Francis Crick: Biografía, Aportes, Central Dogma, y más

Francis Harry Compton Crick, mejor conocido como Francis Crick, es un neurocientífico británico que junto a James Dewey Watson realizó el descubrimiento de la estructura molecular del ADN; también se destacó por ser un físico y biólogo molecular recibiendo el Premio Nobel de Medicina en 1962.

Biografía de Francis Crick

Los padres de Francis Crick fueron Harry Crick y Anne Elizabeth Wikins, siendo el hijo mayor de esta pareja nació el 08 de junio de 1916 en Weston Favell, Northamptonshire en el Reino Unido. En este pueblo su padre trabajaba junto a su tío en una fábrica de zapatos.

En su infancia sus padres lo llevaban a la iglesia Congregacionalista y cuando comienza la etapa de adolescencia le manifiesta a su madre que no quiere asistir, además, gracias a su pasión por los libros pudo aprender y centrar su interés en la ciencia.

Cuando decide no asistir a la iglesia, ya se había dedicado a la investigación científica en cuanto a las creencias de cualquier dogma. Asistió a la escuela de su ciudad natal y más tarde logra obtener una beca para realizar los estudios de física, matemáticas y química en Londres, en la escuela llamada Mil Hill School.

Francis Harry Compton Crick luego siguió sus estudios en la Universidad de Cambridge donde fue rechazado y continua esta vez en el University College London la carrera de Física, cuando en el año 1937 logra obtener la licenciatura en ciencias con tan solo 21 años de edad. Otros personajes que realizaron investigaciones sobre el ADN son Maurice Wilkins y Rosalind Franklin que pertenece a la generación del biólogo y compartieron en las mismas universidades.

La biografía de Francis Crick expresa que este personaje para realizar su doctorado tuvo que trabajar para ayudar a su madre, participando en un proyecto que se basaba en medir la viscosidad del agua a altas temperatura; para comprobar dicho experimento realizo pruebas en el laboratorio del también físico Edward Neville da Costa Andrade, pero el laboratorio fue destrozado, producto de una bomba que cayó en pleno inicio de la Segunda Guerra Mundial; de esta manera, el aparato fue destruido por lo que significó un obstáculo para continuar su carrera de físico.

La Segunda Guerra Mundial fue un conflicto bélico que ocasiono graves daños a la economía y en todos los aspectos de la sociedad, además que genero grandes pérdidas humanas, para este momento Francis Crick por orden de la Marina Real Británica en el año 1939, tuvo que hacer investigaciones sobre minas submarinas y acústicas que sirvió para crear una nueva y evitar a los alemanes. Una vez terminado este conflicto centro su atención en la química y la biología.

En 1947, a la edad de 31 años, en la biografía de Crick  comienza sus estudios de biología, siendo unos de los científicos que migro de la Física a la biología. Francis Crick consideraba que la rama de la física le había enseñado muchas cosas, pero también pensaba que las otras ciencias como la biología podía aportar grandes avances para la sociedad sin dejar de lado los logros alcanzados en el campo de la Física.

En la biografía de Francis Crick indica que durante dos años se dedicó estudiar en el Laboratory Cambridge Strangeways las propiedades físicas del citoplasma (parte del protoplasma en una célula eucariota que se encuentra entre el núcleo celular y la membrana plasmática). Después de esto, inicia a ocupar todo su tiempo en la estructura molecular ADN para así comprender la genética, acompañado de James Watson.

Rosalind Franklin realiza los análisis cristalográficos por medio de los rayos X, relacionados con la genética y estudios realizados por Watson y Crick, hacen la publicación en la revista Nature el 25 de abril de 1953, la proposición de una estructura en doble hélice de la molécula de ADN. Dicha estructura, significó descubrir secretos de la vida en la tierra ya que era posible justificar la vida por medio del ADN iniciando desde la bacteria más pequeñas y terminando con el hombre.

Debido a este descubrimiento, fue merecedor de un Premio Nobel de Medicina en 1962 en compañía de James Watson y Maurice Wilkins; aunque Rosalind Franklin aportó mucho a la física su trabajo no fue reconocido. Franklin una excelente Química y Cristalógrafa permitió determinar las estructuras moleculares utilizando su método de la cristalografía de rayos X.

Interesados en estudiar el ADN su tesis continuó llegando a identificar las bases químicas que tiene la molécula: la citosina con la guanina y la adenina con la timina, estas son abreviadas A, T, C y G, explicando cómo estos ADN pueden reproducirse y copiarse; estas investigaciones culminaran en el año 1966.

Un punto muy importante en la biografía de Francis Crick es que en el año 1972 fue merecedor de la Royal Medal también llamadas Medallas de la Reina o Medallas Reales y son condecoraciones que la Real Sociedad de Londres les conceden a aquellos físicos por la contribución en la física, biología y conocimiento natural otorgado anualmente.

Un año después ingresó al Instituto Salk de Estudios Biológicos (complejo de laboratorios ubicados en California, Estados Unidos) para realizar estudios sobre la neurociencia que estudia el sistema nervioso y todos sus aspectos. Gracias a su pasión por estos temas igualmente se dedicó a comprender el cerebro y suministró muchas ideas sobre la consciencia a toda la comunidad científica. Además, de hacer una contribución para el futuro con respecto a la percepción visual por medio de la transmisión de imágenes que va desde la retina al cerebro.

Francis Crick: El nobel, el ADN y los aliens

Crick biografía: Para 1976 se traslada a La Jolla, un barrio de la ciudad de San Diego, California ya que acepta un puesto de profesor en la Universidad de la ciudad. En 1995 se retira por problemas de salud de su puesto como presidente del Instituto de Estudios Biológicos. (ver articulo: Lope de Vega)

Dentro de la vida personal, se puede introducir en la biografía de Crick que  se casó dos veces, y tuvo tres hijos,  fue el abuelo de seis nietos; su hermano Anthony (nacido en 1918) lo abandonó en 1966.

