La fascinante historia de la Foto 51, pieza clave de uno de los mayores descubrimientos del siglo XX

La imagen, que ella llamó Foto 51, fue esencial para descifrar la estructura del ADN, la molécula que transmite la información genética y es responsable por la continuidad de la vida.

En 1962, el descubrimiento le valió el Premio Nobel de Medicina a tres científicos: el genetista estadounidense James Watson y los físicos británicos Francis Crick y Maurice Wilkins.

Franklin había fallecido cuatro años antes, sin saber cuán crucial fue su aporte al hallazgo.

70 años después de la célebre Foto 51, en BBC Mundo recordamos la historia detrás de la imagen, por qué es tan importante y cuál es su legado.

Franklin nació en 1920 en el seno de una familia de banqueros en Londres.

Ya desde niña “hacía cálculos matemáticos para entretenerse” y poseía “una inteligencia alarmante”, según recordó una tía. El relato es de la escritora Brenda Maddox, quien falleció en 2019 y cuya biografía de Franklin sigue siendo una de las mayores referencias sobre la vida de la científica.

Tras graduarse y doctorarse en física y química en la Universidad de Cambridge, Franklin se destacó rápidamente por sus investigaciones sobre la estructura física de moléculas.

Sus estudios sobre el carbón fueron usados durante la Segunda Guerra Mundial en la producción de máscaras de gas.

La técnica en que Franklin se había especializado era la cristalografía de rayos X.

“Esa técnica se había aplicado antes de la Segunda Guerra Mundial para determinar la estructura de rocas y minerales”, explicó a BBC Mundo Miguel García-Sancho, profesor e investigador de Historia de la Ciencia en la Universidad de Edimburgo.

“Pero después de la guerra hubo mucho interés en utilizar las técnicas de la física en aspectos más relacionados con la vida, y fue ahí cuando se empezó a utilizar para determinar la estructura de moléculas biológicas”.

El propio Gosling lo explicó de esta forma en un documental de la radio pública australiana.

“No es una fotografía en el sentido de que pones tu mano y obtienes una radiografía en la que se ven tus huesos. Aquí lo que haces es que tomas un especimen cristalino y lo colocas en el camino de un haz de rayos X”.

“Y lo que sucede se llama difracción. El rayo se dispersa en varios ángulos según la estructura molecular del cristal“.

“Rodeando al cristal con una película es posible entonces captar esa difracción en manchas con diferente posición e intensidad. Y luego utilizando matemáticas puedes deducir de ese patrón de difracción cuál era la estructura real de la molécula”.

Para obtener la Foto 51, Franklin debió perfeccionar los instrumentos y realizar una exposición de 100 horas.

“Técnicamente era muy complicado y de hecho había pocas personas que tuvieran una maestría como tenía ella en esa técnica“, señala García-Sancho.

“Y tenías que tener conocimientos matemáticos muy avanzados para luego poder interpretar las fotos”.

Por otra parte, al ajustar continuamente el aparato, Franklin exponía su cuerpo a la radiación, uno de los factores que años después pudo haber contribuido al cáncer que le costó la vida.

Franklin perfeccionó su técnica durante cuatro años en un prestigioso laboratorio en París antes de regresar a Londres, donde sus conocimientos en cristalografía le valieron una oferta para trabajar en Kings College.

De entrada, un malentendido contribuyó a lo que acabaría siendo un ambiente insoportable para la científica.

El director del laboratorio de biofísica en Kings College, JT Randall, fue quien contrató a Franklin.

“Y le dijo que ella trabajaría conmigo en resolver la estructura del ADN”, relató Gosling.

“Lo que no le dijo era que Maurice Wilkins estaba trabajando en ese tema”.

Wilkins, quien estaba de viaje cuando llegó Franklin, asumió que ella sería su asistente. Franklin, por su parte, “obtuvo de Randall la impresión de que la estructura del ADN era su problema“.

Al malentendido se sumó un choque visceral de personalidades.

Gosling recuerda que cuando Franklin llegó a Kings College “yo le tenía admiración. Tenía una personalidad fuerte y era una científica segura de si misma por sus trabajos previos“.

“Sus poderes de concentración eran extraordinarios, y podía lograr en una jornada de trabajo lo que a otros les llevaba varios días terminar”.

La doctora en biología Carolina Martínez Pulido ha escrito numerosos artículos y libros sobre el papel de la mujer en las ciencias biológicas y es colaboradora del sitio mujeresconciencia.com.

Para ella “Franklin y Wilkins experimentaron desde el primer momento una mutua antipatía”.

“Una razón para estas desavenencias también podría estar en el hecho de que Franklin era una mujer y que por ello Wilkins se sentía incapaz de aceptarla como una colega y discutir abiertamente con ella”.

Tal vez uno de los episodios más conocidos en la historia de la Foto 51 es que Wilkins se la mostró a Watson sin el conocimiento de Franklin.

