La liga de los cuatro magníficos que revelaron la doble hélice

Alejandro Miguel Cisneros Martínez y Andrea Teresa Téllez Galicia

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Todos los seres humanos tenemos características en común. Caminamos erguidos, tenemos cerebros grandes, una nariz, dos ojos, estructuras anatómicas que nos permiten comunicarnos con sonidos y pulgares oponibles, entre muchas otras cosas. Pero, aun así, cada uno de nosotros es único de alguna manera. Algunos tenemos los ojos de nuestra madre, la nariz de nuestro padre o el cabello del abuelo. Como ves, comúnmente entre hermanos y familiares nos parecemos más. ¡Y ni se diga de los gemelos! La razón de esto yace en lo más íntimo de nuestras células, en las bases moleculares de la herencia.

Resulta que dentro de la mayoría de las células de nuestro cuerpo hay una estructura llamada núcleo que almacena a la molécula de la herencia: el ácido desoxirribonucleico o ADN, el cual tiene forma de dos cadenas entrelazadas que encajan una con la otra de manera complementaria. Esta complementariedad depende de la estructura de cuatro componentes conocidos como bases nitrogenadas: adenina, guanina, timina y citosina, representadas por las letras A, G, T y C. Las bases de una cadena encajan como piezas de rompecabezas con las de la otra. Por un lado, A con T y, por otro lado, G con C. El orden en el que se presenta la secuencia de bases funciona como un código que determina las funciones y estructuras de nuestros cuerpos. Cada vez que se divide una célula, se generan copias casi idénticas del código que se reparten de manera equitativa entre las células hijas. A veces, cuando el código se copia con algún error, surgen características únicas; otras veces, estas mutaciones derivan en enfermedades.

En los miles de años que lleva existiendo la humanidad, apenas tenemos poco más de 70 conociendo este mecanismo, cuyo descubrimiento no fue un proceso sencillo. Cuenta la leyenda que, en 1953, un científico siniestro robó la fotografía catalogada como “51” de los archivos de una colega y se la mostró a dos jóvenes ambiciosos que querían descifrar el misterio de la vida y “conquistar el mundo”. El resultado habría sido el descubrimiento de la estructura de la molécula de la herencia: la doble hélice del ADN. Un hito atribuido a tres “usurpadores” que cambiaron el mundo para siempre. Suena bien para una historia de suspenso, digna de filmarse por Netflix, ¿no crees?

Sin embargo, la historia real es más compleja que el relato de intrigas, envidias y traiciones que suele contarse. Aunque existieron desacuerdos y tensiones, el descubrimiento de la doble hélice fue posible gracias a las contribuciones complementarias de cuatro científicos fantásticos.

¿Qué capricho del destino reunió a cuatro científicos extraordinarios para desentrañar el secreto de la herencia? ¿De qué manera contribuyó cada uno al descubrimiento de la estructura del ADN? ¿Qué ocurrió después del hallazgo de la doble hélice? ¿Cómo surgió la leyenda del ADN robado? Esta es la historia de cuatro heroicos científicos que revelaron la estructura de la doble hélice. Sus nombres: Rosalind Franklin, Maurice Wilkins, James Watson y Francis Crick (Figura 1).

¡Y así nació la liga de los cuatro magníficos!

Rosalind, alias la Dama X (Figura 2), química experta en cristalografía de rayos X (Figura 10), tenía la inteligencia y la disciplina necesarias para describir los detalles más íntimos de cualquier molécula. Le fascinaban las discusiones científicas y poseía un gran sentido del humor.

Maurice, alias Mr. Rayo (Figura 3), físico de hueso colorado, era de carácter tímido y prefería evitar los conflictos. Sin embargo, su brillantez lo llevó a participar en desarrollos tecnológicos cruciales para la Segunda Guerra Mundial —incluida la bomba atómica— y fue el primero de nuestros magníficos científicos en estudiar cristales de ADN.

Francis, alias Deductoman (Figura 4), célebre por su capacidad deductiva, poseía una generosidad tan grande como su intelecto. Estudió física, pero después de la guerra decidió orientarse hacia la biología.

Y James, el Chico Lumbrera (Figura 5), joven biólogo especializado en ornitología —la rama de la biología que estudia a las aves—, no solo poseía la habilidad de hablar como perico y jamás cerrar el pico, sino que también se distinguía por su perseverancia, ambición, arrogancia y precocidad intelectual, pues obtuvo el doctorado a los 23 años.