Matrimonios:

  • Ruth Doreen Crick, se convirtió en la señora James Stewart Potter
  • Odile Crick

Hijos:

  • Michael Francis Compton por Ruth Doreen Crick
  • Gabrielle Anne por Odile Crick
  • Jacqueline Marie-Therese [más tarde Nichols] (n. 12 de marzo de 1954, d. 28 de febrero de 2011) [por Odile Crick];

Nietos:

  • Alexander (n. Marzo de 1974)
  • Kindra (n. Mayo 1976)
  • Camberley (n. Junio ​​1978)
  • Francis Henry Riley (n. Febrero de 1981), los cuatro hijos de Michael y Barbara Crick
  • Mark & ​​Nicholas, los hijos de la difunta Jacqueline y Christopher Nichols.

Finalmente, fallece en el Hospital Thornton de la Universidad de California, San Diego,  a causa de un cáncer de colon el 28 de julio de 2004, con la edad de 88 años.

En la biografía de Francis Harry Compton Crick indica que fue incinerado y sus cenizas fueron esparcidas en el Océano Pacífico. El 27 de septiembre de 2004 se celebró un memorial público en el Instituto Salk, La Jolla, cerca de San Diego, California. El 3 de agosto de 2004 se celebró un memorial privado para familiares y colegas.

Ahora bien, como conclusión, ¿quien fue Francis Crick?  fue uno de los grandes científicos británicos, y es conocido por su trabajo con James Watson, que llevó a la identificación de la estructura del ADN en el año 1953, basándose en el trabajo de Maurice Wilkins, Rosalind Franklin y otros. Este descubrimiento demostró ser de enorme importancia para la investigación biomédica, y para la vida y la salud, y le valió a Crick, Watson y Wilkins el Premio Nobel de Fisiología o Medicina en 1962.

Francis Crick biografía corta: dentro de esta misma conclusión y como biografía corta se puede decir que Crick continuó estudiando ADN y, en 1962, se convirtió en director del Laboratorio de Biología Molecular de la Universidad de Cambridge, así como en un miembro (no residente) del Instituto Salk en California.

Unos años más tarde, escribió De Moléculas y hombres, detallando la reciente revolución bioquímica que había ayudado a introducir. En 1981, Crick escribió La vida misma: su origen y naturaleza , en la que sugería que la vida en la Tierra podría haber sido sembrada. en otro planeta, y su libro What Mad Pursuit: A Personal View of Scientific Discovery se publicó en 1988.

Relación con James Watson

James Watson nació en Chicago en 1928, realizo estudios de zoología y trabajo junto a Francis Crick durante tres años en los laboratorios de la Universidad de Cambridge; junto a Crick, fue galardonado con el Premio Nobel de Medicina en 1962 por el descubrimiento de la molécula del ADN y luego participo en el proyecto de Genoma Humano de los institutos de salud.

Por otra parte, Francis Crick mayor que su compañero Watson inició sus estudios de física y termino dedicándose a la estructura molecular del ADN que se encuentra dentro del campo de la biología. Ambos trabajaron en el descubrimiento de la molécula por medio de los rayos X, para profundizar sobre el ADN, llegando a la conclusión de que este podría copiarse y reproducirse formando parte de la vida genética de todos los seres vivos.

Aportes de Francis Crick

Muchos descubrimientos científicos se realizaron en el siglo XX, sin embargo, el más importante fue el de la molécula de ácido desoxirribonucleico (ADN) descubierta por quien fue Francis Crick y James Watson. El aporte de estos dos científicos fue la estructura de doble hélice o también escalera en espiral que permitió profundizar el conocimiento sobre la vida en la tierra.

Francis Crick aportes: Debido a sus descubrimientos permitió el desarrollo de la biología molecular y un gran aporte a la ciencia por encima de otros importantes investigadores. Las imágenes obtenidas por los rayos X de Rosalind Franklin permitió el descubrimiento de la molécula, produciendo así el desarrollo posterior de la genética y biología en cuanto al funcionamiento celular y la transmisión hereditaria.

De esta manera, con su estructura molecular pudo darse cuenta que era capaz de fabricar las proteínas de un organismo, además poseer los rasgos hereditarios que son transmisibles de padres e hijos en cada generación. Gracias a estos aportes de Francis Crick, más adelante pudieron confirmar sus estudios con el genoma humano, que dio pie a los test de paternidad, la clonación, los exámenes prenatales, los alimentos genéticamente modificados, las terapias genéticas y la detección de enfermedades hereditarias.

Así que Francis Crick forma parte de uno de los científicos más brillantes del mundo debido a su descubrimiento y también a la colaboración de otros colegas; una vez de haber descubierto la molécula empezó a interesarse por problemas más difíciles como la conciencia y a pesar de que sus primeros estudios fueron en la Física, se convirtió en un gran biólogo después de sus investigaciones.

Cabe destacar que gracias a las contribuciones y aportes de Francis Crick fue que nació las bases físicas-químicas de la vida, es así como sus estudios se convierten en importantes para el conocimiento de los seres vivos y el funcionamiento de las células, además de predecir la duplicación del ADN.

Aunque muchas personas creen en el origen de la vida a través de lo divino y/o espiritual, Francis Harry Compton Crick le encuentra una justificación a esto por medio de la ciencia, afirmando que aquello que le llaman “alma” tiene su explicación por la actividad neuronal.

Central dogma

El biofísico Francis Crick planteó por primera vez el dogma central en 1958 y luego publicó el replanteamiento de este en la revista Nature en 1970. El dogma central de la biología molecular consiste en mostrar los mecanismos de transmisión y expresión de la herencia genética, después del descubrimiento de la doble hélice del ADN.

