La estructura del ADN fue descubierta en 1953, pero en realidad fue identificada por primera vez en 1868 en un pequeño laboratorio en Alemania por un científico suizo llamado Friedrich Miescher.
Cuando pregunto sobre la persona que descubrió el ADN, normalmente recibo una de dos respuestas: «No sé» o «Watson y Crick».
En la mayoría de los libros de ciencias a nivel escolar, los nombres que aparecen durante la introducción al ADN son James Watson, Francis Crick y Maurice Wilkins. Su Premio Nobel, que fue otorgado en 1965, se enfatiza junto con una famosa imagen de Watson y Crick admirando su modelo de doble hélice. El Premio fue otorgado «por sus descubrimientos sobre la estructura molecular de los ácidos nucleicos y su importancia para la transferencia de información en material vivo». Es importante destacar las palabras «estructura molecular», no «descubrimiento». Entonces, ¿quién descubrió realmente el ADN?
Friedrich Miescher – El primero en identificar el ADN
Friedrich Miescher nació en Basilea en 1844 (Crédito de la foto: dominio público/Wikimedia Commons)
Friedrich Miescher nació el 13 de agosto de 1844 en Suiza en una familia profundamente involucrada en la ciencia. Tanto su padre como su tío, Johann F. Miescher y Wilhelm His, respectivamente, eran distinguidos médicos, anatomistas y profesores en la Universidad de Basilea. Miescher mostró un gran interés por la ciencia y inicialmente estudió medicina en Basilea, pero luego se dio cuenta de que la investigación satisfaría mejor su curiosidad sobre el mundo natural.
Cómo Friedrich Miescher identificó el ADN
La historia del ADN comienza en 1868 cuando Friedrich Miescher se unió al laboratorio de Felix Hoppe-Seyler. Miescher se sintió intrigado por la composición química de las células.
El laboratorio de Hoppe-Seyler era un lugar donde la biología y la química se cruzaban. Este entorno proporcionó a Miescher las herramientas necesarias para investigar. Utilizando pus de vendajes quirúrgicos frescos obtenidos de una clínica cercana, Miescher extrajo leucocitos, las células con las que decidió trabajar.
Laboratorio de Friedrich Miescher en Tübingen, Alemania (Crédito de la foto: dominio público/Wikimedia Commons)
Miescher era un científico minucioso, documentando meticulosamente cada detalle y trabajando con gran precaución. Este enfoque cuidadoso le permitió detectar algo peculiar entre las proteínas y los lípidos. Mientras realizaba experimentos, observó que una sustancia precipitaba en condiciones ácidas. Intrigado y emocionado, decidió explorar aún más este precipitado inusual.
Realizó varios experimentos para aislar la sustancia de la solución. Este precipitado desconocido se disolvía cuando la solución se volvía alcalina, pero reaparecía cuando la solución se neutralizaba. Incluso cuando la solución volvía a ser ácida, la sustancia no se disolvía nuevamente en la solución.
Experimentos químicos realizados por Miescher para confirmar el ADN
Las proteínas contienen moléculas cargadas positiva y negativamente en su estructura. Dependiendo del pH de la solución, toda la proteína puede llevar una carga positiva o negativa, lo que hace que permanezca disuelta en la solución.
La interacción entre los iones en el agua y las especies cargadas en la proteína ayuda a mantener la proteína disuelta en la solución. Sin embargo, cuando la proteína alcanza un pH específico (que es único para cada proteína), su carga neta se vuelve cero, lo que significa que ya no está cargada. En este pH, las moléculas de proteína comienzan a interactuar entre sí en lugar de con los iones circundantes. Esta interacción hace que las proteínas se unan y precipiten fuera de la solución. Este pH se conoce como el punto isoeléctrico o pI. Al cambiar el pH lejos de su pI, la proteína se disolverá de nuevo en la solución.
Miescher descubrió que su precipitado no se disolvía cuando se exponía a varios niveles de pH ácidos. Basándose en esta observación, concluyó que el precipitado no era una proteína.
Para confirmar sus hallazgos, Miescher realizó varias pruebas adicionales. Quemó el precipitado y encontró los elementos orgánicos típicos como oxígeno, carbono, hidrógeno y nitrógeno. Sin embargo, no encontró azufre, que se encuentra comúnmente en la mayoría de las proteínas. También notó una cantidad significativa de fósforo en el precipitado, que no está presente en otras biomoléculas.
Miescher también sometió el precipitado a proteasas, enzimas que descomponen las proteínas en aminoácidos. Las proteasas no tuvieron ningún efecto sobre el precipitado, lo que respaldó aún más su creencia de que no era una proteína. Además, Miescher sabía por investigaciones previas que la sustancia se encontraba en el núcleo, por lo que la llamó nucleína.
Miescher publicó su descubrimiento en 1871. Continuó estudiando la nucleína, utilizando esperma de salmón como material. Su trabajo reveló que el fósforo inusual en la nucleína existe como ácido fosfórico. También dedujo que la nucleína debe tener un peso molecular alto porque difundía pobremente. Adivinó correctamente que una molécula llamada protamina estaba asociada con la nucleína.
Estas sustancias juntas componían la masa de las cabezas de esperma que Miescher estaba estudiando. Investigaciones posteriores confirmaron las conclusiones de Miescher.
Después de Miescher, su enfoque de investigación cambió y se vio abrumado con otras responsabilidades como profesor. Otros científicos se hicieron cargo del estudio del ADN.
Muchos químicos, incluidos aquellos que conocían a Miescher y Hoppe-Seyler, comenzaron a estudiar la nucleína. Albrecht Kossel, un investigador en el laboratorio de Hoppe-Seyler que luego ganó un Premio Nobel, descubrió que la nucleína consistía en cuatro bases y azúcares. Eduard Zacharias, un botánico, conectó el concepto de cromosomas con la nucleína, demostrando que la nucleína era un componente importante de los cromosomas.
A pesar de estos hallazgos, el ADN recibió poca atención por parte de la comunidad científica en ese momento. La mayoría de los expertos, incluido Miescher, creían que las proteínas eran los componentes hereditarios en lugar de los ácidos nucleicos (más tarde renombrados por Richard Altmann). Muchos razonaron que los ácidos nucleicos eran químicamente demasiado simples para explicar la diversidad de la vida. Por otro lado, las proteínas consistían en 20 aminoácidos diferentes y se consideraban lo suficientemente complejas como para explicar la variedad de formas de vida.
La importancia de los ácidos nucleicos fue ampliamente pasada por alto, lo que llevó a una disminución en la investigación sobre la molécula y un cambio de enfoque hacia las proteínas. Sin embargo, una serie de experimentos realizados por Griffith, Avery, MacLeod, McCarthy, Hershey y Chase demostraron que el ADN era de hecho el material genético en las células. A pesar de este descubrimiento, la estructura del ADN aún permanecía desconocida, lo que dificultaba confirmar su importancia. Varios científicos, incluyendo a Watson, Crick, Wilkins, Rosalind Franklin y Linus Pauling, estaban trabajando activamente para desentrañar la estructura del ADN. A través de una combinación de suerte, ingenio e inspiración, Watson y Crick fueron los primeros en determinar con éxito la estructura del ADN, conocida como la doble hélice. Este avance revolucionó el campo de los ácidos nucleicos, lo que llevó a un aumento en la investigación y descubrimientos innovadores en las décadas siguientes. Friedrich Miescher, una figura clave en el estudio de los ácidos nucleicos, dejó un impacto duradero en el campo y sus contribuciones continúan dando forma a nuestra comprensión de la evolución, la salud y los orígenes de la vida en la Tierra.