Cuatro personalidades muy distintas. Una química que se autodescribía como alguien que “sabía mucho sobre los agujeros en el carbón”, un físico experto en luminiscencia, bombas y radares, otro físico que decía estar atorado con “el problema más aburrido imaginable” —la viscosidad del agua— y un joven biólogo experto en aves. ¿Qué acontecimiento pudo reunirlos en la búsqueda de la estructura del ADN?

Si pudiéramos señalar un acontecimiento extraordinario que dio origen a este equipo multidisciplinario de científicos decididos a descifrar el misterio de la herencia, quizá sería la publicación, en 1944, del libro ¿Qué es la vida?, del físico austríaco Erwin Schrödinger. En él proponía que la vida podía explicarse mediante leyes físicas y químicas, e introducía la idea de que la información genética residía en un “cristal aperiódico”, una molécula aún desconocida, portadora de la herencia.

Aunque para entonces ya se habían establecido los principios básicos de la genética y ese mismo año se demostró que el ADN era la molécula hereditaria —hecho que no fue aceptado plenamente hasta 1952—, el libro de Schrödinger tuvo tal impacto que numerosos físicos y químicos comenzaron a aplicar sus técnicas al esclarecimiento de esta misteriosa molécula.

Con esa motivación, Maurice Wilkins ayudó a su mentor, John Randall, a establecer una unidad de biofísica en el King’s College de Londres, donde, gracias al trabajo de su estudiante de doctorado Raymond Gosling, obtuvo la primera fotografía de un cristal de ADN. Sin embargo, Randall deseaba reclutar a alguien con mayor experiencia en cristalografía que pudiera obtener imágenes de mejor calidad. Así fue como, en 1951, mientras Wilkins se encontraba de vacaciones, contrató a Rosalind Franklin —recién llegada de París y ávida por estudiar moléculas biológicas— y, sin avisarle a Wilkins, la puso a cargo del proyecto del ADN y del estudiante Gosling.

Ese mismo año, Maurice presentó en una conferencia en Nápoles, los primeros resultados obtenidos por Gosling. Entre los asistentes se encontraba el inquieto Watson, quien ya había realizado una tesis doctoral sobre el efecto de los rayos X en la multiplicación de virus bacterianos y buscaba un lugar donde descifrar el misterio de la herencia. Tan pronto como pudo, Watson pidió unirse al equipo de Wilkins, pero este se negó. El joven James carecía de experiencia en cristalografía y, como recordaría Wilkins años más tarde, “parecía tener unos quince años”.

Tras la negativa de Wilkins, Watson acudió al Laboratorio Cavendish de Cambridge, dirigido por Lawrence Bragg, donde fue aceptado y asignado a un pequeño cubículo junto al de Francis Crick, quien realizaba su tesis doctoral sobre la estructura de proteínas. Aquel fue el último paso para reunir a este grupo de personas excepcionales. Bastó una pequeña charla sobre los misterios de la vida y… ¡zas! ¡Así nació la liga de los cuatro magníficos!

La liga de los cuatro magníficos descubre la estructura del ADN

Los resultados de Wilkins ya sugerían que el ADN tenía forma helicoidal. Con esa pista y mientras trataban de aprender todo lo posible sobre cristalografía, Watson y Crick comenzaron a construir modelos de la estructura del ADN. En 1951 invitaron a Wilkins, Franklin y Gosling a Cambridge para mostrarles su primer modelo. Todos supieron de inmediato que era erróneo, pero fue Franklin quien, con una precisión y ecuanimidad extraordinarias, señaló átomo por átomo cada una de sus fallas. Los testigos afirman que fue la única vez que vieron al parlanchín Watson boquiabierto y en silencio.

Años más tarde, Lawrence Bragg describiría el trabajo del cuarteto como un esfuerzo conjunto: Wilkins generaba los datos, Watson y Crick construían modelos, y Franklin los validaba. Es una visión plausible, aunque conviene recordar que, cuando Wilkins informó a Randall que Watson y Crick habían construido un modelo basándose en datos obtenidos en King’s College, Randall se enfureció y corrió a Cambridge para pedirle a Bragg que detuviera a sus muchachos. Bragg los vetó temporalmente, pero levantó la prohibición cuando se supo que Linus Pauling —su principal rival científico— también estaba interesado en resolver la estructura del ADN. Pauling ya les llevaba ventaja en importantes descubrimientos relacionados con las proteínas, y Bragg no estaba dispuesto a perder otra carrera.

En aquellos años, la competencia científica tenía un espíritu más abierto de lo que solemos imaginar. Por ejemplo, Pauling compartió con Watson y Crick el manuscrito en el que exponía su modelo erróneo de triple hélice antes de publicarlo. Asimismo, Randall entregó a Max Perutz —otro de los líderes del Cavendish— un informe con mediciones precisas sobre ángulos y distancias entre los componentes de la molécula. Estos datos habían sido obtenidos por Franklin a partir de imágenes del ADN tanto en su forma A (una conformación más compacta que se obtiene en condiciones de baja humedad) como en su forma B (la conformación más frecuente en condiciones fisiológicas).

