La acreditada revista británica Nature publicaba el 25 de abril de 1953 un artículo titulado Una estructura para el ácido desoxirribonucleico, donde se describía el célebre modelo de doble hélice para el ADN, la molécula que almacena y transmite la información hereditaria en todos los organismos vivos. Como es ampliamente conocido, esta publicación tuvo un enorme impacto en la comunidad científica, alcanzando una popularidad que ha perdurado hasta el presente.
Ante el estimulante descubrimiento de la arquitectura de la molécula de la herencia, en los laboratorios de diversas partes del mundo se desencadenó una cascada de nuevas investigaciones, destacando de inmediato un nuevo desafío científico: descifrar el código genético. Esto implicaba averiguar de qué manera la información almacenada en el ADN era capaz de materializarse en la síntesis de las proteínas.
Abramos un pequeño paréntesis para recordar que la molécula de la herencia está formada por una secuencia lineal de cuatro componentes llamados nucleótidos (abreviadamente designados con las letras A, G, C y T). Por otra parte, las proteínas, que son las moléculas más importantes y diversas de las células, están compuestas por largas cadenas cuyas unidades son los aminoácidos (en la naturaleza existen veinte distintos).
El código genético es el conjunto de reglas que establece cómo se traduce una secuencia de nucleótidos a una secuencia de aminoácidos; o lo que es lo mismo, cómo la información contenida en el ADN dirige la síntesis de las proteínas. Se trata de un proceso bioquímico complejo en el que las células son capaces de pasar desde el lenguaje de los ácidos nucleicos al de las proteínas. El código genético puede entenderse como un «diccionario» que permite la mencionada traducción.
Teniendo en cuenta que las proteínas están constituidas por veinte aminoácidos distintos, la traducción, como explicita el profesor de bioquímica y biología molecular de la Universidad de Valencia, Luis Franco Vera, presenta un problema conceptual serio: ¿cómo pasar de un alfabeto de cuatro nucleótidos a otro de veinte aminoácidos?
Imagen: Wikimedia Commons.
Sin entrar en detalles sobre la apasionante tarea en la que se sumergió la comunidad científica para descifrar el código genético, apuntemos que la respuesta llegó cuando se comprendió que cada unidad de codificación, llamada codón, estaba constituida por un triplete de nucleótidos. O lo que es lo mismo, se necesitan tres nucleótidos para codificar un aminoácido.
A partir del hallazgo de los tripletes se desentrañaron numerosos aspectos de la traducción del mensaje genético, siendo el más revelador constatar que el código es básicamente el mismo para todos los organismos. Se trata de un extraordinario logro porque confirmaba un asunto primordial para las ciencias biológicas: demuestra que la vida en nuestro planeta ha tenido un origen único.
En este contexto hay que señalar que muchos medios de comunicación utilizan frecuentemente la expresión código genético como sinónimo de genoma (la totalidad de material genético que posee un organismo) o de genotipo (el conjunto de genes que tiene un organismo). Se trata de un extendido error ya que, insistimos, el código genético es universal, el mismo en todos los seres vivos, mientras que cada individuo tiene su propio genoma y su propio genotipo.
Mujeres y científicas en los inicios de la biología molecular
Consideramos importante enfatizar, tantas veces como sea necesario, que en aquellos primeros pasos que marcaron el nacimiento y expansión de la biología molecular participaron lúcidas mujeres científicas. Pero, siguiendo una trayectoria discriminatoria, no todas han sido reconocidas como merecen.
En este blog se ha hablado, entre otras, de Marta Chase (1927-2003), quien participó junto Alfred Hershey en el significativo experimento que permitió confirmar que el ADN era la molécula de la herencia. La intervención de Chase ha sido escasamente reconocida, mientras que Hershey recibió el Premio Nobel de Fisiología o Medicina en el año 1969, por sus descubrimientos sobre la replicación de los virus en los que se basaba el citado experimento.
Asimismo, la brillante cristalógrafa Rosalind Franklin (1920-1958) jugó un papel decisivo en la elaboración del modelo de doble hélice del ADN; su contribución, sin embargo, permaneció injustamente en la sombra durante más de treinta años. Por el contrario, sus colegas Francis Crick, James Watson y Maurice Wilkins fueron galardonados en 1962 con el Premio Nobel de Fisiología o Medicina, por sus descubrimientos sobre la estructura molecular del ADN.
