James Watson, Francis Crick, Maurice Wilkins y Rosalind Franklin | Instituto de Historia de la Ciencia

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Category: Tarjetas De Regalo
13 enero, 2021

Estos cuatro científicos, Watson, Crick, Franklin y Wilkins, descubrieron de nuevo la estructura de doble hélice del ADN, que formó la base de la biotecnología moderna.

En el King’s College de Londres, Rosalind Franklin obtuvo imágenes de ADN mediante cristalografía de rayos X, una idea que Maurice Wilkins planteó por primera vez. Las imágenes de Franklin permitieron a James Watson y Francis Crick crear su famoso modelo de dos hilos o doble hélice.

En 1962 Watson (n. 1928), Crick (1916-2004) y Wilkins (1916-2004) recibieron conjuntamente el Premio Nobel de Fisiología o Medicina por su determinación de 1953 de la estructura del ácido desoxirribonucleico (ADN). El colega de Wilkins, Franklin (1920-1958), que murió de cáncer a la edad de 37 años, no fue tan honrado. Las razones de su exclusión se han debatido y aún no están claras. Hay una estipulación del Premio Nobel que establece que “en ningún caso se puede dividir el monto del premio entre más de tres personas”. El hecho de que muriera antes de la entrega del premio también puede haber sido un factor, aunque la estipulación contra los premios póstumos no se instauró hasta 1974.

Descubriendo la estructura del ADN

La molécula que es la base de la herencia, el ADN, contiene los patrones para construir proteínas en el cuerpo, incluidas las diversas enzimas. Una nueva comprensión de la herencia y las enfermedades hereditarias fue posible una vez que se determinó que el ADN consiste en dos cadenas retorcidas una alrededor de la otra, o dobles hélices, de grupos alternos de fosfato y azúcar, y que las dos cadenas se mantienen unidas por enlaces de hidrógeno entre pares de bases orgánicas: adenina (A) con timina (T) y guanina (G) con citosina (C). La biotecnología moderna también tiene su base en el conocimiento estructural del ADN; en este caso, la capacidad del científico para modificar el ADN de las células huésped que luego producirán un producto deseado, por ejemplo, insulina.

El trasfondo del trabajo de los cuatro científicos estuvo formado por varios avances científicos: el progreso realizado por los cristalógrafos de rayos X en el estudio de las macromoléculas orgánicas; la creciente evidencia proporcionada por los genetistas de que era el ADN, no la proteína, en los cromosomas el responsable de la herencia; El hallazgo experimental de Erwin Chargaff de que hay un número igual de bases A y T y de bases G y C en el ADN; y el descubrimiento de Linus Pauling de que las moléculas de algunas proteínas tienen formas helicoidales, al que se llegó mediante el uso de modelos atómicos y un profundo conocimiento de la posible disposición de varios átomos.

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Rosalind Franklin en París.

De los cuatro investigadores de ADN, solo Rosalind Franklin tenía algún título en química. Nació en una prominente familia de banqueros de Londres, donde se animaba a todos los niños, niñas y niños, a desarrollar sus aptitudes individuales. Asistió a Newnham College, una de las universidades para mujeres de la Universidad de Cambridge. Completó su licenciatura en 1941 en medio de la Segunda Guerra Mundial y realizó un trabajo de posgrado en Cambridge con Ronald Norrish, un futuro premio Nobel. Ella renunció a su beca de investigación en solo un año para contribuir al esfuerzo de guerra en la Asociación Británica de Investigación de la Utilización del Carbón. Allí realizó investigaciones fundamentales sobre las propiedades del carbón y el grafito. Regresó brevemente a Cambridge, donde presentó una disertación basada en este trabajo y se le concedió un doctorado en química física. Después de la guerra,a través de un amigo francés, consiguió una cita en el Laboratoire Centrale des Services Chimiques de l’Etat en París, donde conoció la técnica de la cristalografía de rayos X (ver video en esta página) y rápidamente se convirtió en una autoridad respetada en este campo. En 1951 regresó a Inglaterra al King’s College de Londres, donde estaba a cargo de actualizar el laboratorio cristalográfico de rayos X para trabajar con ADN.

Visualización del historial a través de las lentes correctoras de la espectrofotometría y la cristalografía de rayos X

La historia a través de la espectrofotometría y la cristalografía de rayos X explica cómo estos instrumentos ayudan a comprender la estructura de los átomos.

Maurice Wilkins

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Maurice Wilkins con equipo cristalográfico de rayos X alrededor de 1954.

King’s College London y Horace Freeland Judson

Maurice Wilkins, un físico nacido en Nueva Zelanda pero educado en Cambridge, ya trabajaba en el King’s College. Como nuevo doctorado, trabajó durante la Segunda Guerra Mundial en la mejora de las pantallas de tubos de rayos catódicos para su uso en radares y luego fue enviado a los Estados Unidos para trabajar en el Proyecto Manhattan. Como muchos otros físicos nucleares, se desilusionó con su tema cuando se aplicó a la creación de la bomba atómica; en cambio, se dedicó a la biofísica y trabajó con su mentor de Cambridge, John T. Randall, que había experimentado una conversión similar, primero en la Universidad de St. Andrews en Escocia y luego en el King’s College de Londres. Fue idea de Wilkins estudiar el ADN mediante técnicas cristalográficas de rayos X, que ya había comenzado a implementar cuando Franklin fue designado por Randall.La relación entre Wilkins y Franklin fue, lamentablemente, mala y probablemente ralentizó su progreso.