Franklin, siempre rigurosa, prefería comunicar resultados únicamente cuando estaban respaldados por evidencia sólida. Por ello concentró sus esfuerzos en la forma A, de la que disponía de mejores datos. Sin embargo, por una combinación de motivos personales y profesionales, organizó su traslado al Birkbeck College en Londres, para estudiar el virus del mosaico del tabaco, y a principios de 1953, entregó a Wilkins tanto el proyecto del ADN como la supervisión del estudiante Gosling.

Fue entonces cuando Wilkins mostró a Watson la célebre fotografía 51 (Figura 6), tomada por Gosling bajo la supervisión de Franklin. La imagen sugería claramente una estructura helicoidal, aunque Watson, sin una formación profunda en cristalografía, no pudo deducir mucho más a partir de ella. Lo que sí resultó decisivo para dilucidar la estructura del ADN fue el informe recibido por Perutz y una conferencia —a la que asistieron Watson y Crick—, en la que Franklin presentó esencialmente los mismos datos.

Después de esto, Watson y Crick relatan que pasaron seis semanas construyendo modelos por prueba y error hasta dar con la estructura correcta (Figura 7). Cuando se la mostraron a Wilkins y Franklin, ésta, con la misma ecuanimidad con la que había desmontado el primer modelo, reconoció las razones por las que el nuevo, era correcto.

Si bien la evidencia cristalográfica obtenida por Wilkins y Franklin apuntaba con fuerza a una molécula formada por dos hélices con las bases apiladas en el centro, Watson y Crick identificaron además que ambas corrían en sentidos opuestos y que las unidades que conforman la cadena de ADN se apareaban de una manera que sugería un mecanismo de copiado y por ende de herencia.

Los hallazgos se publicaron en tres artículos consecutivos en la prestigiosa revista científica Nature, en abril de 1953 (Figura 8). El primero fue el de Watson y Crick, quienes lo compartieron con el grupo de King’s antes de su publicación e incluyeron un reconocimiento explícito a los datos inéditos de Wilkins y Franklin. Le siguieron el artículo de Wilkins y sus colaboradores y finalmente, el de Franklin y Gosling, que incluía la famosa fotografía 51.

En una conferencia celebrada en junio de ese mismo año, Rosalind, Maurice, Francis y James presentaron juntos un modelo a escala firmado por los cuatro. ¡Y desde ese momento, el mundo nunca volvería a ser el mismo!

La liga de los cuatro magníficos después de la doble hélice

Tras la publicación de los artículos en Nature, Watson y Crick continuaron profundizando en los detalles de la estructura del ADN y sus implicaciones para la herencia, citando siempre los datos obtenidos por Wilkins y Franklin. El reconocimiento más explícito aparece en un artículo publicado en los Proceedings of the Royal Society of London en 1954:

“La información recogida en esta sección nos fue facilitada muy amablemente antes de su publicación por los doctores Wilkins y Franklin… sin estos datos, la formulación de nuestra estructura habría sido muy improbable, si no imposible.”

Incluso explican que Pauling no logró proponer la estructura correcta porque no disponía de las imágenes de rayos X obtenidas por Franklin y Gosling.

Después de esto, Wilkins continuó refinando y confirmando experimentalmente el modelo propuesto en 1953. Por su parte, Watson, Crick y Franklin mantuvieron una buena relación, compartiendo resultados y comentando mutuamente sus nuevas investigaciones.

A pesar del mito, se sabe que la relación entre Watson, Crick y Franklin fue muy buena. Por ejemplo, en el verano de 1954, Watson llevó a Franklin en automóvil desde Massachusetts hasta California. Dos años más tarde, en 1956, Franklin vacacionó en España junto con Crick y su esposa, Odile. Ese mismo año Franklin fue diagnosticada con cáncer de ovario y, tras someterse a tratamiento, pasó algunos días de recuperación en casa de los Crick. Lamentablemente, esta fue una batalla que Rosalind no pudo ganar. Sin embargo, a pesar de la enfermedad, ella continuó investigando y publicando trabajos científicos de gran calidad hasta poco antes de su muerte. Finalmente, falleció el 16 de abril de 1958 a los 37 años de edad.

Cuatro años después, en 1962, el Premio Nobel de Fisiología o Medicina fue otorgado a Francis Crick, James Watson y Maurice Wilkins. De acuerdo con las reglas establecidas por la Fundación Nobel, el premio no puede concederse de manera póstuma y, además, solo puede compartirse entre un máximo de tres personas.