De esta manera, afirma que el dogma indica que el ADN puede copiarse y reproducirse para así lograr la transmisión de la información genética a la descendencia. En cuanto a la palabra dogma, Francis Crick indicaba lo siguiente:

“Llamé a esta idea el dogma central por dos razones, supongo. Ya había usado la palabra obvia hipótesis en la hipótesis secuencial, y además quería sugerir que esta nueva conjetura era más central y más poderosa. […] Al final, el uso de la palabra dogma causó casi más problemas de los que valía. […] Muchos años después Jacques Monod me señalo que parecía que yo no entendía el uso correcto de la palabra dogma, que es una creencia que no puede ser cuestionada. […] Usé la palabra como yo creía que significaba, no como la mayoría del mundo lo hace, y la apliqué simplemente a una gran hipótesis que, aunque plausible, tenía poco respaldo de la experimentación directa”.  

El dogma es conocido como una ciencia que no puede ser cuestionada o para otros una idea que no tenía evidencia razonable, este término le ocasiono muchos problemas a Francis Crick, por su supuesto uso incorrecto y que fue aclarado por el en unos de sus libros. (ver articulo: Soren Kierkegaard)

“El Dogma Central. Éste plantea que una vez la “información” ha pasado a la proteína no puede volver a salir. En más detalle, la transferencia de información de ácido nucleico a ácido nucleico, o de ácido nucleico a proteína es posible, pero la transferencia de proteína a proteína, o de proteína a ácido nucleico es imposible. Información significa aquí la determinación precisa de la secuencia, de bases en el ácido nucleico o de residuos de aminoácidos en la proteína”.

Francis Crick, 1958.

Los extraterrestres o panspermia

Según los estudios, investigaciones y aportaciones de Francis Crick indica que el ADN pudo ser originado por una inteligencia no humana a lo que se refiere como una civilización alienígena que pudo haber fabricado el ADN terrestre de modo artificial. Esta tesis, ha sido defendida por muchos científicos de primer nivel, como el propio Crick.

Algunos investigadores en 1953 habían realizado un experimento que les permitiera explicar la vida en la tierra, para esto realizaron una mezcla de moléculas de amoniaco, hidrogeno, metano y vapor de agua agregados a una vasija, con esto querían reproducir una “sopa” que pudiera demostrar cómo había nacido la vida en la tierra, sin embargo, para este momento no hubo explicaciones claras sobre las respuestas que arrojó dicho experimento.

Así que muy oportuno llego el descubrimiento de los biólogos James Watson y Francis Crick sobre la estructura del ADN en doble hélice lo que hacía más difícil la explicación de que la vida nació de forma casual en la tierra. De esta manera, Crick empezó a dar declaración y opiniones muy claras sobre este asunto, publicando en la revista Icarus una teoría que sostenía que “el planeta había sido inseminado por la actividad deliberada de una civilización extraterrestre”.

Por lo tanto, llego a deducir que la forma en que el ADN haya llegado al planeta no se le debe al surgimiento de la nada, sino que pudo haber llegado ya conformada. Sin embargo, Francis Crick sostiene que la llegada de extraterrestres a nuestro planeta en un meteorito no pudo ser posible porque no resistirían a tal viaje espacial.

Entonces, Crick y Orgel escribieron en la revista lo siguiente: “Como alternativa a esta teoría propia del siglo XIX – la panspermia-, nosotros consideramos la panspermia dirigida, la teoría que concibe que los órganos vivos fueron deliberadamente transmitidos a la tierra por seres inteligentes de otro planeta. Concluimos que es posible que la vida alcanzara la Tierra de esta manera…”.

Es aquí su hipótesis de la panspermia dirigida en la que sostiene que “la vida en la Tierra es producto de los designios de una avanzada civilización alienígena” así que Francis Crick quería descubrir cómo era posible la aparición al mismo tiempo de dos elementos como el ADN o ARN independientes para la vida resolviendo que el ARN podría actuar como enzima sin la intervención de proteínas y dejando de lado la panspermia.

Después cambió de campo de estudio para dedicarse a estudiar el cerebro para así localizar la conciencia: “Tú, tus alegrías y tus penas, tus recuerdos y tus ambiciones, tu sentido de identidad personal de libre albedrío, de hecho no son más que el comportamiento de un vasto ensamblaje de células nerviosas y sus moléculas asociadas”.

En el medio de esta investigación perdió la vida por lo que no pudo resolver los problemas de la conciencia, pero contribuyo con los avances en materia de biología y física.

Investigaciones de Francis Crick

Crick estaba interesado en dos problemas fundamentales no resueltos de la biología: cómo las moléculas hacen la transición de lo no vivo a lo vivo, y cómo el cerebro crea una mente consciente. En la biografía de Francis Crick indica que él se dio cuenta de que su historial lo hizo más calificado para la investigación sobre el primer tema y el campo de la biofísica. Fue en este momento de la transición de Crick de la física a la biología que tanto Linus Pauling como Erwin Schrödinger lo influenciaron.

Estaba claro en teoría que los enlaces covalentes en las moléculas biológicas podrían proporcionar la estabilidad estructural necesaria para mantener la genética Información en celdas. Solo permaneció como un ejercicio de biología experimental para descubrir exactamente qué molécula era la molécula genética.

En opinión y aportes científicos de Francis Crick, la teoría de la evolución de Charles Darwin por selección natural, la genética de Gregor Mendel y el conocimiento de las bases moleculares de la genética, cuando se combinaron, revelaron el secreto de la vida. Crick tenía la opinión muy optimista de que la vida se crearía muy pronto en un tubo de ensayo. Sin embargo, algunas personas (como su investigadora y colega Esther Lederberg) pensaron que Crick era demasiado optimista.

Estaba claro que algunas macromoléculas, como una proteína, probablemente serían la molécula genética. Sin embargo, era bien sabido que las proteínas son macromoléculas estructurales y funcionales, algunas de las cuales llevan a cabo reacciones enzimáticas de las células.

