La doble hélice del ADN
1953 Cambridge y Londres, Inglaterra
En breve
El ADN es la molécula que contiene las instrucciones para construir y hacer funcionar a todos los seres vivos. En 1953, en Cambridge, en Inglaterra, James Watson y Francis Crick comprendieron que tiene la forma de una escalera de caracol, la doble hélice. Para llegar a ello fue decisiva una fotografía de rayos X obtenida en Londres en el laboratorio de Rosalind Franklin, cuya aportación no se reconoció por completo hasta mucho tiempo después. Las dos hebras se pueden separar y copiar: así la información pasa de una célula a otra.
Por qué es importante Entender el ADN abrió el camino a la genética moderna, a las pruebas médicas y a nuevos tratamientos.
Fuente: Encyclopaedia Britannica, «DNA»

Ficha para estudiar unos 6 minutos de lectura
La historia
El libro de instrucciones de la vida
Todo ser vivo, desde una bacteria hasta una ballena, nace de un pequeño libro de instrucciones escrito dentro de sus células. A principios del siglo XX los científicos sabían que ese libro existía: lo llamaban «herencia», porque explicaba por qué los hijos se parecen a sus padres. Pero no sabían de qué estaba hecho, ni cómo podía copiarse de una generación a otra.
Una pista importante llegó en 1944, cuando un grupo de investigadores de Nueva York dirigido por Oswald Avery demostró que lo que transmitía las características era una molécula llamada ADN, ácido desoxirribonucleico. Se conocía desde 1869, cuando un médico suizo, Friedrich Miescher, la encontró en el pus de las vendas usadas en un hospital. Sin embargo, muchos científicos no lo creían: una molécula con solo cuatro tipos de piezas parecía demasiado simple para contener todas las instrucciones de la vida. En 1950 el químico Erwin Chargaff se fijó en una regla curiosa: en cualquier ADN, la cantidad de la pieza A era siempre igual a la de T, y la cantidad de G igual a la de C.
Una carrera entre Londres y Cambridge
A comienzos de los años cincuenta, descubrir la forma del ADN se había convertido en una auténtica carrera. En Londres, en el King's College, trabajaban Maurice Wilkins y la química Rosalind Franklin, experta en cristales. Usaban rayos X: se hace pasar un haz de rayos por una fibra de ADN y, por el dibujo de puntos que aparece en una placa fotográfica, se puede saber cómo están colocados los átomos. En mayo de 1952 Franklin y su estudiante Raymond Gosling consiguieron una imagen muy nítida, conocida como «fotografía 51». Mostraba una gran «X» de puntos: la señal típica de una espiral.
En Cambridge, en el laboratorio Cavendish, otros dos investigadores buscaban la misma respuesta con otro método: construir modelos. Eran el estadounidense James Watson, de solo 25 años, y el británico Francis Crick, de 36 y todavía sin doctorado. No hacían experimentos con rayos X: intentaban encajar los datos de otros con piezas de metal y cartón recortado, hasta que todo cuadrara. Su primer modelo, en 1951, estaba equivocado y a Franklin le hizo sonreír. Incluso el famoso químico estadounidense Linus Pauling, que más tarde ganaría un Nobel (en 1954), propuso una estructura de tres hebras: también era errónea.
A principios de 1953 Watson y Crick pudieron ver los resultados de Franklin: Wilkins les enseñó la fotografía 51, y un informe del Medical Research Council les llegó a través de un colega. Franklin no lo sabía, y solo muchos años después se comprendió lo decisivos que habían sido esos datos. Con esa información, y con la regla de Chargaff, los dos construyeron el modelo correcto.
La escalera de caracol
El ADN está formado por dos hebras larguísimas enrolladas una sobre otra, como una escalera de caracol. Los lados de la escalera son cadenas de azúcares y fosfatos; los peldaños son parejas de piezas, que hoy llamamos bases: A (adenina) se une siempre con T (timina), y G (guanina) siempre con C (citosina). Por eso las cantidades de A y de T son iguales, como había visto Chargaff. Pero, sobre todo, esta forma explicaba cómo se copia el libro: basta con abrir la escalera por la mitad, como una cremallera, y cada una de las dos mitades sirve de molde para reconstruir la otra. Dos copias idénticas a partir de una sola.
El 25 de abril de 1953 la revista Nature publicó el artículo de Watson y Crick, de poco más de una página. En el mismo número aparecieron también los estudios de Wilkins y los de Franklin con Gosling, que confirmaban la estructura. En 1958 dos investigadores estadounidenses, Matthew Meselson y Franklin Stahl, demostraron con un experimento que el ADN se copia exactamente así.