Aunque es imposible saber qué decisión habría tomado el comité Nobel si Franklin hubiera vivido, no existe duda de que sus contribuciones, junto con las de Wilkins, fueron fundamentales para el descubrimiento de la estructura del ADN.

¿Cómo nació la leyenda del trabajo “robado” sobre el ADN?

Si esta liga de los cuatro magníficos trabajó como un equipo, ¿cómo surgió entonces la leyenda de que Watson y Crick robaron el trabajo de Franklin?

Aunque los artículos publicados en 1953 fueron bien recibidos por la comunidad científica, su impacto no fue inmediato. La popularización de la doble hélice ocurrió realmente en 1968, cuando Watson publicó La doble hélice, un relato parcial y novelado del descubrimiento. En él, retrató a Rosalind de una manera injusta, por decir lo menos, tanto en el plano personal como en el profesional.

Cuando Crick y Wilkins leyeron el borrador, pidieron a la editorial de Harvard que no lo publicara. Sin embargo, Watson terminó publicándolo con otra casa editorial.

Años más tarde, en 1975, Anne Sayre —amiga de Rosalind— intentó reivindicar su memoria en Rosalind Franklin and DNA (Figura 9). Sin embargo, en su esfuerzo por corregir una versión distorsionada de la historia, también incorporó algunas afirmaciones imprecisas. Entre ellas, que casi no había mujeres en el King’s College o que estas comían en espacios separados. En realidad, para su época, el Departamento de Biofísica era considerado vanguardista por el hecho de contratar a varias mujeres científicas.

Con el paso de los años, la imagen pública de Watson sufrió un fuerte deterioro debido a una serie de declaraciones sexistas y racistas que le costaron honores, reconocimientos y cargos académicos. Aunque nada justifica esas opiniones, vale la pena rescatar, en aras de una comprensión más justa de la historia y de la memoria de Rosalind Franklin, las palabras con las que Watson cerró La doble hélice:

“Mis primeras impresiones sobre ella, tanto científicas como personales (tal y como se recogen en las primeras páginas de este libro), a menudo eran erróneas.”

[…]

“Ambos llegamos a apreciar enormemente su honestidad y generosidad personales, dándonos cuenta, años demasiado tarde, de las dificultades a las que se enfrenta una mujer inteligente para ser aceptada por un mundo científico que a menudo considera a las mujeres como meras distracciones del pensamiento serio. El coraje y la integridad ejemplares de Rosalind quedaron patentes para todos cuando, sabiendo que padecía una enfermedad mortal, no se quejó y siguió trabajando a un alto nivel hasta unas semanas antes de su muerte.”

La historia de la doble hélice no necesita héroes perfectos ni villanos caricaturescos. Como ocurre con frecuencia en la ciencia, fue el resultado del trabajo de personas brillantes, competitivas, imperfectas y profundamente humanas.

Rosalind Franklin, Maurice Wilkins, James Watson y Francis Crick no siempre estuvieron de acuerdo. Tuvieron diferencias científicas, conflictos personales y perspectivas distintas sobre cómo debía hacerse investigación. Sin embargo, sus contribuciones terminaron convergiendo en uno de los descubrimientos más importantes de la historia de la biología.

Quizá por eso la metáfora de los cuatro magníficos, como una liga de superhéroes, resulta tan apropiada. No porque fueran superhéroes, sino porque cada uno aportó habilidades distintas para resolver un problema que ninguno habría podido descifrar por completo en solitario.

Referencias

1. Doménech, F. (2023, abril 25). Por qué la ‘Fotografía 51’ de Rosalind Franklin no fue la clave para descubrir la estructura del ADN. El País. https://elpais.com/ciencia/2023-04-25/por-que-la-fotografia-51-de-rosalind-franklin-no-fue-la-clave-para-descubrir-la-estructura-del-adn.html

Lecturas recomendadas

1. Bonfil, M. (2003, abril). 50 años de la doble hélice, la molécula más bella del mundo. ¿Cómo ves? https://www.comoves.unam.mx/numeros/articulo/53/50-anos-de-la-doble-helice-la-molecula-mas-bella-del-mundo
2. Martins, A. (2022, mayo 6). Foto 51: la fascinante historia detrás de la célebre imagen de Rosalind Franklin sobre la estructura del ADN. BBC New Mundo. https://www.bbc.com/mundo/noticias-61335659
3. Zurita, M. (2023). 70 años de la doble hélice. Biotecnología en Movimiento, núm. 33(1). https://biotecmov.ibt.unam.mx/numeros/33/1.html

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