viernes, 4 de mayo de 2018

Rosalind Franklin

Rosalind Franklin fue una química y cristalógrafa inglesa que realizó grandes aportaciones a la comprensión de la estructura del ADN.


Rosalind Franklin nació en Londres el 25 de julio de 1920. Su padre se llamaba Ellis Franklin (1894–1964), procedía de una familia de Polonia que se trasladó a Inglaterra en el siglo XVIII; hizo fortuna con los negocios. Su madre, Muriel Walley (1894–1976), venía de una familia judía religiosa y filantrópica donde algunos de sus miembros destacaron como profesores, intelectuales y parlamentarios. Rosalind tuvo otros cuatro hermanos.
Realizó sus primeros estudios en Nordland Place, un colegio mixto situado al oeste de Londres. Después lo hizo en la Escuela Lindores para señoritas en Sussex y, más tarde, a los once años, en St. Paul Girl School, establecimiento también para mujeres y de los pocos lugares donde se enseñaba matemáticas, física y química. Allí mostró interés por las ciencias, el latín y los deportes, y aprendió alemán y francés. Durante las vacaciones aprovechaba para viajar por otros países europeos.
Tras aprobar el examen de ingreso, en 1938 entró en la Universidad de Cambridge. Cursó física y química en el Newnham College. Conoció al espectroscopista William Charles Price (1909-1993), que después se convertiría en uno de sus colaboradores en el King’s College.
En Cambridge se encontraba también el conocido Laboratorio Cavendish en el que habían trabajado populares físicos de principios del siglo XX.  Este centro fue fundado en 1868 con el objetivo de fomentar la física experimental. Fue sufragado por William Cavendish, duque de Devonshire y descendiente de Henry Cavendish (1731-1810), descubridor del hidrógeno. El primero en ocupar la cátedra fue Clerck Maxwell (1831-1879) estudioso de las ondas electromagnéticas. A su muerte le siguió William Strutt (1842-1919) quien la dejó a los cinco años. Fue sustituido por J.J. Thompson. Entre los estudiantes se encontraba Ernest Rutherford. Hay que señalar que la dirección del laboratorio le fue ofrecida en tres ocasiones a William Thompson, quien la rechazó otras tantas veces.
El último año de carrera Rosalind conoció a Adrienne Weill, una refugiada francesa que había sido alumna de Marie Curie y que logró ejercer sobre ella una gran influencia aparte de  ayudarle con el francés
. Conoció también a William Lawrence Bragg (1890-1971), que ganó el premio nobel en 1915 con su padre William Henry Bragg, por sus contribuciones a la cristalografía de rayos X; al cristalógrafo Max Perutz (1914-2002), y al también cristalógrafo e historiador de la ciencia John Bernal (1901-1971). Este último fue posteriormente su director de investigación.
Todo esto indica que Rosalind se interesó por la cristalografía y la difracción de los rayos X cuando atravesaban un cristal de manera que cada uno de ellos deja una huella de identidad.  Aplicó esta técnica al estudio de la materia convirtiéndose en poco tiempo en una reputada especialista.
Durante el mandato de Hitler en el poder ayudó a los refugiados alemanes que huyeron a Gran Bretaña. La guerra le sorprendió en Noruega. Volvió con dificultades a Inglaterra y logró terminar sus estudios en 1941 aunque por esa época la Universidad de Cambridge no otorgaba el grado de licenciado a las mujeres; lo haría a partir de 1947.
Ganó después una beca para el Laboratorio de Física y Química de la Universidad de Cambridge bajo la supervisión de Ronald George Wreyford Norrish (1897-1978), ganador del premio nobel de química en 1967 por sus investigaciones sobre las reacciones químicas rápidas, quien le decepcionó por su falta de entusiasmo y su trato. Afortunadamente la Bristish Coal Utilisation Research Association, donde se investigaba la eficacia de las máscaras de gas, le ofreció una plaza en 1942. En tiempos de guerra Rosalind estudió el carbón, comparó la densidad del helio  y pudo terminar su tesis de doctorado en 1945 con el título La fisicoquímica de coloides orgánicos sólidos con referencia especial al carbón. Vivió primero en casa de Adrienne Weill y después se trasladó con su prima Irene Franklin. Fue voluntaria como guardia de ataques aéreos y organizó patrullas para salvaguardar el bienestar de las personas durante estos ataques.
