Conociendo al ADN - 3

Escuché decir a cierto personaje creído de su valía que, en la primera mitad del siglo XX, no se había hecho más que desarrollar los descubrimientos del siglo anterior. Bueno, esos descubrimientos, en biología, habían sido tremendos y no estuvo mal desarrollarlos, más bien fue necesario hacerlos. Tampoco hay que desprestigiar a los científicos de aquel tiempo, estaban poniendo las bases para el desarrollo espectacular que tendría la biología en la segunda mitad del siglo.

Para mí, un descubrimiento importante de comienzos del siglo XX, fue el de la penicilina y demás antibióticos. Gracias a ellos, se comenzó a luchar con eficacia contra enfermedades hasta entonces mortales (tuberculosis, p.ej.), se desarrolló la cirugía al conjurar los peligros de infección y, consecuentemente, se alargó nuestra expectativa de vida. Paralelamente, la biología molecular también se benefició de este hecho.

LA FOTO HECHA POR R. FRANKLIN

El otro descubrimiento, mediado el siglo, que representó un revulsivo para la biología, lo hicieron Francis Crik, James Watson, Maurice Wilkins y Rosalind Franklin. Watson era biólogo y Crik, físico, mientras que Wilkins y Franklin eran cristalógrafos y estudiaban difracción de rayos X en moléculas estructuradas. Reuniendo muchos datos y conocimientos diversos, y gracias a sus diferentes especialidades, trabajaron hasta llegar a dilucidar la estructura buscada en la comunidad científica.

WATSON Y CRIK PRESENTAN UNA
MAQUETA DE LA ESTRUCTURA DEL ADN

Eran insultantemente jóvenes (por los treinta, con la carrera recién terminada). Los estudios maduraron alrededor de las fotos de rayos X difractados al atravesar ADN, que había hecho R. Franklin. (Estas fotos, propiedad de R.Franklin, fueron enseñadas de manera indiscreta por Wilkins a J. Watson, que recogió de ellas la información que precisaba sin pedir permiso a su autora). Tengo que decir que no entiendo nada de esta foto pero, quienes supieron interpretarla, vieron que se trataba de una molécula rígida y perfectamente estructurada en el espacio. Consistía en dos cadenas enrolladas en hélice, entre las cuales aparecían vínculos moleculares de tamaño constante, siendo posible calcular las distancias que separaban los diferentes átomos. Todo esto indicaba una estructura muy rígida.

ESQUEMA DE LA ESTRUCTURA DEL ADN

Esto del tamaño constante representó un inconveniente conceptual si se quería compaginar esta estructura, rígida, con la diversidad de secuencias previstas, en caso de comprobar la hipótesis de que el mensaje genético estaba cifrado en las secuencias diferentes de las bases nitrogenadas. Fue cuando se recordó lo indicado por Chargaff. La igualdad de concentración a Adenina y Timina, así como la de Guanina y Citosina. Estos pares de bases podrían ser los componentes de los puentes entre las cadenas longitudinales que, consiguientemente, estarían siempre a la misma distancia, como indicaba la foto. Por el descubrimiento, recibieron el Premio Nobel en 1962.

ROSALIND FRANKLIN

Rosalind Franklin no pudo disfrutar del éxito obtenido, pues murió muy joven víctima de cáncer. También hay datos que hacen suponer que sus compañeros de descubrimiento no fueron con ella como se podría esperar en cuanto a reconocer su valía científica. Hay quien dice que Watson, Crik y Wilkins se aprovecharon de su trabajo. Muchos hablan de machismo en la universidad inglesa de mediados del siglo pasado. Lo cierto es que casi quedó olvidada.

Luego, cuando ya habían recibido el Premio Nobel, Watson escribió un libro, autobiográfico y de autobombo, que recuerda cómo vivieron aquel tiempo. Se llama “La doble hélice”. Hoy está disponible para descarga gratuita y el final de esta entrada pongo su enlace para quienes quieran descargarlo. Es interesante leerlo para quien quiera conocer el ambiente en que trabajaban aquellos investigadoras.