Por su parte, Marianne Grunberg-Manago (1921-2013) realizó, junto al bioquímico español Severo Ochoa, el valioso hallazgo de un enzima que literalmente abrió la puerta a los biólogos para descifrar el código genético. Por este logro, en el año 1959, Severo Ochoa recibió el Premio Nobel de Fisiología o Medicina; sin embargo, no se otorgó al trabajo de la investigadora el considerable mérito que realmente tuvo.
Una vez más, ejemplos múltiples en la historia de la ciencia repiten la intolerable injusticia de ignorar la imprescindible labor realizada por las científicas. Ninguna de las expertas citadas recibiría en su momento la ponderación merecida por su trabajo; por el contrario, y sin ningún reparo, sus descubrimientos se asignaron a el, o los, miembros masculinos del grupo de investigación.
En este punto o sendero de las «relegadas», nos interesa traer a la palestra a otra notable experta, la bióloga británica Leslie Collard Barnett.
Leslie Collard Barnett y el descifrado del código genético
El 12 de octubre de 1920 nacía en Londres una niña que recibió el nombre de Margaret Leslie Collard; con el tiempo, la pequeña se convertiría en una respetada científica. Según nos informa Wikipedia, cuando contaba con 19 años de edad, a comienzos de la Segunda Guerra Mundial, Leslie Collard empezó su formación en el Instituto de Agricultura en Essex. Unos años más tarde se matriculó en la Universidad de Reading (Reading University), donde se graduaría como microbióloga en la especialidad de industria láctea. Mucho después, ella recordaría esos años entre los más felices de su vida.
En 1945 se casó con James Barnett, y desde entonces su nombre fue Leslie Collard Barnett. La pareja tuvo dos hijas; tras unos años de convivencia se divorciaron, aunque entre ellos perduró una buena relación. Por esas fechas, el MRC (Medical Research Council, Consejo creado en Gran Bretaña con el fin de distribuir fondos para la investigación médica), contrató a la joven Barnett como técnica del Laboratorio Cavendish (Cavendish Laboratory, Cambridge), un potente centro que posteriormente alcanzaría gran fama por la publicación de la estructura molecular del ADN.
En el año 1947, el MRC inauguró la Unidad para la Investigación de la Estructura Molecular de los Sistemas Biológicos (Unit for Research on the Molecular Structure of Biological Systems), principalmente enfocada al uso de la cristalografía de rayos X. Con ello se pretendía estudiar la estructura molecular de las proteínas. Básicamente, esta técnica consiste en que un haz de rayos X pase a través de un compuesto y se disperse de tal modo que el resultado pueda registrarse sobre una placa fotográfica, generando así un conjunto de puntos luminosos. Analizando la posición de estos puntos, es posible deducir mediante cálculos matemáticos la estructura tridimensional de una molécula.
La labor de Leslie Barnett consistía en colaborar con el equipo de investigación implicado en el prometedor uso de la cristalografía de rayos X para obtener modelos tridimensionales de moléculas proteicas. La perspicaz investigadora muy pronto destacó por su capacidad y habilidad para analizar e interpretar los complejos resultados obtenidos. Con posterioridad, Francis Crick, uno de los científicos más valorados de su generación, afirmaría que Barnett realizó una serie de excelentes cálculos sobre difracción por rayos X (o sea, sobre la desviación de los rayos luminosos), de enorme utilidad porque en aquellos días las computadoras eran todavía muy primitivas y apenas podían usarse para las operaciones requeridas. Los resultados obtenidos por el equipo de Crick dieron un más que notable prestigio al Laboratorio Cavendish.
Como relata la historiadora de la ciencia Soraya de Chadarevian en su libro Diseños de vida de 2002, «el Laboratorio Cavendish en Cambridge ya lucía una larga y glamurosa tradición en la investigación en ciencias naturales con anterioridad al descubrimiento de la estructura del ADN». Sin embargo, continua la historiadora, «el gran florecimiento comenzó a mediados de los años cuarenta […], y en las décadas de 1950 y 1960 sus estudios científicos experimentaron una extraordinaria expansión».
