Watson demostró la estructura helicoidal del virus del mosaico del tabaco gracias a un nuevo ánodo de rayos X que llegó al laboratorio Cavendish. Tras el hallazgo, Watson y Crick retoman su investigación sobre la estructura del ADN.

@nature @Sci_Granada @HdCiencia A lo largo de mayo de ese mismo año, Watson y Crick pudieron leer las conclusiones de un estudio esencial para el descubrimiento posterior de la estructura del ADN: las reglas de Erwin Chargaff (fotografía).

@nature @Sci_Granada @HdCiencia Dichas reglas sostienen que la cantidad de adenina es igual a la de timina (A=T) y la de citosina igual a la de guanina (C=G). Además, la cantidad de timina y adenina varía entre especies. Hoy sabemos que la cantidad de AT se relaciona con la información codificante de la especie

@nature @Sci_Granada @HdCiencia En verano de 1952, Watson y Crick tuvieron la oportunidad de hablar en persona con Chargaff aprovechando una visita suya a Cambridge. Pero se encontraron a un Chargaff reticente: no quería desvelar muchos resultados por si ambos científicos del Cavendish se le adelantaban.

@nature @Sci_Granada @HdCiencia Tras el verano, ambos asistieron a un congreso de bioquímica en París donde se reencontraron con Chargaff, quien los ignoró por completo durante la totalidad del congreso. También estaba Pauling, pero no pudieron sonsacarle ninguna información técnica.

@nature @Sci_Granada @HdCiencia Por cierto, a este congreso de bioquímica en París también asistió el biologo Sol Spiegelman, padre de la evolución dirigida. Os dejamos este artículo por si queréis leer sobre esta disciplina científica:
pulgarpanda.wixsite.com/elpulgardelpan…

@nature @Sci_Granada @HdCiencia Mientras Watson y Crick se encontraban en el congreso, Franklin y Gosling trabajaban en su laboratorio del King's College obteniendo fotografías de ADN cada vez mejores. Franklin ya tenía la certeza de que el esqueleto externo de ADN lo formaban los azúcares y fosfatos.

@nature @Sci_Granada @HdCiencia Durante el resto del año 1952, la lectura, los cafés, las notas en papel y los whiskys en "The Eagle" se sucedieron semana a semana. No así en Londres, donde Franklin seguía trabajando con su ayudante y al margen de Wilkins.

La segunda fotografía muestra algunas notas de Crick.

@nature @Sci_Granada @HdCiencia Para enero de 1953, Franklin ya había concluido que las formas A y B del ADN eran ambas helicoidales y formadas por dos hélices o cadenas. Durante este mes comienza a escribir los manuscritos con sus resultados.

@nature @Sci_Granada @HdCiencia En febrero de 1953 llegó un manuscrito de Linus Pauling al Cavendish describiendo la estructura del ADN. Se les había adelantado. El pánico recorrió los laboratorios del Cavendish hasta el momento de la lectura del manuscrito...

@nature @Sci_Granada @HdCiencia La estructura descrita por Pauling era errónea. Su ADN tenía tres hélices y los azúcares y fosfatos en el interior de la estructura. Además, los fosfatos estaban hidratados, lo que provocaba que el ADN perdiera su carácter ácido. El error se celebró en "The Eagle" con whisky.

@nature @Sci_Granada @HdCiencia Días después, Watson visitó el King’s College para confirmar el fallo de Pauling e incentivar a Franklin y Wilkins a desarrollar cuanto antes su modelo. Fue justo en este momento cuando ocurrió uno de los sucesos más injustos de la historia de la ciencia...

@nature @Sci_Granada @HdCiencia Wilkins sacó de un cajón de su despacho la fotografía 51 y se la mostró a Watson. La fotografía mostraba el ADN en su forma B hidratada, tal y como se encuentra en las células.

Por supuesto, dicho acontecimiento no le fue informado a Franklin.

@nature @Sci_Granada @HdCiencia La pésima relación entre Wilkins y Franklin concluyó en este acontecimiento: proporcionar información todavía no publicada sin el consentimiento de su autor.

A su regreso al Cavendish, Watson ya sabía que el ADN debía de tener dos hélices y no tres.

@nature @Sci_Granada @HdCiencia Crick y Watson, con los nuevos datos aportados por Wilkins, comienzan a construir el modelo de doble hélice y a hacer los cálculos: 20 amstrongs de diámetro, 3.4 amstrongs entre bases, dos hélices dextrógiras y bases nitrogenadas en el interior, aunque desconocían su unión.

@nature @Sci_Granada @HdCiencia Poco a poco se comenzaba a vislumbrar la estructura completa del ADN: las bases nitrogenadas, en el interior del esqueleto, se unían por puentes de hidrógeno. ¿Pero entre qué bases (A, T, C, G) se producían las uniones? Aquí sucedió otro momento clave en la historia.

@nature @Sci_Granada @HdCiencia El cristalógrafo del Cavendish, Jerry Donahue, se dio cuenta de que las formas de las bases eran incorrectas: las G y T deberían estar en sus formas cetónicas y no enólicas. Donahue entró al despacho de Watson y éste comenzó a mover las bases hasta dar con la respuesta.

@nature @Sci_Granada @HdCiencia «Observé que un par de adenina y timina, unidos por dos puentes de hidrógeno, tenía una forma idéntica a un par de guanina y citosina unidos por al menos dos enlaces de hidrógeno».

Watson había descubierto el emparejamiento de bases: purinas con pirimidinas.

@nature @Sci_Granada @HdCiencia De pronto, las reglas de Chargaff cobraron sentido. Las dos hebras eran complementarias. Cuando Crick observó el modelo, se lo tomó con escepticismo, pero tras revisarlo minuciosamente lo aprobó. El anuncio del descubrimiento del secreto de la vida se hizo en "The Eagle".

@nature @Sci_Granada @HdCiencia En marzo de 1953, tras días de comprobaciones, Wilkins y Franklin acuden al Cavendish. Ambos aprueban el modelo (fotografía) y fue en este momento cuando Watson fue consciente de que la mala relación de Rosalind con Wilkins era producto de su necesidad de estar en igualdad.

@nature @Sci_Granada @HdCiencia El 6 de marzo Franklin publicó un artículo describiendo la doble hélice del ADN en su forma A, deshidratada. Ya se encontraba redactando el artículo para la forma B, hidratada, el cual se publicaría el 25 de abril junto a otros dos: uno de Watson y Crick, y otro de Wilkins.

@nature @Sci_Granada @HdCiencia El 2 de abril de 1953, Watson, Crick, Wilkins, Franklin y Gosling enviaron sus manuscritos a la revista Nature (@nature). Los tres artículos se publicaron en el número 4356 y fueron los siguientes:

1. A structure for deoxyrribose nucleic acid (Watson y Crick)

@nature @Sci_Granada @HdCiencia 2. Molecular structure of deoxypentose nucleic acids (Wilkins, Stokes y Wilson). Fotografía 1.

3. Molecular configuration in sodium thymonucleate (Franklin y Gosling). Fotografía 2.

@nature @Sci_Granada @HdCiencia Con estos 3 artículos se describió por primera vez en nuestra historia la estructura del secreto de la vida, la del ADN. En su descubrimiento intervinieron mentes de muchos países y varios laboratorios. Esperamos que hayáis aprendido y disfrutado de esta historia.

¡Fin del hilo!