Finalizada la contienda mundial, en 1947 marchó a París como becaria postdoctoral al Laboratoire Central des Services Chimiques de l’Etat invitada por Jacques Mering (1904-1973). Allí perfeccionó sus técnicas de cristalografía. Aprendió a aplicar el método a sustancias que no eran cristales, como las orgánicas. La técnica consiste en aplicar un haz de rayos X a una estructura e imprimir luego una fotografía con todos los rayos que la han atravesado y que han sufrido una difracción por el objeto interpuesto. Cada sustancia produce un patrón propio. Esto permitió caracterizar muchos compuestos inorgánicos y estudiar su estructura íntima. En París fue consciente de lo que era disfrutar de la libertad lejos del control familiar. Permaneció en la capital francesa hasta 1951. Durante esta etapa publicó más de una decena de trabajos.
A su regreso a Inglaterra Rosalind recibió la beca Turner and Newall para un periodo de tres años para trabajar en el King’s College, de la Universidad de Londres. En enero de 1951 empezó como asociada en la Unidad de Biofísica del Consejo de Investigación Médica que dirigía John Randall (1905-1984), un héroe por haber inventado el magnetrón, pieza básica del radar. En ese momento trabajaban en el estudio del ADN y la llegada de Franklin suponía una excelente aportación. Sin embargo, al poco de llegar su posición no estaba bien definida y no se llevaba bien con Maurice Wilkins. Rosalind tenía un carácter fuerte, Wilkins era tímido y Randall no percibió la situación. Otros aspectos también molestaron a Rosalind como que existiera una sala en la que se reunían los hombres para fumar, hablar y tomar el té y en la que no se permitía el acceso a las mujeres. Trabajó muy sola, únicamente con el becario que le asignaron, Raymond Gosling, que ya había colaborado con Wilkins.
Con sus técnicas Franklin mejoró las investigaciones de Wilkins y certificó la existencia de dos estados del ADN, la A (deshidrado o forma seca) y la B (hidratado o húmedo). Debido a las malas relaciones personales, Randall dividió el trabajo. Franklin se encargaría de la forma A y Wilkins de la B.
Mientras tanto, Watson, el único biólogo entre los que estudiaban el ADN, era consciente de la importancia que tenía conocer la estructura de esta molécula para la genética. Parece que tenía prisa en investigar el tema y formó equipo con Crick. Sin embargo, sus teorías necesitaban apoyarse en algo sólido como los estudios de cristalografía. Ambos conocían a Wilkins, pero sabían que la verdadera experta era Rosalind.
Por su lado Pauling creó un modelo físico de su teoría que posteriormente los estudios de cristalografía corroboraron. No se aceptaba un modelo sin un apoyo matemático e imágenes de difracción de rayos x que lo sustentara. En eso andaban trabajando precisamente Watson y Crick en el Laboratorio Cavendish.
Wilkins realizó una fotografía del ADN B en 1951 que podía sugerir la estructura helicoidal . En un principio Franklin no aceptaba que la forma A lo fuera también. Con el tiempo obtuvo imágenes nítidas de la estructura del ADN B en mayo de 1952 (la conocida fotografía número 51)
. Interpretó la estructura helicoidal que en cada vuelta de hélice contenía unidades o bloques. Si ambos científicos hubieran colaborado quizás la historia se hubiera escrito de diferente forma. Algunos se preguntan si fue consciente de la importancia del hallazgo. La cuestión es que dejó guardada la fotografía y los informes en un cajón.
