El genoma es el libro de la vida. En todos los seres vivos podemos encontrarlo, ya sea como ácido ribonucleico (ARN) o, más comúnmente, cómo ácido desoxirribonucleico (ADN). Esta información, presente en cada una de nuestras células, se escribe en un código de 4 letras que dictará cómo vamos a desarrollarnos, crecer, sobrevivir y reproducirnos. Prácticamente todo lo que somos, se lo debemos a nuestro ADN.
Muchos asociarán la estructura del ADN a James Watson y Francis Crick, dos grandes científicos a quienes otorgaron el Premio Nobel en Fisiología y Medicina en 1962 por su estudio de la estructura del ADN y la transferencia de información genética entre individuos. Pero, ¿fueron los primeros en investigar el ADN?, ¿les llegó la inspiración por arte de magia? En realidad, este descubrimiento no hubiera sido posible sin los hallazgos que se hicieron previamente.
La primera molécula de ADN, como tal, fue descubierta por el bioquímico suizo Friederich Miescher en leucocitos humanos en 1869, cerca de la misma época en la que Gregor Mendel, padre de la genética, ideaba sus leyes de la herencia. A Miescher le intrigaba los núcleos de las células, y quería ver más allá. Para ello recaudó muestras de pus de vendajes quirúrgicos y comenzó a investigar las moléculas que se encontraban en su interior: la "nucleína". Ahora sabemos que lo que encontró fue ADN. A pesar de lo revolucionario que fue este descubrimiento, pasó desapercibido por la comunidad científica de la época.
Más adelante, en 1893, Albrecht Kossel y Albert Neumann demostraron que esa nucleína era, en realidad, ácidos nucleicos, y estos podían contener 4 bases nitrogenadas diferentes. Además, Kossel observó que los ácidos nucleicos se compactan y enrollan con histonas* para formar los cromosomas, el material que vamos a trasmitir a nuestra descendencia.
En 1919, Phoebus Levene propuso que el ácido nucleico estaba compuesto por nucelótidos, cada uno de los cuales está formado por un azúcar, un grupo fosfato y una base nitrogenada. Ahora sabemos que en ADN el azúcar es desoxirribosa y las bases son Adenina, Guanina, Citosina y Timina. En el caso del ARN**, el azúcar es una ribosa y la Timina es reemplazada por Uracilo. Los nucleótidos son tan importantes que los encontramos formando parte ya sea de minúsculos virus que luchan por considerarse vida, como de organismos tan grandes como la ballena azul. Sus bases nitrogenadas os sonarán de nuestro blog, en el que ahora las encontráis siendo narradoras de las intrépidas historias de la ciencia.
A raíz de esto, Erwin Chargaff decidió investigar la química del ácido nucleico y, en 1944, ideó las famosas Reglas de Chargaff sobre la proporción de las bases en ADN. Esta regla fue esencial para idear la regla de emparejamiento en la estructura del ADN.
En aquel momento, Watson y Crick ya tenían casi todas las herramientas necesarias para plantear su estructura innovadora. Pero no fue hasta que combinaron su trabajo con el de cristalografía de Maurice Wilkins y Rosalind Franklin que pudieron llegar al modelo de doble hélice.
Como si se tratase de un puzzle, Watson y Crick encajaron todas las piezas de la investigación hasta conseguir un modelo funcional que explicase las reglas generales del material genético. Con este modelo se podía entender cómo se replica el genoma, almacena información, se expresa y sufre cambios debidos a mutaciones.
Tristemente, aunque Rosalind Franklin fue la que sacó la famosa foto de ADN que llevó al desarrollo de la doble hélice, no recibió el Premio Nobel al morir unos años antes. Maurice Wilkins en cambio sí fue galardonado el premio, por su colaboración en el estudio de cristalografía y todo su trabajo posterior. Aun así, sin el trabajo de Franklin, nunca se habría podido llegar a la estructura de la doble hélice y, por ello, hoy es reconocida en todos los libros de Genética como una de las descubridoras del ADN.
La estructura de doble hélice del ADN es un hallazgo que hubiera sido imposible sin la contribución de muchos científicos. Gracias a ellos hemos podido seguir investigando , incluso llegando a secuenciar el genoma humano completo con el proyecto ENCODE. A día de hoy aún tenemos mucho que entender sobre el genoma humano y la importancia del ADN, por lo que seguiremos con el duro trabajo.
Timina
*Las histonas son proteínas básicas que se enrollan con el ADN (de ahí que nos llamemos "The Rolling Histones") para empaquetar el material genético en una forma más pequeña. Aunque antes se pensaba que solo servían de maletas para almacenar los genes, se ha visto que también están implicadas en su expresión y regulación.
**El ARN es una molécula igual al ADN solo que usa un azúcar diferente. Algunos seres vivos usan solo ARN como material genético, pero más comúnmente se usa para enviar la información del ADN de un lugar a otro, como si fuera una carta. Cuando esa carta llegue a su destino (ribosomas) se traducirá al idioma de la proteínas. En humanos, el ARN que se encarga de esto se llama ARN mensajero.
REFERENCIAS
Portin P. The birth and development of the DNA theory of inheritance: sixty years since the discovery of the structure of DNA. J Genet. 2014 Apr;93(1):293-302. doi: 10.1007/s12041-014-0337-4. PMID: 24840850.
Pray, L. (2008) Discovery of DNA structure and function: Watson and Crick. Nature Education 1(1):100
Zallen DT. Despite Franklin's work, Wilkins earned his Nobel. Nature. 2003 Sep 4;425(6953):15. doi: 10.1038/425015b. PMID: 12955113.
Excelente artículo! Felicitaciones!