En la década de 1940, se habían encontrado algunas pruebas que apuntaban a otra macromolécula, el ADN, el otro componente principal de los cromosomas, como una molécula genética candidata.

En el experimento Avery-MacLeod-McCarty de 1944, Oswald Avery y sus colaboradores demostraron que una diferencia fenotípica hereditaria podría ser causada por bacterias. Al proporcionarles una molécula de ADN particular.

Sin embargo, otra evidencia se interpretó como una sugerencia de que el ADN era estructuralmente poco interesante y posiblemente solo un andamio molecular para las moléculas de proteínas aparentemente más interesantes. Crick estaba en el lugar correcto, en el estado de ánimo adecuado, en el momento adecuado (1949), para unirse al proyecto de Max Perutz en la Universidad de Cambridge, y comenzó a trabajar en la cristalografía de proteínas de rayos X.

La cristalografía de rayos X ofreció teóricamente la oportunidad de revelar la estructura molecular de moléculas grandes como las proteínas y el ADN.

Investigación sobre el ADN

Antes de que Francis Crick descubriera el modelo molecular de doble hélice del ADN ya había datos, información y/o investigaciones sobre estos temas, comenzando por algunos biólogos que habían identificado el ADN para la comprensión genética; el químico Erwin Chargaff que en 1940 realizo experimentos para formar las bases nitrogenadas del ADN y la difracción de rayos X por Rosalind Franklin.

Con la recolección de esta información inicio el trabajo sobre esta base junto a James Watson llegando en 1953 a proponer el modelo de la doble hélice del ADN indicando: “Deseamos sugerir una estructura para ADN, la cual tiene nuevos hallazgos, que son de considerable interés biológico”. Con dicho modelo, como aparece en líneas anteriores permitía que la molécula se duplicara constituyendo la base de los mecanismos para la transferencia de información biológica.

Con esta información, en las aportaciones de Francis Crick, pudo deducir como era la transmisión del material hereditario de generación en generación, provocando un mayor interés sobre este campo que gano mucha importancia después de estos hallazgos.

Su relación con el ADN fue muy cercana, su interés por resolver el misterio del surgimiento de la vida de los seres vivos condujo a muchas hipótesis que permitió el estudio a futuro de la genética, es por eso, que actualmente hay los equipos especializados para realizar pruebas de la herencia genética en cada generación que antes carecían de dichos equipos.

Estructura del ADN

En 1951 y 1952, junto con William Cochran y Vladimir Vand, Crick ayudó en el desarrollo de una teoría matemática de la difracción de rayos X por una molécula helicoidal. Este resultado teórico coincidió bien con los datos de rayos X para proteínas que contienen secuencias de aminoácidos en la conformación de la hélice alfa. La teoría de la difracción helicoidal también resultó útil para comprender la estructura del ADN.

A finales del año de 1951, Crick comenzó a trabajar con James Watson en el Laboratorio Cavendish de la Universidad de Cambridge, Inglaterra. Usando “Photo 51” (los resultados de difracción de rayos X de Rosalind Franklin y su estudiante graduado Raymond Gosling de King’s College London, que les dieron Gosling y su colega de Franklin, Wilkins), Watson y Crick desarrollaron un modelo para una estructura helicoidal de ADN, que publicaron en 1953. Por este y el trabajo posterior fueron galardonados conjuntamente con el Premio Nobel de Fisiología o Medicina en 1962 con Wilkins. 

Cuando Watson llegó a Cambridge, en la biografía de Francis Harry Compton Crick indica que este era un estudiante graduado de 35 años (debido a su trabajo durante la Segunda Guerra Mundial) y Watson solo tenía 23 años, pero ya tenía un Ph.D. Compartieron un interés en el problema fundamental de aprender cómo la información genética podría almacenarse en forma molecular.

Watson y Crick hablaron sin cesar sobre el ADN y la idea de que podría ser posible adivinar un buen modelo molecular de su estructura. Una pieza clave de información derivada experimentalmente provino de imágenes de difracción de rayos X obtenidas por Wilkins, Franklin y Gosling.

En noviembre de 1951, Wilkins llegó a Cambridge y compartió sus datos con Watson y Crick. Alexander Stokes(otro experto en teoría de difracción helicoidal) y Wilkins (ambos en King’s College) llegaron a la conclusión de que los datos de difracción de rayos X para el ADN indicaban que la molécula tenía una estructura helicoidal, pero Franklin disputó con vehemencia esta conclusión.

Estimulados por sus conversaciones con Wilkins y lo que Watson aprendió asistiendo a una charla de Franklin sobre su trabajo sobre el ADN, Crick y Watson produjeron y mostraron un primer modelo de ADN erróneo. Su prisa por producir un modelo de estructura de ADN fue impulsada en parte por el conocimiento de que estaban compitiendo contra Linus Pauling. Dado el reciente éxito de Pauling en el descubrimiento de la hélice alfa, temían que Pauling también pudiera ser el primero en determinar la estructura del ADN. 

Muchos han especulado acerca de lo que podría haber ocurrido si Pauling hubiera podido viajar a Gran Bretaña según lo previsto en mayo de 1952.  Tal como fue, sus actividades políticas hicieron que su viaje fuera restringido por el gobierno de los Estados Unidos y no visitara el Reino Unido, hasta más tarde, momento en el que no se encontró con ninguno de los investigadores de ADN en Inglaterra.

En cualquier caso, en ese momento estaba preocupado por las proteínas, no por el ADN.  Watson y Crick no estaban trabajando oficialmente en el ADN. ¿Qué hizo Francis Crick? Crick estaba escribiendo su Ph.D. tesis; Watson también tuvo otro trabajo, como intentar obtener cristales de mioglobina para experimentos de difracción de rayos X.

