DNA a doppia elica

Il racconto

Il libretto di istruzioni della vita

Ogni essere vivente, da un batterio a una balena, nasce da un piccolo libretto di istruzioni scritto dentro le sue cellule. All'inizio del Novecento gli scienziati sapevano che questo libretto esisteva: lo chiamavano «ereditarietà», perché spiegava perché i figli assomigliano ai genitori. Non sapevano però di che cosa fosse fatto, né come potesse copiarsi di generazione in generazione.

Un indizio importante arrivò nel 1944, quando un gruppo di ricercatori di New York guidato da Oswald Avery dimostrò che a trasmettere le caratteristiche era una molecola chiamata DNA, acido desossiribonucleico. Era una sostanza già nota fin dal 1869, quando un medico svizzero, Friedrich Miescher, l'aveva trovata nel pus dei bendaggi usati in ospedale. Molti scienziati però non ci credevano: una molecola così semplice, con soltanto quattro tipi di mattoncini, sembrava troppo povera per contenere tutte le istruzioni della vita. Nel 1950 il chimico Erwin Chargaff notò una regola curiosa: in qualunque DNA, la quantità del mattoncino A era sempre uguale a quella di T, e la quantità di G uguale a quella di C.

Una gara a Londra e a Cambridge

Nei primi anni Cinquanta trovare la forma del DNA era diventata una vera gara. A Londra, al King's College, lavoravano Maurice Wilkins e la chimica Rosalind Franklin, esperta di cristalli. Usavano i raggi X: si fa passare un fascio di raggi attraverso una fibra di DNA e dalla macchia di puntini che si forma su una lastra fotografica si può capire come sono disposti gli atomi. Nel maggio 1952 Franklin e il suo studente Raymond Gosling ottennero una immagine molto nitida, nota come «fotografia 51». Mostrava una grande «X» di puntini: il segno tipico di una spirale.

A Cambridge, nel laboratorio Cavendish, altri due ricercatori inseguivano la stessa risposta con un metodo diverso: costruire modelli. Erano l'americano James Watson, che aveva appena 25 anni, e il britannico Francis Crick, di 36 anni, ancora senza dottorato. Non facevano esperimenti con i raggi X: provavano a mettere insieme i dati degli altri, con pezzi di metallo e cartone ritagliato, finché tutto tornasse. Un loro primo modello, nel 1951, era sbagliato e fece sorridere Franklin. Anche il famoso chimico americano Linus Pauling, che avrebbe poi vinto un Nobel (nel 1954), propose una struttura a tre filamenti: sbagliata pure quella.

All'inizio del 1953 Watson e Crick poterono vedere i risultati di Franklin: la fotografia 51 gli fu mostrata da Wilkins, e un rapporto del Medical Research Council gli arrivò attraverso un collega. Franklin non lo sapeva, e solo molti anni dopo si capì quanto quei dati fossero stati decisivi. Con quelle informazioni, e con la regola di Chargaff, i due costruirono il modello giusto.

La scala a chiocciola

Il DNA è fatto di due lunghissimi filamenti avvolti uno sull'altro, come una scala a chiocciola. I fianchi della scala sono catene di zuccheri e fosfati; i gradini sono coppie di mattoncini, che oggi chiamiamo basi: A (adenina) si lega sempre con T (timina), e G (guanina) sempre con C (citosina). Per questo le quantità di A e T sono uguali, come aveva visto Chargaff. Ma soprattutto questa forma spiegava come il libretto si copia: basta aprire la scala nel mezzo, come una cerniera, e ognuna delle due metà diventa lo stampo per ricostruire l'altra. Due copie identiche, da una sola.

Il 25 aprile 1953 la rivista Nature pubblicò l'articolo di Watson e Crick, lungo poco più di una pagina. Nello stesso numero uscirono anche gli studi di Wilkins e quelli di Franklin con Gosling, che confermavano la struttura. Nel 1958 due ricercatori americani, Matthew Meselson e Franklin Stahl, dimostrarono con un esperimento che il DNA si copia proprio in quel modo.

I Nobel e un nome dimenticato

Nel 1962 il premio Nobel per la medicina andò a Watson, Crick e Wilkins. Rosalind Franklin era morta nel 1958, a soli 37 anni, per un tumore: i Nobel non si assegnano alle persone scomparse. Per molti anni il suo contributo restò poco noto; oggi è ricordata come una scienziata fondamentale per questa scoperta, anche se gli storici discutono ancora su quanto fosse giusto il modo in cui i suoi dati furono usati.