Trabajadores, brillantes, tenaces, pero no pensemos que humanamente perfectos, eran como cualquiera de nosotros, con sus cosas buenas, no tan buenas e, incluso, odiosas. Lo que sí tuvieron fuera de lo normal fueron sus ganas de trabajar y su incansable deseo de alcanzar su meta. Ahí sí que fueron ejemplares.

Salvo R.Franklin, han sido personas longevas. Crick siguió en el mundo de la investigación. Watson se dedicó a editar trabajos recopilados de actualidad en biología, y a criticar a todos menos a sí mismo, siempre que se le presentó la posibilidad. De M.Wilkins no puedo decir nada, pues nada sé, salvo señalar su longevidad.

Semblanza de Rosalind Franklin

La doble Hélice

Entrada del blog relacionada con este tema:

          Francis Crick en la Historia de la Biología

La hipótesis del blanco

Me gusta meterme en los libros científicos y, si es posible, leerlos en sus idiomas originales. En ellos hay criterio, opiniones, se discuten teorías, se explica cómo se van afianzando los conocimientos. En general, su lectura proporciona un amplio conocimiento sobre la ciencia de la que trata. He conocido libros geniales, alguno de ellos me ha acompañado desde mi época de estudiante. 

Ver de otro modo

Si miramos la historia de la Biología, podemos dividirla en dos grandes etapas: la clásica y la moderna, también conocida como molecular. Aristóteles es el padre de la primera biología: todas las ramas de la biología clásica comienzan en sus estudios y escritos. Creo que Francis Crick lo es de la biología molecular. 

La hipótesis del blanco

Me gusta meterme en los libros científicos y, si es posible, leerlos en sus lenguas originales. En ellos hay criterio, opiniones, se discuten teorías, se explica cómo se van afianzando los conocimientos, etc, etc. En general, su lectura proporciona un amplio conocimiento sobre la ciencia de la que trata. He conocido libros geniales, algunos de ellos me han acompañado desde mi época de estudiante.

Pienso en el llamado “Principios de Genética”, de Th. Dobzhansky, que se editó en 1958. Durante muchos años fue el único libro de Genética editado y en los departamentos correspondientes se le llamaba “el libro”. Luego fueron apareciendo más y más en diversos formatos, pero el primero, el Dobzhansky, como le llamábamos por su autor, siguió siendo insubstituíble. Lo acabo de mirar ahora mismo. Sus páginas tienen para mí mucho de entrañable, pues en ellas encuentro al estudiante que fui, empeñado en comprender algo o en resolver algún problema de los que allí venían. 

Con los grandes científicos ocurre una cosa singular. Me explico. Cuando se escribió el libro, aún se conocía muy poco de los ácidos nucleicos, de la acción mutagénica de las radiaciones, o de genética evolutiva en general. No obstante, leyendo ahora los textos escritos hace más de medio siglo y viendo las opiniones vertidas en él, es fácil ver cómo el autor intuía lo que luego se comprobó con certeza. 

Algunos científicos tienen tan metido en su mente la naturaleza del objeto que estudian, que poseen una clarividencia grande sobre él e intuyen características suyas, que son difíciles de comprobar en el momento en que las enuncian, pero esas propuestas quedan planteadas como retos a los siguientes investigadores. Ocurrió con Francis Crick o con Albert Einstein, que hoy se está comprobando mediante estudios complicados cómo sus intuiciones eran veraces, aunque no se pudiesen comprobar en aquel tiempo. 

En el libro de genética que comento, también es sencillo encontrarse con interpretaciones que quedan inacabadas por falta de conocimientos en aquella época, pero con frases insinuadoras sobre las posibles soluciones, que luego mostraron ser acertadas.