Francis Crick aportes a la biología: En 1952, Watson realizó difracción de rayos X en el virus del mosaico del tabaco, y se encontraron resultados que indican que tenía estructura helicoidal. Después de haber fallado una vez, Watson y Crick estaban ahora algo reacios a intentarlo de nuevo y durante un tiempo se les prohibió hacer más esfuerzos para encontrar un modelo molecular de ADN, diagrama que enfatiza el esqueleto de fosfato del ADN.

Watson y Crick fabricaron por primera vez modelos helicoidales con los fosfatos en el centro de las hélices. De gran importancia para el esfuerzo de construcción del modelo de Watson y Crick era comprensión de Rosalind Franklin de la química básica, que indicaron que el hidrófilo fosfato cadenas principales que contiene de las cadenas de nucleótidos de ADN se deben colocar de manera que para interactuar con las moléculas de agua en el exterior de la Molécula mientras que las bases hidrófobas deben ser empaquetadas en el núcleo.

Franklin compartió este conocimiento químico con Watson y Crick cuando ella les señaló que su primer modelo (desde 1951, con los fosfatos adentro) estaba obviamente mal.

¿Qué hizo Francis Crick? Crick describió lo que vio como el fracaso de Wilkins y Franklin para cooperar y trabajar para encontrar un modelo molecular de ADN como una de las principales razones por las que él y Watson finalmente hicieron un segundo intento de hacerlo.

Pidieron y recibieron el permiso para hacerlo de William Lawrence Bragg y Wilkins. Para construir su modelo de ADN, Watson y Crick utilizaron información de imágenes de difracción de rayos X no publicadas de Franklin (mostradas en reuniones y compartidas libremente por Wilkins), incluidos relatos preliminares de los resultados de Franklin que fueron fotografías de las imágenes de rayos X que se incluyeron en un informe de progreso escrito para el laboratorio de King’s College de Sir John Randall desde fines de 1952.

Es una cuestión de debate si Watson y Crick deberían haber tenido acceso a los resultados de Franklin sin su conocimiento o permiso, y antes de que ella tuviera la oportunidad de publicar formalmente los resultados de su análisis detallado de los datos de difracción de rayos X que se incluyeron en el Informe de progreso.

Sin embargo, Watson y Crick encontraron fallas en su firme afirmación de que, según sus datos, una estructura helicoidal no era la única forma posible para el ADN, por lo que tenían un dilema. En un esfuerzo por aclarar este problema, Max Ferdinand Perutz publicó más adelante lo que había sido en el informe de progreso, y sugirió que no había nada en el informe que el propio Franklin no hubiera dicho en su charla (a la que asistió Watson) a fines de 1951.

ADN: Doble hélice de Watson y Crick

Además, Perutz explicó que el informe era para un comité del Consejo de Investigación Médica (MRC) que se había creado para “Establecer contacto entre los diferentes grupos de personas que trabajan para el Consejo”. Los laboratorios de Randall y Perutz fueron financiados por el MRC.

Tampoco está claro cuán importantes fueron en realidad los resultados no publicados de Franklin del informe de progreso para el modelo construido por Watson y Crick. Después de que las primeras imágenes de difracción de rayos X del ADN se recolectaran en la década de 1930, William Astbury había hablado de pilas de nucleótidos espaciados a intervalos de 3,4 angström (0,34 nanómetros) en el ADN.

Una cita del trabajo anterior de difracción de rayos X de Astbury fue una de las ocho referencias en el primer artículo de Franklin sobre el ADN. El análisis de los resultados de ADN publicados de Astbury y las mejores imágenes de difracción de rayos X recolectadas por Wilkins y Franklin revelaron la naturaleza helicoidal del ADN.

Fue posible predecir el número de bases apiladas dentro de una sola vuelta de la hélice del ADN (10 por vuelta; una vuelta completa de la hélice es de 27 angströms [2.7 nm] en la forma compacta A, 34 angströms [3.4 nm] en la forma más húmeda de B). Wilkins compartió esta información sobre la forma B del ADN con Crick y Watson. Crick no vio las imágenes de rayos X en forma de B de Franklin (Foto 51) hasta después de que se publicara el modelo de doble hélice de ADN. 

Una de las pocas referencias citadas por Watson y Crick cuando publicaron su modelo de ADN fue un artículo publicado que incluía el modelo de ADN de Sven Furberg que tenía las bases en su interior. Por lo tanto, el modelo de Watson y Crick no fue el primer modelo de “bases en” propuesto. Los resultados de Furberg también proporcionaron la orientación correcta de los azúcares de ADN con respecto a las bases.

Durante su construcción del modelo, Crick y Watson aprendieron que una orientación antiparalela de las dos cadenas principales de la cadena de nucleótidos funcionaba mejor para orientar los pares de bases en el centro de una doble hélice. El acceso de Crick al informe de progreso de Franklin de fines de 1952 es lo que hizo que Crick confiara en que el ADN era una doble hélice con cadenas antiparalelas, pero había otras cadenas de razonamiento y fuentes de información que también llevaron a estas conclusiones. 

Como resultado de dejar King’s College para ir a Birkbeck College, John Randall le pidió a Franklin que abandonara su trabajo sobre el ADN. Cuando Wilkins y los supervisores de Watson y Crick tuvieron claro que Franklin iba al nuevo trabajo y que Linus Pauling estaba trabajando en la estructura del ADN, estaban dispuestos a compartir los datos de Franklin con Watson y Crick, con la esperanza de que Podían encontrar un buen modelo de ADN antes de que Pauling pudiera.

Los datos de difracción de rayos X de Franklin para el ADN y su análisis sistemático de las características estructurales del ADN fueron útiles para Watson y Crick para guiarlos hacia un modelo molecular correcto. El problema clave para Watson y Crick, que no se pudo resolver con los datos del King’s College, fue adivinar cómo se agrupan las bases de nucleótidos en el núcleo de la doble hélice del ADN.

