Miescher: El olvidado.


A la mayoría de nosotros la palabra ADN nos resulta común e incluso se nos presenta en anuncios cosméticos o en noticias polémicas (por ejemplo, la de los transgénicos y su supuesta relación con el cáncer). Otras empresas, como GenomaLab incluso hacen de la estructura del ADN su imagen corporativa. En aras de la invasión del ADN en nuestra vida cotidiana, este será el primero de una serie de (¿tres?) posts respecto al ADN, pero antes de enfrascarnos en describir la estructura o la función de esta molécula empezaremos por la historia de su descubrimiento. Esta es una historia discreta, tan discreta que casi raya en el olvido. A todos nos resultan familiares los apellidos Watson y Crick, pero pocos saben que antes, casi un siglo antes de este famoso par, un médico suizo logró aislar por primera vez al ADN. Su nombre era Friedrich Miescher y esta es su historia.

Friedrich Miescher

Friederich Miescher nació en Suiza, en 1844. Su padre y su tío fueron médicos y profesores de anatomía y fisiología en la Universidad de Basel, la cual ostenta actualmente el título como una de las mejores Universidades Suizas. La influencia de estas dos figuras filiales despertó en Miescher la curiosidad y el desarrollo de una inclinación temprana hacia las ciencias. Miescher estudió medicina para especializarse en enfermedades del oído, pero debido a que él mismo sufría de poca capacidad auditiva –producto de una infección durante su infancia–, abandonó la medicina para estudiar las bases químicas fundamentales de la vida. Persiguiendo este objetivo, Miescher llegó al laboratorio de Hoppe-Seyler, uno de los pioneros de la “química de la fisiología”, ciencia que eventualmente se convertiría en la Bioquímica. En el laboratorio de Hoppe-Seyler, Miescher empezó su carrera científica tratando de entender las bases químicas de los procesos celulares. Las células que Miescher escogió para su investigación fueron los linfocitos. Con esta decisión empezaron los primeros dolores de cabeza, pues la obtención de los linfocitos a partir de los nódulos linfáticos resultaba complicadísima y purificarlos y obtenerlos en cantidades suficientes para poder realizar cualquier análisis era una tarea casi imposible y por demás desesperante. Pronto, y a sugerencia de su tutor, Miescher decidió cambiar a los quisquillosos linfocitos por leucocitos, los cuales son células blancas que se encuentran con abundancia en el pus de las heridas. Miescher empezó a purificar leucocitos a partir de vendas de pacientes con heridas supurantes. Estas vendas le eran provistas por una clínica del pueblo de Tübingen y Miescher se dedicaba a seleccionar de entre todas las vendas, aquellas que no presentaban ningún signo de contaminación: olores desagradables, consistencia extraña, coloración inusual, etcétera.

Laboratorio de Hoppe-Seyler.

Luego de seleccionar de entre todas las vendas a aquellas que cumplían con el estricto control de calidad de Miescher, él podía, ahora sí, pasar a la obtención de células y al estudio de sus componentes. Miescher pudo comprobar que los lípidos (que son moléculas grasas) y las proteínas eran los constituyentes principales del citoplasma de los leucocitos. Durante el estudio de la constitución de las células, hubo algo que llamó la atención de Miescher: cuando él agregaba soluciones ácidas a sus extractos se obtenía un precipitado. Es decir, que algunos componentes celulares en presencia de soluciones ácidas perdían su capacidad de solubilizarse y se “hundían” hacia el fondo de los tubos que contenían a las muestras. Esto podía revertirse cuando se agregaban soluciones alcalinas (o básicas) al medio. Para poder analizar con más profundidad a este precipitado nuevo, Miescher se propuso purificarlo.

El trabajo de Miescher era artesanal. Ante la carencia de equipo especializado, tuvo que ingeniárselas para desarrollar métodos que le permitieran aislar a los leucocitos. Miescher tenía todas las evidencias para suponer que el “precipitado extraño” provenía específicamente del núcleo celular, de manera que tuvo que idear, además, el primer protocolo para extraer núcleos celulares, algo que nunca antes se había logrado. Luego de aislar a los núcleos, Miescher comprobó que agregando un exceso de ácido acético o agregando ácido clorhídrico, se formaba de nuevo el precipitado, confirmando así que este provenía del núcleo. Por esta razón, Miescher nombró a la nueva sustancia “nucleína”.

