50è 1953 -2003 Significado de la Doble Hélice ¡Watson y yo hemos descubierto el secreto de la vida! La historia humana, la ciencia, el arte, la filosofía,... que hay y que rodea al descrubrimiento de la esa estructura universal que hoy celebramos difícilmente puede parangonearse con otro descubrimiento científico. Einstein sintetizó uno de las equivalencias de la física en su sencilla ecuación e=mc2 Mendel en una reglas sencillas estadísticas de transmisión Darwin en un mecanismo denominado selección natural y en un árbol de la vida Mendeliew en una tabla ordanada de elementos químicos Watson y Crick en una imagen, llena de gracia y significado científico, artístico y metafísico. Si hay una imagen que sirva de puente a tantos nivels de descripición de la vida y la actividad humana como son la biología, la química, ciencia, arte, filosofía, moral, ética, tecnología (nuestra capacida de rediseñar la vida), La sencillez y la gracia de una hélice entrelazada, virtualmente inmortal, responsable del flujo continuado de vida desde su aparición en la tierra, portadora de un texto digital, infinitamente versátil, capaza de codificar organismos de todo tipo, de longitud ilimitada, que se encuentra escritas los grandes hazañas de cada una de la especies biológicas que pueblan la historia. Es el artífice y testigo excepcional. En la estructura del DNA se conjuga demasiada trascendencia, es la estructura que por sus características ha permitido la evolución darwiniana. Y además es bella. Por qué? Por que es sencilla, por qué sabemos lo que implica y le otorgamos trascendencia inconscientemente. O es que también es puente a niveles de conciencia, como puede ser la artística o la belleza que desconocemos. Es puente, la llave, la puerta. Es el ejemplo supremo de reduccionismo. Que había que explicar y que se consigue explicar? 50è Aniversari del Descobriment de l’’Estructura en Doble Hèlix del DNA

MOLECULAR STRUCTURE OF NUCLEIC ACIDS We wish to suggest a structure for the salt of deoxyribose nucleic acid (D.N.A.). This structure has novel features which are of considerable biological interest. Qué había que explicar? El fenómeno genético, la genética formal o clásica, inferencia de genes a partir de la obsevación e fenotipos y su transmisión bajo cruces controlados. Fenomenológico

Antecedentes: La genética clásica y formal Significado de la Doble Hélice Antecedentes: La genética clásica y formal G. Mendel 1865 ··· 1900 1910 1920 1930 1940 1950 | | | | | | | 1865 1865 Qué había que explicar? El fenómeno genético, la genética formal o clásica, inferencia de genes a partir de la obsevación e fenotipos y su transmisión bajo cruces controlados. Fenomenológico Herencia particulada de caracteres fenotípicos

Antecedentes: La genética clásica y formal 1865 ··· 1900 1910 1920 1930 1940 1950 | | | | | | | 1902 1865 1902 Qué había que explicar? El fenómeno genético, la genética formal o clásica, inferencia de genes a partir de la obsevación e fenotipos y su transmisión bajo cruces controlados. Fenomenológico Herencia particulada de caracteres fenotípicos Teoría cromosómica de la herencia

Antecedentes: La genética clásica y formal T. H. Morgan 1865 ··· 1900 1910 1920 1930 1940 1950 | | | | | | | 1910-25 1865 1902 1910-25 Qué había que explicar? El fenómeno genético, la genética formal o clásica, inferencia de genes a partir de la obsevación e fenotipos y su transmisión bajo cruces controlados. Fenomenológico Herencia particulada de caracteres fenotípicos Teoría cromosómica de la herencia Genes recombinan y están ordenados lineamente en cromosomas

Antecedentes: La genética clásica y formal H. J. Muller 1865 ··· 1900 1910 1920 1930 1940 1950 | | | | | | | 1918-47 1865 1902 1910-25 1918-47 Qué había que explicar? El fenómeno genético, la genética formal o clásica, inferencia de genes a partir de la obsevación e fenotipos y su transmisión bajo cruces controlados. Fenomenológico Herencia particulada de caracteres fenotípicos Teoría cromosómica de la herencia Genes recombinan y están ordenados lineamente en cromosomas Genes mutan y evolucionan