“Este hecho ha sido calificado como un robo y un verdadero engaño a la investigadora. Algo de lo que ella nunca tuvo conocimiento”, señaló Martínez Pulido.

Watson y Crick trabajaban en el laboratorio Cavendish de la Universidad de Cambridge y estaban en una carrera contra el tiempo para descifrar la estructura del ADN antes que su principal competidor, Linus Pauling en Estados Unidos.

El mismo Watson relató en su libro “La doble hélice” su reacción al ver la Foto 51: “Me quedé boquiabierto y mi corazón comenzó a acelerarse”.

Para Martínez Pulido, Watson inmediatamente “comprendió que la simpleza del diagrama, con una cruz negra dominando la fotografía, era la prueba de que la molécula tenía una estructura helicoidal”.

Otra versión señala que Watson, quien no sabía de cristalografía, dibujó para Crick lo que había visto y fue Crick quien percibió inmediatamente que se trataba de una hélice.

La nitidez sin precedentes de la Foto 51 fue posible por un descubrimiento clave de Franklin: había dos formas de ADN, y para distinguirlas y obtener una imagen clara era esencial controlar la humedad.

“Franklin perfeccionó en Kings College técnicas de hidratación que le permitieron obtener fibras de ADN de elevada cristalinidad”, explicó Martínez Pulido.

“Con su trabajo ella comprobó la existencia de la llamada forma A del ADN, que se conseguía con una humedad relativa de aproximadamente el 75%. Además, demostró que a niveles incluso más elevados de humedad tenía lugar un cambio estructural bien definido que llevaba a un nuevo tipo de diagrama, la denominada forma B, que es como se encuentra la molécula normalmente en los organismos vivos”.

La falta de claridad de fotos de otros investigadores se debía a la mezcla de ambas formas, lo que dificultaba la interpretación de las imágenes.

“Franklin optó por estudiar ambas formas por separado, y esto fue un gran acierto pues consiguió una serie de datos que arrojaron clara luz sobre la posible arquitectura de la molécula”.

“El grado de hidratación de la molécula resultó fundamental para obtener una imagen nítida de la estructura del ADN, y nadie había reparado en ello antes que Rosalind Franklin“.

Una de las imágenes de la forma B fue precisamente la famosa Foto 51 que, según Gosling, “tan hermosamente” correspondía a la estructura de hélice”.

Watson y Crick tuvieron acceso además a un informe crucial en el que Franklin analizaba sus datos e incluía mediciones de parámetros en la Foto 51.

JT Randall en Kings College había solicitado a los investigadores en su laboratorio un resumen de sus trabajos con motivo de la visita de un comité del Consejo de Investigaciones Médicas de Reino Unido, Medical Research Council o MRC.

Uno de los miembros del comité que recibió el informe era Max Perutz, joven cristalógrafo en el laboratorio Cavendish de Cambridge, quien pasó el informe a Watson y Crick. Perutz afirmó posteriormente que no vio ningún problema en hacerlo porque “no estaba marcado como confidencial”.

Aaron Klug, Nobel de Medicina con quien Franklin colaboraría posteriormente, señaló en un documental de PBS, la red de televisión pública estadounidense: “El informe al MRC contenía los datos de Franklin… todos los parámetros y sobre todo la simetría. Fue la simetría que indicó a Crick que las dos cadenas de la molécula corrían en direcciones opuestas“.

El experto en biofísica Juan A. Subirana, investigador senior y catedrático retirado de la Universidad Politécnica de Cataluña, explicó a BBC Mundo que “mediante cálculos detallados, Franklin demostró que el ADN era una hélice formada por dos moléculas, es decir, se trataba de una hélice doble”.

“Debe remarcarse que en la época en que se hicieron estos trabajos no existían ordenadores, todos los cálculos se realizaban con calculadoras manuales y con regla de cálculo“.

García-Sancho afirma que Watson y Crick tenían una gran capacidad para interpretar datos y plantear hipótesis.

“Yo creo que tuvieron la creatividad de poder ofrecer una interpretación a la fotografía en la que la estructura física de la doble hélice fuera químicamente posible”.

Pero el historiador cree que sin la foto y los datos de Franklin, Watson y Crick no podrían haber publicado su famoso estudio en 1953.

“Ellos no tenían ninguna base de datos físicos con la cual pudieran plantearse la estructura en doble hélice. Sin esa foto y sin el informe y sin esos cálculos físicos para plantear el modelo genérico de hélice del ADN, no podrían haber hecho el trabajo que hicieron”.

Martínez Pulido señala que Franklin estuvo muy cerca de resolver el enigma de la estructura del ADN.

“La científica interpretó que el esqueleto de azúcar-fosfato estaba dispuesto hacia el exterior, en contacto con el agua, mientras que las bases nitrogenadas se proyectaban hacia el interior y, mediante el establecimiento de puentes de hidrógeno entre ellas, podían mantener unidas las cadenas. Es evidente que esta era una imagen casi correcta, muy aproximada a la que sería la definitiva”.