Representación esquemática de algunas características estructurales clave del ADN. Se ilustran las estructuras similares de pares de bases de guanina: citosina y adenina: timina. Los pares de bases se mantienen unidos por enlaces de hidrógeno. Los esqueletos de fosfato son anti-paralelos.

Francis Crick aportes: Otra clave para encontrar la estructura correcta del ADN fueron las llamadas relaciones de Chargaff, relaciones determinadas experimentalmente de las subunidades de nucleótidos del ADN: la cantidad de guanina es igual a la citosina y la cantidad de adenina es igual a la timina. Una visita de Erwin Chargaff a Inglaterra, en 1952, reforzó la importancia de este hecho importante para Watson y Crick.

La importancia de estas relaciones para la estructura del ADN no se reconoció hasta que Watson, persistiendo en la construcción de modelos estructurales, se dio cuenta de que los pares A: T y C: G son estructuralmente similares. En particular, la longitud de cada par de bases es la misma.

Chargaff también le había señalado a Watson que, en el ambiente acuoso salino de la célula, los tautómeros predominantes de las bases de pirimidina (C y T) serían las configuraciones amina y ceto de citosina y timina, en lugar de las formas imino y enol que Crick y Watson habían asumido.

Consultaron a Jerry Donohue, quien confirmó las estructuras más probables de las bases de nucleótidos.  Los pares de bases se mantienen unidos por enlaces de hidrógeno, la misma interacción no covalente que estabiliza la proteína hélice α. Las estructuras correctas fueron esenciales para el posicionamiento de los enlaces de hidrógeno.

Estas ideas llevaron a Watson a deducir las verdaderas relaciones biológicas de los pares A: T y C: G. Después del descubrimiento de los pares A: T y C: G con enlaces de hidrógeno, Watson y Crick pronto tuvieron su modelo de ADN helicoidal, antiparalelo, con los enlaces de hidrógeno en el núcleo de la hélice que proporcionan una manera de “descomprimir” el dos cadenas complementarias para una fácil replicación: el último requisito clave para un modelo probable de la molécula genética.

Tan importante como lo fueron las contribuciones y aportes científicos de Francis Crick al descubrimiento del modelo de ADN de doble hélice, que afirmó que sin la oportunidad de colaborar con Watson, no habría encontrado la estructura por sí mismo. 

¿Qué hizo Francis Crick? Crick tentativamente intentó realizar algunos experimentos en el emparejamiento de bases de nucleótidos, pero era más un biólogo teórico que un biólogo experimental. Hubo otro descubrimiento cercano de las reglas de emparejamiento de bases a principios de 1952.

Crick comenzó a pensar en las interacciones entre las bases. Le pidió a John Griffith que intentara calcular interacciones atractivas entre las bases de ADN de los principios químicos y la mecánica cuántica. La mejor suposición de Griffith fue que A: T y G: C eran pares atractivos. En ese momento, Crick no estaba al tanto de las reglas de Chargaff y hizo poco de los cálculos de Griffith, aunque eso lo hizo pensar en una replicación complementaria.

La identificación de las reglas correctas de emparejamiento de bases (AT, GC) se logró mediante el “juego” de Watson con modelos de recortes de cartón de las bases de nucleótidos, de manera muy similar a como Linus Pauling había descubierto la proteína hélice alfa unos años antes.

Francis Crick aportaciones: El descubrimiento de Watson y Crick de la estructura de doble hélice del ADN fue posible gracias a su voluntad de combinar la teoría, el modelado y los resultados experimentales (aunque en su mayoría hechos por otros) para lograr su objetivo.

La estructura de doble hélice del ADN propuesta por Watson y Crick se basó en los enlaces de “Watson-Crick” entre las cuatro bases que se encuentran con mayor frecuencia en el ADN (A, C, T, G) y el ARN (A, C, U, G). Sin embargo, investigaciones posteriores demostraron que las estructuras moleculares de ADN de cadena triple, cadena cuádruple y otras más complejas requerían el emparejamiento de bases de Hoogsteen.

Todo el campo de la biología sintética comenzó con el trabajo de investigadores como Erik T. Kool, en el que se utilizan bases distintas de A, C, T y G en un ADN sintético. Además del ADN sintético, también hay intentos de construir codones sintéticos, endonucleasas sintéticas, proteínas sintéticas y dedos de zinc sintéticos. Usando ADN sintético, en lugar de tener 43 codones, si hay  nuevas bases, podría haber tantos como n 3 codones.

Actualmente se están realizando investigaciones para ver si los codones se pueden expandir a más de 3 bases. Estos nuevos codones pueden codificar nuevos aminoácidos. Estas moléculas sintéticas pueden usarse no solo en medicina, sino también en la creación de nuevos materiales.

El modelo de ADN de Crick y Watson construido en 1953, se reconstruyó en gran parte a partir de sus piezas originales en 1973 y se donó al Museo Nacional de Cienciasde Londres.

En la biografía de Crick indica que al poco tiempo de su muerte, hubo denuncias de que usó LSD cuando llegó a la idea de la estructura helicoidal del ADN.  Si bien es casi seguro que usó LSD, es poco probable que lo hiciera tan pronto como en 1953.

La biología molecular 

Crick biografía: En 1954, a la edad de 37 años, Crick completó su Ph.D. Tesis: ” Difracción de rayos X: polipéptidos y proteínas ” y obtuvo su grado. Luego, Francis Crick trabajó en el laboratorio de David Harker en el Instituto Politécnico de Brooklyn, donde continuó desarrollando sus habilidades en el análisis de datos de difracción de rayos X para proteínas, trabajando principalmente en la ribonucleasa y los mecanismos de síntesis de proteínas.

Dogma central de la Biología Molecular

David Harker, el cristalógrafo estadounidense de rayos X, fue descrito como “el John Wayne de cristalografía” por Vittorio Luzzati, un cristalógrafo del Centro de Genética Molecular en Gif-sur-Yvette, cerca de París, que había trabajado con Rosalind Franklin.