Material hereditario: Información fenotipo Transmisión Mutación Principio de los 40s Material hereditario: Información fenotipo Transmisión Mutación Evolución 1865 ··· 1900 1910 1920 1930 1940 1950 | | | | | | | 1865 1902 1910-25 1918-47 Qué había que explicar? El fenómeno genético, la genética formal o clásica, inferencia de genes a partir de la obsevación e fenotipos y su transmisión bajo cruces controlados. Fenomenológico Herencia particulada de caracteres fenotípicos Teoría cromosómica de la herencia Genes recombinan y están ordenados lineamente en cromosomas Genes mutan y evolucionan

1944: What is life? La parte más esencial de una célula viva puede muy bien denominarse un cristal aperiódico. El cristal aperiódico es un texto cifrado, posiblemente una gran molécula de proteína. El número de átomos no necesita ser muy grande para producir un número casi ilimitado de posibles combinaciones. La genética es la ciencia más interesante de nuestros días Un libro de gran influencia que cambiaría el destino de muchos físicos y de la biología molecular. Planteamiento de un fisico ingenuo sobre que es la vida . Creemos que un gen es un sólido aperiódico. Prominente labio inferior de la dinastía Habsburgo 3 sigls (XVI y XIX). Estas estructuras materiales no pueden otra cosa que moléculas Una ordenación de átomos que construye sin el torpe recurso de la repetición. Una asociación bien ordenada de átomos, capaz de mantener su orden, es la única estructura material concebible que ofrece una variedad de posibles orzanizaciones (isomericas) suficiemntemente grande como para contener un sistema complicado de determinaciones dentro de reducidos límites espaciales. Lo compara al puntoy ray adel Morse. Dice que los físicos sólo han tratado con cristales periódicos. La diferencia entre ambas estructuras es como la de un papel pintado de pared (en el que el mismo dibujo de repite una y otra vez) y una obra maestra como un tápiz de Rafael (no repetición tediosa, diseño elaborado, coherente y lleno de sentido,. . El texto cifrado que interprestaria la inteligencia absoluta de Lapace y sabría que desarrollaría 1865 ··· 1900 1910 1920 1930 1940 1950 | | | | | | | 1944 1865 1902 1910-25 1918-47

1944: El DNA es el principio transformante El DNA es el material hereditario Osvald Avery Un libro de gran influencia que cambiaría el destino de muchos físicos y de la biología molecular. Planteamiento de un fisico ingenuo sobre que es la vida . Creemos que un gen es un sólido aperiódico. Labio leporino de los Hasburgo 3 sigls (XVI y XIX). Estas estructuras materiales no pueden otra cosa que moléculas Una ordenación de átomos que construye sin el torpe recurso de la repetición. Una asociación bien ordenada de átomos, capaz de mantener su orden, es la única estructura material concebible que ofrece una variedad de posibles orzanizaciones (isomericas) suficiemntemente grande como para contener un sistema complicado de determinaciones dentro de reducidos límites espaciales. Lo compara al puntoy ray adel Morse. Dice que los físicos sólo han tratado con cristales periódicos. La diferencia entre ambas estructuras es como la de un papel pintado de pared (en el que el mismo dibujo de repite una y otra vez) y una obra maestra como un tápiz de Rafael (no repetición tediosa, diseño elaborado, coherente y lleno de sentido,. . El texto cifrado que interprestaria la inteligencia absoluta de Lapace y sabría que desarrollaría 1865 ··· 1900 1910 1920 1930 1940 1950 | | | | | | | 1944 1865 1902 1910-25 1918-47

Química ácidos nucleicos Antes 1951 Fostato Azúcar Base

Química ácidos nucleicos 1951 A. Todd A. Todd

1950 1950: Reglas de Chargaff 1865 ··· 1900 1910 1920 1930 1940 1950 1. Proporción de purinas = Proporción de pirimidinas A + G = C + T 2. A = T 3. G = C 1865 ··· 1900 1910 1920 1930 1940 1950 | | | | | | | 1950 1865 1902 1910-25 1918-47 1944

1951

Los protagonistas Octubre 1951 Cambridge Empezamos la historia en Sept 1951, un lugar del mundo, Inglaterra, Cambridge. Dos protagonistas principales.