Voy a comentar un solo caso, de entre varios que aparecen en el libro. Hablando del efecto mutágeno de la radiación, el autor comenta los resultados experimentales del investigador ruso N. V. Timofeev-Resovskij, quien trabajando con Drosophila melanogaster, la mosca del vinagre, descubrió la relación directa y lineal entre la dosis de radiación y la respuesta a modo de mutaciones letales en el cromosoma X de machos irradiados. Sus resultados los publicó representados en la gráfica que añado a continuación.

Relación Dosis de radiación - aparición de mutantes
letales en el cromosoma X de los machos irradiados.

Estos trabajos se realizaron en años tempranos de la década de 1930. Era cuando se comenzaba a conocer el papel de los ácidos nucleicos en la herencia, pero se desconocía su estructura molecular. Había una fuerte corriente científica que atribuía a las proteínas el papel de transmisor de la herencia biológica. En esa misma década, T.H.Morgan recibe el Premio Nobel por demostrar, entre otras cosas, la base cromosómica de la herencia, así como que los genes están situados en los cromosomas, en lugares concretos y dispuestos de modo lineal, nunca ramificado.

Pero en los cromosomas hay proteínas y ácido nucleico, las dos moléculas sobre las que se discutía su protagonismo en la herencia. Aunque se conocía bien la estructura de las proteínas, afloraban múltiples experiencias que obligaban a decantarse por los ácidos nucleicos, unos compuestos casi desconocidos entonces.

Tampoco faltaban los que seguían defendiendo la idea de que los genes eran algo espiritual, como un soplo inefable, si bien Mendel había demostrado cómo se transmitían de modo inalterable a lo largo de las generaciones, aunque pudiesen estar ocultos en los individuos sin manifestarse.

Eran reales los genes, existían de modo discreto, concreto, se podía actuar sobre ellos? La interpretación de los efectos de la acción mutágena de los rayos X aportaron luz a estos debates. Si nos fijamos en la gráfica que presento, vemos una relación directa, lineal, entre dosis de radiación (causa) y aparición de mutantes (efecto). Aunque la gráfica no lo indica, a cero Roentgens de radiación, corresponde un 0,02% de mutación. No es error, más bien es una prueba de la precisión del experimento, pues esa cantidad representa la frecuencia de la mutación espontánea.

Viendo la gráfica, y en el ambiente de entreguerras de entonces, no faltó quien dijese que a dosis doble de radiación, correspondían dosis doble de mutantes. Era un resultado similar a lo que ocurre en un bombardeo, en el que lo importante es dar en el blanco. Cuando se duplica la dosis de bombas, o de unidades R, las respuesta es el doble de víctimas o de mutaciones, pero para que tal ocurriese, los genes tendrían que tener estructura material. Se fraguó con esta idea la que hoy conocemos como “hipótesis del blanco”, que resultó ser verídica. 

Según esta hipótesis, para que se produzca una mutación, las radiaciones han de alcanzar el blanco y ese blanco es el gen. Ya digo, se comprobó lo acertado de la hipótesis, y sin pretenderlo, también se confirmó la naturaleza material de los genes, pues para que ocurriese tal respuesta, era preciso que los genes tuviesen una base material.

T.H.Morgan había demostrado que los genes ocupaban un lugar concreto en los cromosomas y fue premiado con el Nobel en 1933. Ahora, otros investigadores, estudiando el efecto de las radiaciones sobre el material hereditario, demostraban la naturaleza material de los genes. También fueron reconocidos con el Premio Nobel en 1946.

Así, no

Si miramos la historia de la Biología, podemos dividirla en dos grandes etapas: la clásica y la moderna, o molecular. Aristóteles es el padre de la biología clásica: todas las ramas de la biología clásica comienzan en sus estudios y escritos. Francis Crick lo es  de la biología molecular.