Después del descubrimiento del modelo de doble hélice del ADN, los intereses de Crick se convirtieron rápidamente en las implicaciones biológicas de la estructura. En 1953, Watson y Crick publicaron otro artículo en Nature que decía: “por lo tanto, parece probable que la secuencia precisa de las bases sea el código que lleva la información genética”. 

En 1956, Crick y Watson especularon sobre la estructura de pequeños virus. Ellos sugirieron que los virus esféricos, como el virus del truco espeso del tomate, tenían simetría icosaédrica y estaban hechos de 60 subunidades idénticas.

Después de su corto tiempo en Nueva York, Crick regresó a Cambridge, donde trabajó hasta 1976, momento en el que se mudó a California. Crick participó en varias colaboraciones de difracción de rayos X, como una con Alexander Rich en la estructura del colágeno. Sin embargo, Crick se estaba alejando rápidamente del trabajo continuo relacionado con su experiencia en la interpretación de los patrones de difracción de rayos X de las proteínas.

George Gamow estableció un grupo de científicos interesados ​​en el papel del ARN como intermediario entre el ADN como la molécula de almacenamiento genético en el núcleo de las células y la síntesis de proteínas en el citoplasma (el ARN Tie Club). A Crick le quedó claro que tenía que haber un código por el cual una secuencia corta de nucleótidos especificaría un aminoácido particular en una proteína recién sintetizada.

En 1956, Crick escribió un artículo informal sobre el problema de codificación genética para el pequeño grupo de científicos en el grupo de ARN de Gamow. En este artículo, Crick revisó la evidencia que apoya la idea de que había un conjunto común de aproximadamente 20 aminoácidos utilizados para sintetizar proteínas.

En los aportes científicos de Francis Crick propuso que había un conjunto correspondiente de pequeñas “moléculas adaptadoras” que se unirían con hidrógeno a secuencias cortas de un ácido nucleico, y también se unirían a uno de los aminoácidos. También exploró las muchas posibilidades teóricas por las cuales las secuencias cortas de ácidos nucleicos podrían codificar los 20 aminoácidos.

Francis Crick aportes a la biología molecular: Entre mediados y finales de la década de 1950, Crick estuvo muy involucrado intelectualmente para resolver el misterio de cómo se sintetizan las proteínas. Para 1958, el pensamiento de Crick había madurado y podía enumerar de manera ordenada todas las características clave del proceso de síntesis de proteínas:

  • Información genética almacenada en la secuencia de moléculas de ADN.
  • una molécula de ARN “mensajera” para llevar las instrucciones para hacer una proteína al citoplasma
  • moléculas adaptadoras (“podrían contener nucleótidos”) para hacer coincidir secuencias cortas de nucleótidos en las moléculas mensajeras de ARN con aminoácidos específicos
  • Complejos de proteínas ribonucleicas que catalizan el ensamblaje de aminoácidos en proteínas de acuerdo con el ARN mensajero

Se demostró finalmente que las moléculas adaptadoras eran ARNt y los “complejos de proteínas ribonucleicas” catalíticos se conocían como ribosomas. Un paso importante fue la realización posterior en el año 1960, de que el ARN mensajero no era lo mismo que el ARN ribosómico.

Nada de esto, sin embargo, respondió a la pregunta teórica fundamental de la naturaleza exacta del código genético. En el aporte de Francis Crick a la biología molecular  de 1958, este indico que como habían hecho otros, que un triplete de nucleótidos podría codificar un aminoácido.

Dicho código podría ser “degenerado”, con 4 × 4 × 4 = 64 posibles tripletes de las cuatro subunidades de nucleótidos, mientras que solo había 20 aminoácidos. Algunos aminoácidos pueden tener múltiples códigos triples. Crick también exploró otros códigos en los que, por diversas razones, solo se utilizaron algunos de los trillizos, “mágicamente” produciendo solo las 20 combinaciones necesarias.

Para este estudio se necesitaron resultados experimentales, pues la teoría por sí sola no pudo decidir la naturaleza del código. Crick también usó el término ” dogma central “.”para resumir una idea que implica que el flujo de información genética entre macromoléculas sería esencialmente unidireccional:

ADN → ARN → proteína

Algunos críticos pensaron que al usar la palabra “dogma”, Crick estaba insinuando que esta era una regla que no podía ser cuestionada, pero todo lo que realmente quería decir era que era una idea convincente sin mucha evidencia sólida que la apoyara.

Al reflexionar sobre los procesos biológicos que vinculan los genes del ADN con las proteínas, Crick hizo explícita la distinción entre los materiales involucrados, la energía requerida y el flujo de información. Francis Crick aportaciones: se centró en este tercer componente (información) y se convirtió en el principio organizador de lo que se conoció como biología molecular. Para entonces, Crick se había convertido en un biólogo molecular teórico muy influyente.

La prueba de que el código genético es un código de triplete degenerado finalmente provino de experimentos genéticos, algunos de los cuales fueron realizados por Crick. Los detalles del código provinieron principalmente del trabajo de Marshall Nirenberg y otros que sintetizaron moléculas de ARN sintético y las utilizaron como plantillas para la síntesis de proteínas in vitro.

Nirenberg anunció por primera vez sus resultados a una pequeña audiencia en Moscú en una conferencia de 1961. La reacción de él fue invitar a Nirenberg a dar su charla a un público más amplio sobre los aporte de Francis Crick a la biología molecular.