Una de las principales preocupaciones de Miescher era encontrar una manera de eliminar proteínas contaminantes en la nucleína. Paradójicamente, la manera en que se deshizo de las proteínas contaminantes fue agregando otra proteína a la muestra: la pepsina. La pepsina es una proteína de la familia de las proteasas, es decir, es una proteína cuya función es degradar a otras proteínas cuando reconocen una secuencia de aminoácidos en particular. En la época de Miescher, la pepsina se obtenía a partir del estómago de los cerdos. Los cerdos, igual que los humanos, tienen pepsina en el tracto digestivo para poder degradar a las proteínas que se ingieren en la dieta. Luego que Miescher agregó la pepsina y después de dejar que actuara durante un intervalo de tiempo de hasta 72 horas, Miescher podía estudiar a la nucleína para intentar caracterizarla.
Miescher quemó a la nucleína para saber qué elementos la componían. Sus observaciones confirmaron que era una molécula orgánica, pues contenía Carbono, Hidrógeno, Oxígeno y Nitrógeno, pero que a diferencia de las proteínas, carecía de Azufre, el cual se encuentra en los aminoácidos metionina y cisteína. A diferencia de las proteínas, la nucleína contenía cantidades inusualmente grandes de Fósforo. Otra de las observaciones del joven Miescher, que entonces tenía apenas 25 años, fue que en las fases previas a la división celular, aumentaba la relación de nucleína/proteínas y que esto era más evidente en el caso de los tumores. Miescher, quien había iniciado sus investigaciones en el laboratorio de Hoppe-Seyler en el año de 1868, concluyó su trabajo con la nucleína en 1869 y se dirigió a aprender más técnicas experimentales en Leipzig, Alemania, desde donde escribió un artículo detallando las observaciones que había realizado con la nucleína. Miescher, a través de su padre, envió el manuscrito con sus observaciones a Hoppe-Seyler, quien adoptó una actitud más bien escéptica respecto a las conclusiones que se le comunicaban, de manera que él mismo repitió todos los experimentos siguiendo las condiciones detalladas por Miescher. Un año después Hoppe-Seyler estuvo convencido de que los resultados que Miescher había obtenido eran auténticos y que no se trataba de ningún artefacto experimental. Para el año de 1871 un nuevo estudiante de Hoppe-Seyler había logrado comprobar la presencia de la nucleína en células de distintos tejidos y de distintos organismos. Fue hasta entonces que se publicaron los resultados de Miescher en una revista editada por el mismo Hoppe-Seyler.

Mientras tanto, el mundo de las ciencias naturales sufría una revolución: En 1859 Darwin publicó su libro más importante y el que cambió nuestra manera de entender la vida: “El origen de las especies”. Darwin proponía, contrario a la corriente de pensamiento dominante en esa época, que las especies no eran estáticas y que podían adaptarse a nuevos ambientes a través de un proceso conocido como selección natural. Sin embargo, uno de los problemas con la teoría evolucionista consistió en explicar cómo es que los “cambios” en las especies podían heredarse generación tras generación. Por otra parte, Schleiden y Schwann, entre otros investigadores, habían postulado pocos años antes la Teoría Celular, que puede resumirse básicamente en tres postulados: (i) que todos los organismos están compuestos por una o más células, (ii) que es la célula la unidad fundamental de organización, función y estructura de los organismos vivos, y (iii) que las nuevas células surgen a partir de otras células. La teoría celular marcó un parteaguas en las ciencias naturales y permitió que los científicos, hasta entonces enfocados en el estudio de organismos pluricelulares, migraran hacia el estudio de las células individuales.
En 1865 y en un monasterio de la ciudad de Brno, en la República Checa, un monje de apellido Mendel realizaba experimentos con chícharos. Mendel descubrió allí las bases de la herencia genética, pero sus observaciones no serían valoradas hasta que en 1900 Correns y de Vries “re-descubrieran” el notabilísimo trabajo de Mendel y sus brillantes conclusiones.
Con el trabajo de Mendel empolvándose en el baúl de la indiferencia, todo parecía indicar que siendo las proteínas uno de los componentes principales de las células, eran también las proteínas las responsables de “transmitir” los caracteres heredables de padres a hijos. Debido a ello, la mayoría de los científicos que estudiaban a las células estaban deslumbrados por una fiebre de las proteínas. Así, aunque las observaciones de nuestro amigo Miescher fueron excepcionales y ayudarían a iniciar una de las revoluciones científicas más grandes en las áreas biológicas, y a pesar de que Hoppe-Seyler respaldaba el trabajo de Miescher, la corriente intelectual fluía en una dirección distinta y la nucleína quedó relegada a un término secundario.

En 1882, 11 años después de que se publicaran las observaciones de Miescher, Flemming observó a los cromosomas –compuestos de nucleína– y describió su comportamiento durante la división celular. Para 1889 Richard Altmann renombró a la nucleína como “ácido nucléico” y en 1902 Boveri y Sutton descubrieron que las unidades responsables de la herencia (ahora conocidos como “genes”), se localizaban en los cromosomas. Luego de muchos otros experimentos cruciales, en 1953 Watson y Crick presentarían en un artículo su propuesta sobre la estructura del ADN. Pero esa… es otra historia. Una que abordaremos en la siguiente entrega de nuestra trilogía sobre el ADN. ¡Hasta la próxima!


Nota: Las imágenes y gran parte de información contenida en esta entrada deriva principalmente de un artículo publicado por Ralf Dahm en la revista Developmental Biology. El artículo original puede descargarse aquí.

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Casado con la ciencia (pero tengo un affair con las artes). Apuesta: eLearning, Open Access/Source. Sharing is caring. @RodAG_ en twitter.
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