En enero de 1953 Watson hizo una visita a Wilkins en el King's College. Trabajaba en el mismo laboratorio que Rosalind. Éste, sin que lo supiera su compañera, le mostró la fotografía 51. Era clave para deducir la estructura del ADN. El patrón de manchas puso de manifiesto claramente que la molécula era una hélice. Además, tanto él como Crick, tuvieron acceso a un informe confidencial de Randall a través de Perutz. El hallazgo les orientó hacia la construcción de un modelo físico tridimensional para ver cómo podían encajar los enlaces. Probaron modelo tras modelo hasta que en febrero de 1953 encajaron todas las piezas del rompecabezas según mostraba la fotografía de Franklin. Se trataba de dos espirales girando y formando una especie de escalera de caracol. Los escalones eran las bases de las que sólo había cuatro clases y se agrupaban por pares. Cada escalón era un par. La forma aquí desempeña un papel vital en la manera de funcionar el ADN, porque la doble hélice puede dividirse perfectamente y recuperar después su forma. Se había dado el primer paso para conocer el secreto de la vida. En los sesenta lograron descifrar, además, el código genético.
En 1953 Rosalind acabó aceptando que ambas formas de ADN, la A y la B, estaban formadas por dos hélices. Escribió tres trabajos, dos de los cuales contenían un esqueleto ADN de doble cadena. Los dos primeros aparecieron en Crystallographica el 6 de marzo de 1953, un día antes de que Watson y Crick completaran su modelo de ADN B. Corrigió uno de ellos que estaba en pruebas en el mes de julio de ese año como consecuencia de haber conocido los trabajos de los equipos del King’s College y de Cambridge. El tercer borrador, que hablaba de la forma B del ADN, lo encontró su colega Aaron Klug, compañero en Birkbeck, entre otros documentos. Publicó una evaluación sobre la correlación existente entre el borrador y el tercer artículo del trío original de Nature del 25 de abril de 1953 (el de Watson y Crick, el de Wilkins y Wilson, y el de Franklin y Gosling). De esta forma puso de manifiesto la significativa contribución que Franklin aportó al conocimiento de la estructura del ADN ante lo que manifestaba Watson en su libro La doble hélice.
El 25 de abril Watson y Crick publicaron en Nature un breve artículo titulado “Una estructura para el ácido desoxirribonucleico”. En una nota a pie reconocen "haberse sentido estimulados por el conocimiento de las contribuciones "no publicadas" de "Franklin y Wilkins". En el mismo número se publicó otro trabajo de Wilkins y H.R. Wilson en el que se comentaba la teoría de la difracción de rayos x por estructuras helicoidales e incluía un diagrama poco claro de difracción de rayos x de una fibra de DNA cuya interpretación no se ajustaba demasiado al esquema teórico. Finalmente se incluía, como se ha dicho, el artículo de Franklin y Gosling “Configuración molecular en el timonucleato sódico” en el que aparecía una fotografía nítida y definida de desoxirribonucleico sódico de timo de ternera, estructura B. Sin embargo, el primero de los tres estudios, de redacción más asequible e interesante, fue el que realmente impactó en la comunidad científica.
En mayo de 1953 Watson y Crick también publicaron en Nature el no menos importante trabajo “General implications of the structure of deoxyribonucleic acid” y en 1954, en los Proceedings de la Royal Society, ”The Complementary structure of doxyribonucleic acid” .
Watson y Crick se aprovecharon asimismo de los trabajos de Erwin Chargaff (1905-2002) que con el uso de la luz ultravioleta y la técnica recién descubierta de cromatografía de papel, identificó la adenina, guanina, citosina y timina y que las cantidades de adenina-timina de un lado y las de guanina-citosina, por otro, eran idénticas. Posteriormente experimentos de Matthew Meselson (1930-), discípulo de Pauling, con el uso de una ultracentrifugadora, confirmó las predicciones de Watson y Crick.
En 1953 Rosalind Franklin abandonó el King’s College y se trasladó al Birbeck College con Bernal, comunista irlandés que trabajaba con el virus del mosaico del tabaco. A pesar de  sus formas de pensar diferentes colaboraron y determinaron que el virus RNA, tenía una estructura helicoidal y midieron sus parámetros. Asimismo vieron que el cilindro no era sólido sino que estaba vacío. También estudiaron el poliovirus. Rosalind trabajó con su propio equipo financiado por el Consejo de Investigación en Agricultura.