Aristóteles estudió e interpretó todo lo que era posible estudiar y explicar en su época. Algunas aportaciones suyas, como su clasificación de los animales, han sido de utilidad hasta hace bien poco. Su obra sobre animales, Historia animalium, sigue un esquema general que nos resulta conocido, pues cada capítulo está dedicado a un animal concreto. En él se describe la morfología del animal, así como sus costumbres, sus comidas y una larga suma de detalles que nos dan una visión completa del animal en cuestión. Y así con todos los que trata en su libro.

Escenario de la vida en el monte

Este método de capítulos dedicados a cada animal, que se convierte en el protagonista de cada uno de ellos, se llamó en algunos casos Historia Natural y fue el utilizado por muchos científicos en épocas posteriores, incluso muy recientes. Nuestro querido, y añorado, Félix Rodríguez de la Fuente fue un seguidor de este modo de presentarnos las vidas de cada uno de los seres de nuestra fauna.

En cierto modo, todo esto se había modificado durante la Edad Media. Teniendo en cuenta que se había consagrado al hombre como Rey de la Creación, se consideraban a los animales como servidores suyos. Con ese criterio, los animales dejaban de tener vidas peculiares, solamente eran poseedores de cualidades que los humanos debían de estudiar para ver si sus conductas se reflejaban ellas. Si eran buenas, deberíamos imitarlos. Si malas, erradicarlas. Las hormigas nos enseñaban a ser trabajadores y ahorradores en previsión de malos tiempos. Las cigarras nos hablaban de las pérdidas de tiempo haraganeando y no previendo tiempos aciagos. La serpiente era traidora, y aún hoy, en 2018, se le considera un animal deleznable y traicionero. Por ella entró el pecado en la humanidad. El lobo es carnicero, el zorro engañoso y su nombre ha dado origen a diversos adjetivos referidos a conductas astutas.

Traidor, y astuto según nuestras
pautas.

Estamos en una época en la que podemos hablar con rigor de una biología moderna. Los documentales que se realizan para televisión se refieren mayormente a grandes ecosistemas en los que se nos enseña el curso de la vida a través de diversos animales concretos, que comparten territorio y lo largo de un período de tiempo previamente acotado. En ellos, la unidad de relato es el territorio y, mejor aún, el ecosistema. Recuerdo el ya antiguo de “Europa a través de un año”, en el que veíamos cómo las diferentes estaciones hacían vivir a los habitantes del continente, hombres incluidos, incidiendo en sus modos y costumbres a lo largo del año. Hay otros, más recientes, sobre grandes parques naturales. Éstos suelen ser espectaculares, pues producidos por grandes compañías, esperan ser distribuidos ampliamente con gran beneficio económico.

¿Cruel?

Las tomas ya digo, son espectaculares y supongo que muy costosas, pues conviene poner cámaras en lugares concretos y esperar que se produzcan hecho interesantes desde su aspecto biológico e impactante. Los consiguen. Vemos efectos inusitados de luz, relaciones materno filiales asombrosas, comportamientos de grupos nunca vistos y, en suma, aplaudimos a los realizadores y distribuidores de estos programas.

Los textos, no iban a se menos, están bien elaborados. Pero hay una palabra , y sus derivados conceptuales, que me sobra en ellos. O un criterio plasmado de varios vocablos, que me molesta, pues corresponde a un criterio anticuado, obsoleto. Según estos buenos documentales, los predadores siguen siendo traidores, astutos, engañosos, taimados y una serie amplia de adjetivos en los que se intenta definir un comportamiento reprensible.  ¿Es reprensible el comportamiento de los animales carnívoros? ¿Se quiere engañar a alguien? No me cabe en la cabeza pensar que exista un deseo de mantener una mentalidad antigua y perfectamente superada. Repito que el único taimado o astuto a la hora de matar en la naturaleza somos nosotros, que añadimos a nuestro instinto una cantidad de artilugios artificiales para hacer más eficaz el deseo de matar.