Frases

Como todo personaje reconocido a nivel mundial, dejan frases, citas e informaciones que sirven para explicar cómo veían en su momento algún aspecto de la vida. En este caso en particular, Francis Crick era un ateo que de ninguna manera podía aceptar que el origen de la vida haya surgido de la nada, por eso en sus estudios planteó la tesis de la existencia de una comunidad alienígena capaz de traer el ADN al planeta tierra y así proveer la vida. (ver articulo: Tales de Mileto)

La existencia de todo en el mundo para él tenía que ser explicado a través de la ciencia y no por ninguna divinidad o espiritualidad, por eso se remitía a la justificación por medio de la ciencia de todos esos mitos que estaba dispuesto a resolver. A continuación, algunas de sus frases y citas:

  • “Una de las cosas más terribles en el mundo occidental, y en este país en particular, es la cantidad de gente que cree en cosas que son científicamente falsas. Si alguien me dice que la Tierra tiene menos de 10.000 años, en mi opinión debería ver a un psiquiatra.”
  • “A pesar de que el código genético es casi universal, el mecanismo necesario para estructurarlo es demasiado complejo para haber surgido de un solo golpe”.
  • “Casi todas las consideraciones recientes del origen del universo se basan en la teoría de la Gran Explosión.”
  • Casi todos los aspectos de la vida se organizan en el nivel molecular, y si no entendemos las moléculas nuestra comprensión de la vida misma será muy incompleta. “
  • “Un hombre honrado, armado con todo el conocimiento a nuestra disposición ahora, solo podría declarar que, en algún sentido, por el momento el origen de la vida parece casi milagroso.”
  • “Hemos descubierto el secreto de la vida.”

Libros

Dedicados a los temas científicos y con datos relevantes sobre la ciencia, Francis Crick ha escrito varios trabajos y libros que contribuyen en gran medida a investigaciones futuras.

De moléculas y hombres

En el texto escrito up supra como Francis Crick biografía corta, habla sobre este libro que escribio Crick junto a otros como una de sus grandes aportaciones; el título original del presente es  “Of Molecules and Men” este libro escrito por Francis Crick en 1966 contiene una serie de conferencias que habla sobre la importancia de su descubrimiento y la explicación de los hechos científicos para aquel lector que se interese por estudiar la revolución biológica para los desarrollos futuros.

Francis Crick aportes a la biología molecular: En el libro inicia con la explicación de los mecanismos de ADN, ARN que permite la comprensión del fenómeno de la vida, sin dejar de lado que hay muchos detalles inciertos y que aún no ha sido probable sacar una conclusión sobre el origen de la vida. En la segunda conferencia habla sobre lo orgánico y lo inorgánico presentando una clara relación entre el ADN con el ARN.

Finalmente, en la última conferencia habla sobre los estudios realizados al cerebro, los usos que tiene en su lado derecho e izquierdo, también lo difícil que explicar los problemas de la conciencia además de las controversias que supone la existencia del alma.

La vida misma

Francis Crick aportes a la biología: escribió un libro que  tiene título original tiene Live itself escrito en el año 1982 contiene la información de cómo supuestamente se originó la vida en la Tierra, indicando que probablemente fue por un cohete que fue enviado al planeta por una civilización superior que transportaba esporas primitivas.

Maneja un lenguaje sencillo y habla sobre los organismos primitivos, los genomas, la genética y la evolución.

Que loco Propósito

Que loco propósito es la versión en español del libro de Francis Crick cuyo título original es “What Mad Pursuit: A Personal View of Scientific Discovery” publicado en el año 1988. En este libro el biofísico ofrece ideas importantes sobre las investigaciones que realizaba en su momento como, la neurociencia, el Dogma Central, la estructura del ADN y el código genético. (ver articulo: Anton van Leeuwenhoek)

Realiza las descripciones de sus experiencias antes y después de su gran descubrimiento. En el prólogo cuenta un poco sobre aspectos de su vida personal como la crianza, educación y el trabajo en pleno comienzo de la Segunda Guerra Mundial, además de la decisión sobre el cambio de rama a estudiar. Así que este escrito está lleno de experiencias y anécdotas del autor con respecto a su descubrimiento más famoso, afirmando que este libro podrá leerse varias veces, ya que posee la belleza de la evolución de la ciencia.

La asombrosa hipótesis

Este libro escrito por Francis Crick en 1994 cuyo nombre original es The Astonishing Hypothesis habla sobre el tema de la conciencia, asunto que no pudo ser profundizado ni resuelto mientras el autor se encontraba con vida, pero que supuso un avance para estudios posteriores.

En este libro Crick sostiene que la conciencia humana es importante para la existencia humana, aunque el realiza el abordaje de este tema en el campo de la biología, otros lo han realizado por medio de la filosofía y la religión; de esta manera, afirma que las actividades mentales son productos del comportamiento de las células nerviosas.

Continua su libro realizando la descripción de cómo funcionan las neuronas y en los últimos capítulos trata de hacer un recuento de todos los puntos tratados anteriormente para hacer sugerencias que sirvan para experimentos futuros que ayuden a la construcción de una base que permita la comprensión de la conciencia humana.

En su libro anterior realiza la explicación sobre la ciencia y la religión, como ya es conocido su postura religiosa, Francis Crick indica que “las religiones pueden estar equivocadas sobre asuntos científicos” colocando un ejemplo de como la evolución de la vida puede darse por selección natural, que en cambio las otras opiniones que se tiene sobre la creación de la vida por medio de la intervención divina. 

Estos son los libros escritos por Francis Crick, y siempre dando detalles de todos los estudios realizados en su momento sobre el campo de la biología; permitiendo así explicar algunas hipótesis que algunas no se han podido resolver y por la influencia religiosa, intenta exponer que la creación de la vida solo puede verse a través de la ciencia y no como una acción divina. (ver articulo: Leonhard Euler)

Sobre él, Francis y su compañero James Watson se ha escrito también ya que forman parte de la generación de aquellos científicos del siglo XX, que aportaron sus ideas inteligentes y brillantes para descubrir lo que ahora ha sido de gran importancia en el campo de la biología, gracias a esto se logró el desarrollo y utilización de la biología molecular.

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