A principios de 1954 Rosalind colaboró con Aaron Klug (1926-) futuro premio nobel de química en 1982 por sus hallazgos en cristalografía electrónica, lo que generó una etapa de éxitos. En 1955 Franklin publicó en Nature el primero de sus trabajos sobre el virus del mosaico del tabaco en el que señalaba que todas las partículas tenían la misma longitud. Asignó luego el estudio de este virus al estudiante de doctorado Kenneth Holmes (1934-). Pronto descubrieron que la cobertura del virus eran proteínas dispuestas en forma de hélice.
Cuando Rosalind estaba en California escalando una montaña sufrió intensos dolores abdominales. De nuevo en Inglaterra acudió al médico y se le diagnosticó un cáncer. Desde entonces alternó etapas de investigación con estancias en el hospital. Sospechó que no le daría tiempo a finalizar los trabajos que había emprendido. La Royal Society le encargó una muestra para la Exposición Universal de Bruselas de 1958, pero falleció el día 16 de abril de ese mismo año sin darle tiempo a llevar a cabo el encargo.
Cuatro años más tarde se otorgó el premio nobel a Wilkins, Watson y Crick "por sus descubrimientos en relación a la estructura molecular de los ácidos nucleicos y su importancia para la transferencia de información en material vivo”. Molestó a muchos que no se hiciera mención de Rosalind Franklin cuyo aporte dotó  de base científica al modelo de Watson y Crick.
Se arguyó que no se podía conceder el premio a una persona fallecida y que fue excluida de la terna desde el comienzo. Lo cierto es que nadie se acordó de ella y ni siquiera fue mencionada. Es más, cuando en 1968 Watson publicó su historia personal del descubrimiento de la estructura del ADN que incluye la etapa entre los años 1950 y 1953, tacha a Rosalind de mujer dura, de mal carácter, terca, incluso agresiva. No reconoce su contribución. El libro fue un éxito de ventas en muchos países y de este modo se transmitió una imagen distorsionada de la científica a pesar de haber incluido un epílogo en el que modifica algo su opinión:
“En 1958, Rosalind Franklin murió a la temprana edad de 37 años. Dado que mis primeras impresiones sobre ella, tanto en lo científico como en lo personal (y que están reflejadas en las páginas iniciales de este libro), estaban con frecuencia equivocadas, deseo decir aquí alguna cosa sobre sus realizaciones. El trabajo de rayos X que llevó a cabo en King’s College está considerado, cada vez, por más personas, como extraordinario. La mera separación de las formas A y B, por si sola, le habría dado una gran reputación; mejor todavía fue su demostración en 1952, utilizando los métodos de superposición de Patterson, de que los grupos de fosfatos tenían que estar en el exterior de la molécula de ADN. Posteriormente, cuando se trasladó al laboratorio de Bernal, se ocupó del virus del mosaico del tabaco y expandió enseguida nuestras ideas cualitativas sobre la construcción helicoidal para convertirlas en una imagen cuantitativa exacta, con lo que estableció de forma definitiva los parámetros helicoidales esenciales y situó la cadena ribonucleica a mitad de camino hacia el exterior del eje central…”
Para los tres ganadores del Nobel Franklin parecía haberse vuelto invisible. Sus trabajos sobre la estructura del ADN fueron menospreciados y silenciados.
En 1975 una amiga de Rosalind, Anne Sayre, publicó el libroRosalind Franklin and the DNA para dar a conocer al público su verdad sobre Rosalind. Otros amigos y colaboradores también escribieron en su favor. De tanto en tanto aparece un nuevo libro que contribuye a la polémica o que reivindica el nombre de Rosalind para la historia de la ciencia.
Se ha hablado también de que era mujer, de su carácter difícil y de que en su tiempo no estaba bien visto que no se tuviera familia y se dedicara a la ciencia.
En 2002 Brenda Maddox publicó Rosalind Franklin; The dark lady of DNA. Asimismo Maurice Wilkins, quizás el principal obstáculo que tuvo Rosalind en King's College, acabó por escribir en 2003 un libro autoexculpatorio, The third Man of the Double Helix.
Los cuatro merecieron la gloria de un descubrimiento importantísimo en la historia de la ciencia, por un lado, pero también dieron motivos para que se conviertiera su hallazgo en una reflexión ética sobre el trabajo científico.
José L. Fresquet Febrer. Universitat de València. Febrero, 2017.