Los Nobel y un nombre olvidado
En 1962 el premio Nobel de Medicina fue para Watson, Crick y Wilkins. Rosalind Franklin había muerto en 1958, con solo 37 años, a causa de un cáncer: los Nobel no se conceden a personas fallecidas. Durante muchos años su aportación fue poco conocida; hoy se la recuerda como una científica fundamental para este descubrimiento, aunque los historiadores siguen discutiendo si fue justa la manera en que se usaron sus datos.
Por qué ocurrió
El ADN se descubrió mucho antes de 1953, pero nadie sabía cómo era. Tres cosas hicieron posible la solución: los experimentos de 1944 que señalaban al ADN como la molécula de la herencia, la técnica de los rayos X aplicada a los cristales, ya usada para estudiar moléculas como la insulina, y la regla de Chargaff sobre las cantidades de las bases.
También contó mucho el ambiente de la época. Después de la Segunda Guerra Mundial, la biología atraía a físicos y químicos que aportaban ideas nuevas: el propio Crick era un físico que se había pasado a la biología. Además, varios grupos de Inglaterra y de Estados Unidos trabajaban en el mismo problema, y la competencia hizo que todos fueran más rápidos.
Qué cambió
La estructura de doble hélice abrió el camino a la biología molecular. En los años sesenta los científicos descifraron el código genético: tres bases seguidas, como tres letras, indican qué pieza hay que poner en las proteínas, las moléculas que hacen funcionar el cuerpo. Así se entendió cómo se lee el libro de instrucciones y cómo se traduce en un organismo.
Entre 1990 y 2003 un gran proyecto internacional, el Proyecto Genoma Humano, leyó los casi 3000 millones de pares de bases del ADN humano. Hoy se puede comparar el ADN de personas, animales y plantas, descubrir enfermedades hereditarias, reconocer a un culpable por una pequeña mancha de sangre o reconstruir el parentesco entre especies.
En los últimos años nuevas técnicas, como CRISPR, permiten incluso «corregir» el ADN en el laboratorio: Emmanuelle Charpentier y Jennifer Doudna recibieron por ello el Nobel de Química en 2020. Son posibilidades extraordinarias, que también plantean dudas éticas: ¿hasta dónde es justo intervenir en el libro de la vida? Es una pregunta que hoy deben responder no solo los científicos, sino todos los ciudadanos.
Personas y lugares clave
Personas
- James Watson
- Biólogo estadounidense (nacido en 1928): tenía 25 años cuando construyó con Crick el modelo del ADN; Nobel en 1962.
- Francis Crick
- Físico y biólogo británico (1916-2004): junto con Watson propuso la estructura de doble hélice; Nobel en 1962.
- Rosalind Franklin
- Química inglesa (1920-1958): su «fotografía 51» del ADN fue un dato decisivo para el modelo.
- Maurice Wilkins
- Físico y biólogo nacido en Nueva Zelanda (1916-2004): estudió el ADN con rayos X en el King's College de Londres; Nobel en 1962.
- Erwin Chargaff
- Bioquímico austriaco (1905-2002): descubrió que en el ADN A y T, G y C están presentes en cantidades iguales.
Lugares
- Laboratorio Cavendish, Cambridge
- El laboratorio de física de la Universidad de Cambridge donde Watson y Crick construyeron el modelo.
- King's College, Londres
- Aquí Franklin y Wilkins estudiaron el ADN con rayos X y se tomó la fotografía 51.
Para saber
- El famoso artículo de Watson y Crick sobre el ADN tenía poco más de una página y se publicó en 1953 en la revista Nature.
- El primer modelo de Watson y Crick estaba equivocado; cuando se lo enseñaron a Rosalind Franklin, ella encontró enseguida los errores.
- Si se desenrollara todo el ADN de una sola célula humana, mediría unos dos metros.
- Una persona tiene casi el mismo ADN que otra: la diferencia entre dos personas es de una letra por cada mil.
- El ADN se descubrió ya en 1869 gracias a Friedrich Miescher, que lo encontró en las células del pus.
Para saber más
- Premio Nobel de Medicina 1962, sitio oficial (en inglés) nobelprize.org
- Wikipedia, el artículo de Watson y Crick de 1953 (en inglés) en.wikipedia.org
- Wikipedia, «Rosalind Franklin» es.wikipedia.org
- Wikipedia, «ADN» es.wikipedia.org
- National Human Genome Research Institute, «Human Genome Project» (en inglés) genome.gov
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