Los protagonistas Cambridge Laboratorio Cavendish Dr. J. Watson 23 años Biólogo F. Crick 35 años Físico Laboratorio Cavendish Dr. J. Watson 23 años Biólogo F. Crick 35 años Físico Cambridge Laboratorio Canvendish-> Legendario laboratorio, descubrimiento estructura atomo. Dirigido por Lawrence Bragg, padre difracción rayos X para elucidar estructura macromoleculas. Estudio macromoléculas. Difracción rayos X. Contraste. Una mayor y no doctor. Británico, Crick. Físico pasa a la Biologia. Watson, biologo americano, 23 años, doctor, niño “prodigio”. Idiosincráticos, Arrogancia juvenil y búsqueda de la verdad.

Los protagonistas Cambridge Laboratorio Cavendish Dr. J. Watson 23 años Biólogo F. Crick 35 años Físico Laboratorio Cavendish Cambridge Laboratorio Canvendish-> Legendario laboratorio, descubrimiento estructura atomo. Dirigido por Lawrence Bragg, padre difracción rayos X para elucidar estructura macromoleculas. Estudio macromoléculas. Difracción rayos X. Contraste. Una mayor y no doctor. Británico, Crick. Físico pasa a la Biologia. Watson, biologo americano, 23 años, doctor, niño “prodigio”. Idiosincráticos, Arrogancia juvenil y búsqueda de la verdad.

Los protagonistas Cambridge Londres Laboratorio Cavendish Dr. J. Watson 23 años Biólogo F. Crick 35 años Físico Dra. R. Franklin 31 años Química Dr. M. Wilkins 35 años Físico Cambridge King’s College Londres Londres Laboratorio Canvendish-> Estudio macromoléculas. Difrección rayos X. Contraste. Una mayor y no doctor. Británico, Crick. Físico pasa a la Biologia. Watson, biologo americano, 23 años, doctor, niño “prodigio”. Idiosincráticos, Arrogancia juvenil y búsqueda de la verdad. Dr. M. Wilkins 35 años Físico Dra. R. Franklin 31 años Química

Los protagonistas California CalTech Institut Dr. Linus Pauling Estructura α-Hélice CalTech Institut Dr. Linus Pauling 50 años Químico

Aproximación experimental resolución estructura 3D Difracción de rayos X Film fotográfico Film fotográfico

Aproximación experimental resolución estructuras 3D Modelos moleculares a escala

Otoño Invierno Primavera Verano Línea del tiempo 1951 1952 Otoño Invierno Primavera Verano | | | | Watson llega a Cambridge y conoce Crick Encuentro con Wilkins: la estructura es una hélice Seminario Franklin Modelo tres cadenas de Watson y Crick

Modelo triple hélice Watson y Crick

Otoño Invierno Primavera Verano Línea del tiempo 1951 1952 Otoño Invierno Primavera Verano | | | | Watson llega a Cambridge y conoce Crick Encuentro con Wilkins: la estructura es una hélice Seminario Franklin Modelo tres cadenas de Watson y Crick Watson y Crick deben abandonar DNA Crick se centra en su tesis estructura hemoglobina Watson obtiene fotografía TMV Pauling pide a Wilkins copia patrón difracción

Llega manuscrito modelo Pauling Línea del tiempo 1952 1953 Otoño Invierno Primavera | | | Crick visita Wilkins Modelo DNA de Pauling Llega manuscrito modelo Pauling Watson comunica modelo a Wilkins, Franklin se va, fotografía 51 Visitas de Watson a Wilkins

Fotografías de Difracción de rayos X del DNA DNA Forma B Rosalind E. Franklin DNA Forma A

Otoño Invierno Primavera Línea del tiempo 1952 1953 Otoño Invierno Primavera | | | Crick visita Wilkins Modelo DNA de Pauling Llega manuscrito modelo Pauling Watson comunica modelo a Wilkins, Franklin se va, fotografía 51 Watson y Crick vuelven al DNA