viernes, 26 de enero de 2018

¿Cómo se formó la hidrosfera?

La hidrosfera es el sistema material constituido por el agua que se encuentra en la superficie de la Tierra.
             

                                      Resultado de imagen de la hidrosfera


Tras la formación de la Tierra hace 4600 millones de años, hubieron temperaturas muy altas que hicieron que todo el agua estuviera en forma de vapor. Cuando se enfrió bajo el punto de ebullición del agua, llegaron grandes precipitaciones de agua a los puntos más bajos de la superficie de la Tierra formando así los océanos. 
En definitiva, la hidrosfera se formó gracias a la condensación y solidificación del vapor de agua de la atmósfera primitiva.
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¿Cómo se originó la Tierra?

Resultado de imagen de formacion de la tierraRefiriéndonos a la formación del planeta Tierra podemos decir que el desarrollo de La Tierra es el mismo que el del sistema solar, puesto que ambos inicialmente fueron una mezcla de nubes de gas, roca y polvo en rotación.



La Tierra se formó hace unos 4600 millones de años, cuando el Sol ya se había formado hace pocos millones de años. Todos los planetas de nuestro sistema se formaron a partir de una nebulosa inicial.

Gracias a la atracción gravitatoria del Sol la nebulosa inicial se colocó alrededor de éste, estando más cerca del Sol la materia más densa y creándose a partir de ella el planeta Tierra. Los fragmentos de esta materia se acumularon dando lugar a una enorme masa de material incandescente y fundido; la ProtoTierra.

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Los materiales terrestres se formaron estando los más densos en el centro de la Tierra. Así la protoTierra quedó dividida en varias capas, siendo la más extensa la gaseosa. Hace 4500 millones de años la Tierra ya existía: estaba muy caliente y rodeada de una atmósfera que sufrió un proceso químico que acabó dando lugar a la vida.

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viernes, 1 de diciembre de 2017

TIPOS DE ROCAS


TIPOS DE ROCAS

  1. MAGMÁTICAS O ÍGNEAS→ son las rocas que proceden del enfriamiento del magma.


  • Volcánicas Son rocas que se crean cuando el magma se enfría muy rápidamente, porque procediendo de la bolsa del magma puede llegar al sur de la superficie aprovechando la existencia de grietas y dando lugar a la formación de volcanes.   


  •  Filonianas→  Son rocas que se crean cuando el enfriamiento del magma     es  más lento porque se introduce por grietas estrechas que no llegan hasta la superficie. Las rocas formadas constituyen un filón o dique. 




 



2. SEDIMENTARIAS→ Son rocas que se forman con la unión de las   fragmentos en la litificación o diagénesis.

    • Detríticas→ Son aquellas en las que pueden observarse los fragmentos que la constituyen. 

    •  Químicas→ Son también rocas sedimentarias de origen orgánico el carbón y el petróleo. 



    • Organógenas→rocas sedimentarias formadas por depósitos fundamentalmente de origen orgánico.


    3. ROCAS METAMÓRFICAS→ Se originan a partir de rocas que ya existen en la superficie, pero que con el tiempo se han enterrado a gran profundidad. La presión y la alta temperatura acaban transformándose en el metamorfismo.