El más vilipendiado, aunque noble

En la naturaleza los animales comen para nutrirse, hay animales que cazan a sus presas vivas, y otros las comen muertas, recibiendo diferentes adjetivos según el modo de proveerse de ellas. Pero los documentales no se preocupan en diferenciar estas modalidades, ni muchos menos aclararnos la necesidad que tienen los carnívoros de cazar a sus presas. Ahí, en esos comportamientos, actúa la selección natural, ayudando a los mejor adaptados, pero esto no se dice nunca y los espectadores siguen pensando en costumbres que se deberían erradicar entre los animales, cuando son enjuiciadas solo con criterios humanos, nunca biológicos. He visto intentar matar a un águila por haber cazado un conejo mientras corría por el prado. No se le mató, pero se le maldijo. Repito, somos nosotros los únicos que matamos por matar y muchos piensan que los animales hacen lo mismo.

Como biólogo que llevo años trabajando en biología evolutiva, me duele mucho esta falta de comprensión de las dinámicas biológicas en nuestros montes, que es donde la vida se desarrolla. Me duele que se mantenga la visión errónea de estos procesos de los seres vivos y aún más desde medios  de divulgación tan poderosos como la televisión acompañada de imágenes grandiosas. 

Me gustaría que se explicasen mejor estas dinámicas, tal como las vemos hoy, pues este conocimiento sería una vía eficaz para interpretar mejor lo que ocurre en la naturaleza y gestionar, también de modo más adecuado y eficaz, todo lo concerniente al mundo natural. Explicar de modo adecuado lo que ocurre en la naturaleza es también un medio eficaz de protegerla.

Mejor, de otro modo

Si miramos la historia de la Biología, podemos dividirla en dos grandes etapas: la clásica y la moderna, también conocida como molecular. Aristóteles es el padre de la primera biología: todas las ramas de la biología clásica comienzan en sus estudios y escritos. Francis Crick lo es de la biología molecular.

La hipótesis del blanco

Me gusta meterme en los libros científicos y, si es posible, leerlos en sus lenguas originales. En ellos encuentro criterio, opiniones, se discuten teorías y se explica cómo se van afianzando los conocimientos. En general, su lectura proporciona un amplio conocimiento sobre la ciencia de la que trata. He conocido libros geniales, alguno de ellos me ha acompañado desde mi época de estudiante. 

Mejor, calificarlo de otro modo

Si miramos la historia de la Biología, podemos dividirla en dos grandes etapas: la clásica y la moderna, o molecular. Aristóteles es el padre de la biología clásica: todas las ramas de la biología clásica comienzan en sus estudios y escritos. Francis Crick, lo es de la biología molecular. 

Los conceptos en ciencia

Para muchos, los descubrimientos son hitos fundamentales en el avance científico. Esta idea está muy afianzada. No obstante, para muchos el desarrollo científico está en el afianzamiento de los conceptos, que muchas veces se produce gracias a los descubrimientos.

Este es un debate que viene de lejos. El dilema entre descubrimiento y concepto. El descubrimiento saca a la luz algo que estaba oculto, pero que ya existía, por ejemplo la existencia de células o los procesos hereditarios en seres vivos. El concepto aparece como consecuencia de una actividad del pensamiento, cuando se relacionan muchos datos diversos relacionados y se obtiene una idea general aplicable a casos concretos que pueden explicar las situaciones implicadas. El concepto es un producto mental y se configura gracias a los datos obtenidos en los descubrimientos. Con ellos, se afianza o se desecha. Por ejemplo, el concepto de la fuerza vital (el vitalismo), fue rechazado después de que diversos descubrimientos invalidaran los principios en los que se basaba tal idea. Otro tanto ocurrió con el concepto del flogisto, supuestamente presente en los objetos combustibles.