Watson y Crick publicaron su famoso estudio sobre el ADN en la prestigiosa revista Nature el 25 de abril de 1953.

Nature publicó ese día tres estudios: primero el de Watson y Crick, luego uno de Wilkins y dos colegas, y por último un estudio de Franklin y Gosling con datos experimentales.

Al aparecer en tercer lugar, el aporte de Franklin y Gosling fue visto según observadores como una confirmación, no como un elemento clave del descubrimiento.

En el primer estudio, en una frase célebremente vaga, Watson y Crick señalan: “También nos ha estimulado el conocimiento de la naturaleza general de los resultados e ideas experimentales no publicados” de Wilkins, Franklin y sus colegas.

Cuando se publicaron los artículos en Nature, Rosalind Franklin ya estaba en otro laboratorio de Londres, en Birkbeck College.

La científica, según relató Maddox, quiso salir de Kings “lo más rápido posible” y reflexionó: “Puede que me mude de un palacio a un barrio humilde, pero estoy segura de que seré más feliz”.

En Birkbeck, Franklin se destacó por sus investigaciones sobre virus, colaboró con Aaron Klug y descubrió que el virus del mosaico del tabaco tenía una organización y estructura helicoidal.

La científica continuó ese trabajo hasta su muerte por cáncer de ovario en 1958, a los 37 años.

Cuando se realizó la ceremonia de entrega del Nobel en 1962 -un galardón que no se otorga en forma póstuma- ni Watson, ni Crick ni Wilkins reconocieron en sus discursos cuán importante había sido para el descubrimiento el trabajo de Franklin.

Irónicamente, tal vez la contribución de Franklin habría quedado en el olvido de no ser por Watson.

En su libro “La Doble Hélice”, publicado en 1968, una década después de la muerte de Franklin, Watson hace más de 80 menciones de la científica, “a quien decíamos Rosy a sus espaldas”.

Watson describe a Franklin como una mujer agresiva “de actitudes belicosas”, que ocultaba sus datos y “a la que había que poner en su lugar”.

Se refiere incluso a cómo se vestía la científica y a que “nunca usaba lápiz labial para contrastar su pelo negro”.

Pero también alude a la importancia de las “mediciones precisas” de Franklin.

Y en relación al informe al MRC, revela: “Rosy por supuesto no nos dio directamente sus datos. Es más, nadie en Kings College sabía que estaba en nuestras manos”.

García-Sancho señala que la falta de reconocimiento de Franklin fue “una injusticia enorme y escandalosa”.

Para Brenda Maddox, la mayor injusticia contra Franklin no fue que Wilkins mostrara la foto 51 a Watson.

Maddox argumentó que en ese momento Franklin estaba saliendo de Kings y fue Gosling quien mostró la foto a Wilkins, quien era su superior.

Pero Maddox sí resaltó otra gran injusticia.

Watson, Crick y Franklin siguieron en contacto durante años. Ellos comentaron su trabajo sobre virus y Franklin llegó a quedarse en la casa de Crick y su esposa.

Sin embargo, “durante esos años de amistosa colaboración nunca le dijeron: ‘Rosalind, no podríamos haberlo hecho sin tí’. Eso es lo que encuentro imperdonable“.

En el cementerio judío de Willesden, en el noroeste de Londres, se encuentra la tumba de Rosalind Franklin. En el epitafio no hay mención de su trabajo sobre ADN, sino que puede leerse:

Sus investigaciones y descubrimientos sobre virus continúan beneficiando a la humanidad”.

Lourdes Campos es experta en cristalografía de rayos X y biología molecular de la Universidad Politécnica de Cataluña.

Para Campos, “el legado principal que nos dejó Rosalind Franklin fue su trabajo y su ejemplo”.

“El amor a la ciencia y su trabajo altruista para el beneficio de la humanidad fueron sus motores principales para afrontar todas las adversidades que se le presentaron”.

“Rosalind vivió en una época y en un país en que tenía todo en contra, el ambiente que vivió en los laboratorios ingleses fue muy duro, ahora lo llamaríamos bullying. No la tomaban en cuenta, como si no existiera y para colmo se burlaban de ella. Muy pocas mujeres soportarían ese trato ni antes ni ahora. Pero ahí la tenemos como un gran ejemplo de valentía y perseverancia hasta conseguir sus objetivos”.

Martínez Pulido señala que “las actitudes misóginas entre la comunidad científica están cambiando”, en gran parte debido al trabajo de historiadoras de la ciencia.

“Pero se trata de un cambio lento y el camino que queda por delante es aún largo y está plagado de obstáculos”.

Siete décadas después de la Foto 51, la imagen representa para Martínez Pulido dos caras de la ciencia. Por un lado la más negativa de la hostilidad y el engaño entre colegas.

Por otro, “es una hermosa prueba de cómo una gran científica con profundos conocimientos de su especialidad fue capaz de obtener, mediante una tecnología altamente compleja, la imagen de la molécula más importante de su tiempo: el ADN”

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