En el año 1962, el MCR inauguraba un nuevo edificio para albergar el Laboratorio de Biología Molecular (Laboratory of Molecular Biology, LMB). «Este acto, apunta Chadarevian, fue la principal ratificación pública y constituyó un importante factor de reconocimiento general de la biología molecular como nueva disciplina científica». Desde entonces, ha sido una prolífica fuente de nuevas ideas y descubrimientos, estableciendo su reputación como un centro de investigación con liderazgo mundial.
Colaboración con Sydney Brenner
Cuando en 1953 Francis Crick y James Watson expusieron en el Laboratorio Cavendish la estructura molecular del ADN, Sydney Brenner fue uno de los científicos más impresionados con el modelo propuesto. Brenner (1927-2019), reconocido biólogo nacido en Sudáfrica y Premio Nobel de Fisiología o Medicina en 2002, dejaría escrita su emoción al ver el modelo: «yo simplemente sabía que aquello era el comienzo de la biología molecular […]. Era como si se hubiera levantado una cortina y ahora veía con claridad lo que quería hacer». Tras observar la versión tridimensional de la famosa molécula, el científico no tardó mucho tiempo en incorporarse al Laboratorio Cavendish para trabajar con Francis Crick.
La llegada de Sydney Brenner hizo necesario habilitar el centro con el fin de formalizar un proyecto de investigación dedicado al estudio de los fagos, virus que infectan a las bacterias y que resultaron de suma utilidad durante los primeros pasos de la biología molecular. Leslie Barnett fue la encargada de gestionar la nueva línea de trabajo, a la que se incorporó activamente desarrollando su tarea investigadora con notable destreza.
Años más tarde, Eric Miller, científico que pasó dos años (1986-1987) como visitante en el LMB, afirmaba: «estoy seguro que Francis Crick y Sydney Brenner confirmarían que muchos de los descubrimientos seminales de la biología molecular no habrían tenido lugar sin la cuidadosa habilidad manual, ojo observador y firme enfoque que Leslie Barnett aportaba al trabajo de laboratorio».
El proyecto de investigación emprendido por Francis Crick, Sydney Brenner, Leslie Barnett y otros, tenía como finalidad elucidar la naturaleza básica del código genético, el mayor reto científico en aquellos momentos. El acreditado genetista Charles Yanofsky (1925-2018), profesor del departamento de Ciencias Biológicas de la Universidad de Stamford, ha relatado que a finales de los cincuenta y principios de los sesenta, el trabajo realizado por el equipo de Cambridge tuvo mucho mérito porque en aquellos años no existía ninguna tecnología para aislar genes, determinar la secuencia de sus nucleótidos o para relacionar tal secuencia con los aminoácidos de la proteína correspondiente.
Mediante cuidadosos estudios realizados con mutantes del fago T4, explica Yanofsky, el lúcido equipo logró confirmar que cada gen consiste en una única secuencia lineal de nucleótidos, y que ésta es traducida a una única y lineal secuencia de aminoácidos. Constataron empíricamente que el código genético relacionaba la secuencia de nucleótidos de un gen con la secuencia de aminoácidos de una proteína.
de Crick, Barnett, Brenner y Watts-Tobin.
En el año 1961, Francis Crick, Leslie Barnett, Sydney Brenner y otros publicaron en la revista Nature un trascendental artículo en el que demostraban la naturaleza del código genético. La sorpresa de la comunidad de especialistas fue enorme, relata Yanofsky, porque se pensaba que aún no existían ni los conocimientos ni las técnicas experimentales suficientes para que se pudiera deducir la naturaleza general del citado código. «Los resultados obtenidos con mutantes del fago T4, explicita el genetista de Stamford, evidenciaban sin lugar a dudas que cada gen está compuesto por una secuencia lineal de nucleótidos».
Charles Yanofsky concluye resaltando que «el artículo de Crick y su equipo es un ejemplo sobresaliente del uso del pensamiento y de la lógica para resolver problemas básicos […]. Tuvo un impacto formidable entre la comunidad de especialistas […]. Fue un trabajo soberbio que ilustra cómo la combinación de conocimiento y sabiduría puede proporcionar respuestas a importantes cuestiones científicas».