James Watson y Francis Crick

Mientras tanto, en 1951, James Watson, un estadounidense nacido en Chicago, de 23 años, llegó al Laboratorio Cavendish en Cambridge. Watson tenía dos títulos en zoología: una licenciatura de la Universidad de Chicago y un doctorado de la Universidad de Indiana, donde se interesó por la genética. Había trabajado con Salvador E. Luria en Indiana en bacteriófagos, los virus que invaden las bacterias para reproducirse, un tema por el que Luria recibió un Premio Nobel de Fisiología o Medicina en 1969. Watson fue a Dinamarca para realizar un trabajo postdoctoral, para continuar estudiando virus y para remediar su relativa ignorancia de la química. En una conferencia en la primavera de 1951 en la Estación Zoológica de Nápoles, Watson escuchó a Wilkins hablar sobre la estructura molecular del ADN y vio sus recientes fotografías cristalográficas de rayos X del ADN. Estaba enganchado.

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James Watson y Francis Crick con su modelo de ADN en los Laboratorios Cavendish en 1953. Para solicitar permiso para usar esta foto, visite el sitio web de Science Photo Library en www.photoresearchers.com.

© A. Barrington Brown.

Watson pronto se trasladó al Laboratorio Cavendish, donde se estaban llevando a cabo varios proyectos cristalográficos de rayos X importantes. Bajo el liderazgo de William Lawrence Bragg, Max Perutz estaba investigando la hemoglobina y John Kendrew estaba estudiando la mioglobina, una proteína en el tejido muscular que almacena oxígeno. (Perutz y Kendrew recibieron el Premio Nobel de Química por su trabajo en el mismo año en que se otorgó el premio a los investigadores del ADN, 1962). Trabajando con Perutz estaba Francis Crick, quien había obtenido una licenciatura en física de la University College London y había ayudado a desarrollar minas magnéticas y de radar durante la Segunda Guerra Mundial. Se suponía que Crick, otro físico en biología, estaba escribiendo una disertación sobre la cristalografía de rayos X de la hemoglobina cuando llegó Watson, ansioso por reclutar a un colega para trabajar en el ADN.Inspirados por el éxito de Pauling en el trabajo con modelos moleculares, Watson y Crick reunieron rápidamente varios modelos de ADN e intentaron incorporar todas las pruebas que pudieron reunir. Las excelentes fotografías de rayos X de Franklin, a las que habían tenido acceso sin su permiso, eran fundamentales para la solución correcta. Los cuatro científicos anunciaron la estructura del ADN en artículos que aparecieron juntos en el mismo número deNaturaleza .

Trayectorias profesionales independientes

Luego se movieron en diferentes direcciones. Franklin fue a Birkbeck College, Londres, a trabajar en el laboratorio de JD Bernal, un lugar mucho más agradable para ella que el King’s College. Antes de su prematura muerte por cáncer, hizo importantes contribuciones al análisis cristalográfico de rayos X de la estructura del virus del mosaico del tabaco, un hito en el campo. Al final de su vida se había hecho amiga de Francis Crick y su esposa y había trasladado su laboratorio a Cambridge, donde emprendió un trabajo peligroso sobre el poliovirus. Wilkins aplicó técnicas de rayos X a la determinación estructural de las membranas de las células nerviosas y del ácido ribonucleico (ARN), una molécula asociada con la síntesis química en la célula viva, mientras ascendía en rango y responsabilidad en King’s College.La carrera posterior de Watson finalmente lo llevó al Laboratorio Cold Spring Harbor (CSHL) de Biología Cuantitativa en Long Island, Nueva York, donde como director desde 1968 en adelante lo llevó a nuevas alturas como centro de investigación en biología molecular. De 1988 a 1992 dirigió el Centro Nacional de Investigación del Genoma Humano de los Institutos Nacionales de Salud. Posteriormente regresó a CSHL, de la que se retiró en 2007. Durante el largo mandato de Crick en Cambridge, hizo contribuciones fundamentales para desbloquear el código genético. Él y Sydney Brenner demostraron que cada grupo de tres bases adyacentes en una sola hebra de ADN codifica un aminoácido específico. También planteó correctamente la hipótesis de la existencia de ARN de “transferencia”, que media entre el ARN “mensajero” y los aminoácidos. Después de 20 años en Cambridge,Con varias cátedras visitantes en los Estados Unidos, Crick se unió al Instituto Salk de Estudios Biológicos en La Jolla, California.

Mayor reconocimiento

En 2005, James Watson fue honrado con la Medalla de Oro Othmer de la Chemical Heritage Foundation, ahora el Science History Institute, por su talento científico, que ha dado al mundo una nueva comprensión intelectual de la naturaleza de la vida, haciendo posible la biotecnología moderna y vida para toda la humanidad.

La información contenida en esta biografía se actualizó por última vez el 4 de diciembre de 2017.