HAY DESCUBRIMIENTOS QUE AFIANZAN CONCEPTOS

A veces, los conceptos están encerrados en fórmulas y leyes que representan el trabajo de muchos investigadores. Los descubrimientos se basan en conceptos previos y cuando no se dispone de ninguno capaz de explicar lo que se ha descubierto, decimos que tal hecho se ha adelantado a su tiempo. Es lo que ocurrió con los descubrimientos de Mendel, que los interpretó e intentó explicarlos suponiendo unos procesos formadores de gametos (segregación), que no se podían sustentar en ningún concepto existente. No se conocía nada de la fisiología celular ni sus procesos de división. Cuando se conocieron tales procesos, los trabajos de Mendel adquirieron la dimensión merecida. Algo similar ocurrió con Einstein y sus teorías.

En biología no existe ni una sola ley. Dada la diversidad de seres vivos, resulta imposible encerrar en leyes unos principios que sean válidos para todos ellos. Si reparamos en cuatro especies muy diferentes entre sí, como podemos ser nosotros, un laurel, un helecho y un gusano, no hay leyes de ningún tipo que sean aplicables por igual a estas cuatro especies, salvo el hecho que sus miembros “nacen, crecen, se reproducen y mueren”. Pero esas actividades biológicas no son leyes. Son, eso, actividades comunes a todos los seres vivos.

REPARTO DE CROMOSOMAS EN UNA DIVISIÓN
CELULAR. DESCONOCIDO EN TIEMPOS DE MENDEL

Sin embargo, en biología tenemos múltiples conceptos que se han ido modificando, según crecía el fondo de conocimientos obtenidos con los descubrimientos. El saber biológico está encerrado en conceptos. Un sabio biólogo del siglo XX, (Erns Mayr) escribió una amplia y erudita Historia de la biología contemplándola como una historia de sus conceptos fundamentales. 

A lo largo del siglo pasado, hemos asistido a la formulación y constante revisión de conceptos fundamentales en biología: El concepto de herencia biológica nunca está completo, pero siempre sirve como base de estudios nuevos. El concepto de gen se ha dio enriqueciendo, llenándose de complejidad y desprendiéndose de ideas equivocadas que no hacían más que lastrarlo. Los conceptos de cromosoma o de genotipo son constantes temas de estudio y revisión, apareciendo nuevas formulaciones de los mismos, que nunca se dan como definitivas, pues sabemos que nuevos descubrimientos aportarán luces nuevas a esos aspectos del conocimiento.

LA VIDA EN PLENA NATURALEZA.
MUCHO PENDIENTE DE DEFINIR

Por no hablar de conceptos tan complejos como el de selección natural, ecosistema o especie. Digo complejos porque son temas en los que se implican diversas áreas de conocimiento. Por ejemplo, el concepto de especie precisa ser estudiado bajo el aspecto sistemático, morfológico, ecológico, etológico, etc. por ejemplo. Es decir, diferentes áreas de la ciencia han de coincidir en la definición, o consensuar una que satisfaga a todas. Algo similar ocurrió a mediados del siglo pasado cuando diferentes biólogos de diversas especialidades como genetistas, ecólogos, zoólogos y botánicos entre otros, compendiaron una teoría sintetizadora de la evolución. (Se le llamó “sintética” por causas de mala traducción). En estos casos, se tiende a llegar a conceptos que estén conformados por diversos aspectos de la ciencia y que siempre puedan ser revisados.

Un concepto siempre cuestionado, nunca estable, es el de “especie biológica”. Ya Aristóteles definió la especie. Desde entonces, múltiples intentos de definición se han ido sucediendo, añadiendo en cada época los conocimientos aportados por descubrimientos que se iban produciendo. No hay una definición de especie que satisfaga a la totalidad de la comunidad científica biológica. Hablo de seres pluricelulares, si quisiéramos incluir en la definición a los procariotas, tendríamos mayores dificultades, a veces insalvables.

Existen entidades biológicas, como hábitat, especie o selección, que para los biólogos son muy intuitivas, aunque aún no se ha encontrado una definición que sea satisfactoria para la comunidad científica en general.

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