Interpretación del patrón difracción de rayos X en el DNA DNA Forma B

28 de Febrero Línea del tiempo 1952 1953 Otoño Invierno Primavera 1952 1953 Otoño Invierno Primavera | | | Crick visita Wilkins Modelo DNA de Pauling Llega manuscrito modelo Pauling Watson comunica modelo a Wilkins, Franklin se va, fotografía 51 Watson y Crick vuelven al DNA Modelo de cartón de las bases Descubrimiento de la complementariedad 28 de Febrero

Modelos moleculares

Modelos moleculares

Modelos moleculares

Modelos moleculares

Modelos moleculares

Significado reglas de Chargaff Complementariedad de las bases La base de la especifidad del emparejamiento y fundamento de todo el proceso de la ingenieria genética estaba en este descubrimiento.

La visión de la estructura

La visión de la estructura

La visión de la estructura

La visión de la estructura La parte más esencial de una célula viva puede muy bien denominarse un cristal aperiódico. Mensaje codificado ...ACTCATGC...

J. Watson y F. Crick Concluyen: La estructura del DNA es una doble hélice, formada por cadenas orientadas en direcciones opuestas. La estructura se mantiene gracias a enlaces de hidrógeno entre las bases nitrogenadas que se encuentran orientadas hacia el interior de las cadenas

Replicación exacta La complementariedad de las bases nitrogenadas permite que la secuencia de una cadena sencilla de DNA actúe como un molde para la formación de una copia complementaria de DNA

La estructura suministra una explicación asombrosamente simple del fenómeno de la herencia La estructura explica: La naturaleza de la secuencia lineal de los genes (información digital cuaternaria en secuencias unidimensionales de monómeros A,T,G,C) El mecanismo de replicación exacta de los genes La naturaleza química de las mutaciones La evolución de la información genética

La estructura es un ejemplo supremo de reduccionismo

Una estructura tan bonita tenía, por fuerza, que existir J. Watson

Otoño Invierno Primavera Línea del tiempo 1952 1953 Otoño Invierno Primavera | | | Crick visita Wilkins Modelo DNA de Pauling Watson comunica a Wilkins, Franklin se va, fotografía 51 Llega manuscrito modelo Pauling Watson y Crick vuelven al DNA Modelo de cartón de las bases Descubrimiento de la complementariedad Modelo de metal

Modelo en metal del DNA

Recepción del modelo

Otoño Invierno Primavera Línea del tiempo 1952 1953 Otoño Invierno Primavera | | | Crick visita Wilkins Modelo DNA de Pauling Watson comunica a Wilkins, Franklin se va, fotografía 51 Llega manuscrito modelo Pauling Watson y Crick vuelven al DNA Modelo de cartón de las bases Descubrimiento de la complementariedad Modelo de metal Se envía manuscrito Publicación

25 de Abril 1953 It has not escaped our notice that the specific pairing we have postulated immediately suggests a possible copying mechanism for the genetic material.

Y ahora las declaraciones de Watson y Crick sobre el ADN Y ahora las declaraciones de Watson y Crick sobre el ADN. Esto es para mí la prueba verdadera de la existencia de Dios Salvador Dalí

Antes pensábamos que nuestro futuro estaba en las estrellas Antes pensábamos que nuestro futuro estaba en las estrellas. Ahora sabemos que está en nuestros genes. James Watson

La doble hélice

1962: Entrega premios nobel

Rosalind Franklin: la dama oscura del DNA

Hay grandeza en esta concepción de la vida, Hay grandeza en esta concepción de la vida,... que mientras este planeta ha ido girando según la constante ley de la gravitación, se han desarrollado y se están desarrollando, a partir de una molécula helicoidal asombrosa, infinidad de formas cada vez más bellas y maravillosas Charles Darwin Hay grandeza en esta concepción de la vida,... que mientras este planeta ha ido girando según la constante ley de la gravitación, se han desarrollado y se están desarrollando, a partir de un comienzo tan sencillo, infinidad de formas cada vez más bellas y maravillosas Charles Darwin