Leslie Collard Barnett, segunda firmante de este aplaudido artículo, dejaba su nombre inscrito en una de las publicaciones más importantes del célebre Laboratorio Cavendish de Cambridge. Años más tarde, con motivo de la muerte de la científica, Francis Crick escribiría: «trabajó con nosotros en la fase de cambios mutantes del fago T4. Su valía como investigadora era enorme, siempre fue muy cuidadosa y realizaba su trabajo con gran meticulosidad». La labor de Leslie Collard Barnett en estos trascendentes experimentos no fue de carácter menor; ella también participó junto a Francis Crick en otros afamados trabajos experimentales sobre fagos.
Cuando en 1986 Sydney Brenner se jubiló, Leslie Barnett abandonó el LMB para trabajar con él en la nueva unidad de Genética Molecular en el Hospital de Addenbrooke (MRC Molecular Genetics Unit en Addenbrooke’s Hospital, Cambridge).
La colaboración entre Leslie Barnett y Sydney Brenner continuó durante largo tiempo. De hecho, ambos participaron en la creación del Instituto de Biología Molecular y Celular en la Universidad de Singapur (Institute of Molecular and Cell Biology, IMCB). Fundado en enero de 1985, es hoy un prestigioso centro de investigación internacionalmente reconocido.
Leslie Collard Barnett como docente
En 1966, la Universidad de Cambridge fundaba el Clare Hall, un colegio para estudiantes posgraduados y postdoctorados. Entre los primeros miembros seleccionados para incorporarse a este colegio estuvo Leslie C. Barnett, que fue elegida como Tutora Mayor (Senior Tutor) de los nuevos graduados.
La científica ejerció un notable liderazgo en la gestión y organización del nuevo colegio, gozando además de gran popularidad entre los estudiantes. Fue Tutora Mayor hasta su jubilación en 1985, fecha en que la nombraron Miembra Emérita (Emeritus Fellowship) del colegio. Sus numerosos alumnos, procedentes de diversos países, distintas especialidades y diferentes edades, la han recordado siempre con cariño, «por su afectuoso comportamiento y capacidad de entrega para resolver nuestros problemas», según han señalado en diversas ocasiones.
Como muestra del aprecio que la investigadora había despertado entre colegas y estudiantes, la Junta de Gobierno del Colegio (Governing Body) decidió llamar a su residencia de estudiantes La casa de Leslie Barnett (Leslie Barnett House). Además, un busto de bronce de su cabeza, situado en el patio del colegio, representa otro tributo que aquel centro brindó a la científica.
Leslie Barnett fue una bióloga de considerable calado, capaz de colaborar estrechamente con científicos de la talla de Francis Crick y Sydney Brenner en el laboratorio Cavendish, catalogado entre los más importantes del mundo. Formando parte de tan señalado equipo, firmó uno de los artículos más acreditados en el emergente campo científico que era la biología molecular a comienzos de los años sesenta. No hay espacio para dudas: recuperar su figura engrandece la historia de esta disciplina y constituye un valioso referente para las mujeres científicas.
Referencias
- Chadarevian de, Soraya (2002). Designs for Life: Molecular Biology after World War II. Cambridge University Press.
- Crick, F.H.C., Barnett, L., Brenner, S., and Watts-Tobin, R.J. (1961). «General Nature of the Genetic Code for Proteins». Nature 192, 1227-1232
- Franco Vera, Luis (2008). «El código genético cumple 40 años». Rev. R. Acad. Cienc. Exact. Fís. Nat. (Esp).Vol. 102, no. 1, 201-213
- Grunberg-Manago, Marianne and Severo Ochoa (1955): «Enzymatic synthesis and breakdown of polynucleotides; polynucleotide phosphorylase», Journal of the American Chemical Society, vol. 77, 3165-3166
- Olby, Robert (2009). Francis Crick: Hunter of Life’s Secrets, Cold Spring Harbor Laboratory Press
- Yanofsky, Charles (2007). «Establishing the Triplet Nature of the Genetic Code». Cell 128, 814-818
- El machismo en la ciencia a mitad del siglo XX, La ciencia y sus demonios, 9 mayo 2011
Sobre la autora
Carolina Martínez Pulido es Doctora en Biología y ha sido Profesora Titular del Departamento de Biología Vegetal de la ULL. Su actividad prioritaria es la divulgación científica y ha escrito varios libros sobre mujer y ciencia.