Watson, Crick, Wilkins, Franklin: oggi esattamente 61 anni dalla scoperta della struttura del Dna

Francis Crick with James D. Watson, co-discoverers of the structure and function of DNA, are shown in this image taken circa 1953Si dice che il 28 febbraio 1953, quando Francis Crick entrò nell’Eagle Pub di Cambridge, abbia esclamato : “Abbiamo trovato il segreto della vita!”. Oggi sono esattamente 61 anni da quella data e ormai la struttura del DNA, che racchiude in sé il germoglio della comprensione delle basi genetiche della vita e dell’evoluzione, è diventata un’icona della scienza moderna.

WILKINSFacciamo un salto indietro nella storia: è il 1953, anno in cui Elisabetta II viene incoronata regina, in cui gli scienziati inglesi progettano la costruzione di una centrale nucleare, in cui per la prima volta viene scalato l’Everest; è l’anno in cui Frederick Ranger, in campo medico, scopre tutti i mattoncini che compongono la molecola proteica dell’insulina, il primo successo del sequenziamento proteico. Nonostante sulla prestigiosa rivista Nature vengono pubblicati ben 7 articoli sulla struttura e sulla funzione del DNA, solo il New Chronical, una rivista nazionale inglese, cita la “doppia elica” in un articolo pubblicato in prima pagina il 15 maggio 1953, dal titolo: “Perché tu sei tu. Vicino al segreto della vita”, riportando in calce l’affermazione :”Lo studio di come queste carte chimiche sono assortite e accoppiate terrà gli scienziati occupati per i prossimi 50 anni”. La scoperta passò in sordina anche nelle riviste scientifiche, dove venne citata poche volte da altri ricercatori sino al 1962, anno in cui l’Accademia reale di Svezia assegnò a Crick e Watson il Premio Nobel per la Medicina, che i due dovettero condividere con un altro ricercatore, Maurice Wilkins, che lavorava allo studio ai raggi X del DNA.

ROSALIND FRANKLINMa veniamo alla storia: Francis Harry Compton Crick e James Dewey Watson, due giovani e intraprendenti ricercatori, rispettivamente Crick, biologo ventitreenne statunitense e Watson, trentacinquenne ex fisico britannico, lavoravano insieme presso il prestigioso Caverish Laboratory, nel dipartimento di fisica di Cambridge, quando, il 28 febbraio 1953, si resero conto di aver scoperto il carattere complementare delle due eliche del DNA (acido desossiribonucleico), dando una spiegazione inedita al grande “segreto della vita”, responsabile del trasferimento del patrimonio genetico da un individuo ad un latro. John Randall, direttore del laboratorio presso cui i due giovani lavoravano, aveva affiancato a Wilkins una giovane e brillante ricercatrice: Rosalind Franklin, definita come “l’eroina mancata del DNA”. Pochi sanno che nel 1962 , sul podio per la consegna del Premio Nobel, mancava proprio lei, che ha dato un apporto fondamentale alla scoperta della struttura del DNA, scomparsa a 37 anni per un tumore alle ovaie dovuto ad una prolungata esposizione ai raggi X. E’ la Franklin ad aver condotto tutti gli esperimenti che hanno permesso di dedurre la struttura tridimensionale del DNA. Nel febbraio 1953, all’età di 33 anni, scrisse sul suo taccuino degli appunti : “il DNA è composto da due catene distinte”. Da lì a pochi giorni, Crick e Watson costruirono il loro celebre modello della struttura del DNA nel laboratorio di Caverdish, a Cambridge. Il DNA era stato scoperto quasi un secolo prima, nel 1869, da Friedrich Miecher. Watson, Crick e Wilkins basarono il loro lavoro in parte su considerazioni sperimentali prese furtivamente dagli appunti di Rosalind Franklin. A fine anni’40 si sapeva molto sul DNA: che era costituito da una sequenza di basi, molecole a forma di anello appartenenti a due famiglie, quelle pirimidiche: timina (T) e citosina (C), formate da un solo anello; e quelle puriniche: adenina (A) e guanina (G), formate da due anelli. Si sapeva che nella costituzione della molecola entravano anche uno zucchero ( il desossiribosio) e gruppi di acido fosforico, che nel nucleo del DNA era associato a proteine.

WATSON E CRICKIl lavoro di Watson e Crick deve molto alla messa a punto di tecniche di cristallografia a raggi X nello studio delle molecole organiche; alla dimostrazione da parte di Erwin Chargaff che nella molecola del DNA il numero di basi A e T e di basi G e C è uguale; alla scoperta di Linus Pauling che le molecole di alcune proteine assumono forme elicoidali. Deve molto agli studi dei genetisti, che accumulavano indizi sempre più convincenti che il vero materiale contenuto nei cromosomi responsabile della trasmissione dei caratteri e dell’eredità, non fossero le proteine, ma il DNA. Per comprendere il ruolo dei gruppi fosfato, fu determinante la foto 51 di Rosalind Franklin, che chiarì la posizione esterna di questi gruppi chimici e ne suggerì la funzione di supporto. Watson e Crick ne conclusero che l’informazione genetica dipendesse dall’ordine delle 4 basi azotate. Occorreva quindi assemblare in un “modello fai da-te”, ossia in una costruzione di fili di ferro e sagome di cartone, tutte le informazioni raccolte, facendole combaciare. Costruirono il loro modello basandosi su un bozzetto di Odile Speed, moglie di Crick, che lo aveva disegnato seguendo le istruzioni del marito. In accordo con i risultati di Chagraff, Watson e Crick ipotizzarono che il DNA si compone di 2 catene si nucleotidi disposte a formare una doppia elica. Ciascuna purina, composta da 2 anelli, si trovava di fronte ad una piramidina, composta da un singolo anello. L’adenina si lega alla timina, mentre la citosina si lega alla guanina.

DOPPIA ELICAI legami tra basi puriniche e pirimidiniche avvengono tramite ponti di idrogeno. La loro invenzione è stata in realtà la complementarietà tra le due eliche antiparallele, ma il modello, nel suo complesso, rappresentava una novità assoluta. Il bozzetto comparve sulla rivista scientifica Nature il 25 aprile 1953… un disegno al tratto della doppia elica, ma con ogni parola necessaria e sufficiente ed un’unica previsione priva di base sperimentale: l’antiparallelelismo delle due eliche, che venne dimostrato nel 1961 da Arthur Kornberg. Sono trascorsi 61 anni dalla scoperta della struttura del DNA, che contiene sotto forma di codice tutte le informazioni necessarie della vita di un organismo, dal più semplice al più complesso, di quel che a occhio nudo sembra un gomitolo di filamento biancastro ma che è in realtà un insieme di 2 filamenti allungati e arrotolati a elica l’uno intorno all’altro; supporto dell’eredità, che ci fa capire fino a che punto due esseri umani sono differenti.