Severo Ochoa: La Policucleótido-Fosforilasa

[Texto extraído de una conferencia de Severo Ochoa sobre el descubrimiento que le llevó al Nobel.]

Quisiera hoy discurrir sobre la satisfacción que puede producir el dedicar la vida a la investigación científica. Pocas veces he sentido emoción más intensa que cuando creí haber hecho descubrimientos de alguna trascendencia. Voy a hablaros pues de algunos de los momentos de mi vida en el laboratorio que recuerdo con más placer. (...) El descubrimiento y estudio de un enzima que cataliza la síntesis de compuestos análogos al ácido ribonucleico (RNA). (...)

En 1954, unos diez años después de mi último trabajo sobre fosforilación oxidativa, me pareció, un tanto ingenuamente, que era hora de volver a este tema. Pensé, de manera simplista, que debía uno buscar enzimas capaces de convertir ADP a ATP y que el mejor modo de estudiar esta reacción era determinar la incorporación de fosfato radiactivo en el ATP. También pensé que habría más posibilidades de encontrar estos enzimas en extractos de la bacteria Azotobacter vinelandii que tenía la capacidad de oxidar muy activamente glucosa, piruvato y otros compuestos intermediarios del ciclo del ácido cítrico.

Acababan de llegar al laboratorio dos estudiantes postdoctorales: Ernie Rose, procedente de la Universidad de Chicago, y Marianne Grunberg-Manago del Instituto de Biología Físico-Química (Fundación Rothschild) de París. Otro de los problemas que me interesaba en aquella época era el mecanismo de la fosforilación del acetato de acetilfosfato por un enzima bacteriano. Expliqué los dos proyectos a los nuevos colaboradores y les pedí me dijeran en cuál de ellos preferían trabajar. No lo pensaron mucho, Bernie escogió el acetilfosfato y Marianne la fosforilación oxidativa.

Los extractos de Azotobacter parecían promover muy activamente la incorporación de fosfato marcado con 32P en ATP y purificamos parcialmente la proteína o proteínas que catalizaban dicha incorporación. En aquel tiempo la mayoría de los productos utilizados en la investigación bioquímica podían ya obtenerse comercialmente. Comenzamos usando un preparado amorfo de ATP, el más puro que había entonces en el mercado, pero, al mes o dos de haber comenzado el trabajo, apareció un preparado cristalino y, como era de esperar que fuese más puro, decidimos utilizarlo. Sin embargo, con el ATP cristalino no había reacción alguna. De momento esto nos alegró, pues pensamos que el ATP menos puro podía contener un coenzima, hasta entonces desconocido, necesario para la reacción, pero no fue así. Cuando analizamos nuestro ATP amorfo, en busca del nuevo coenzima, encontramos que el ATP estaba contaminado solamente por una pequeña cantidad de ADP (producto de su hidrólisis) y que, cuando la incubación se hacía con ADP en vez de ATP, el ADP incorporaba fosfato radiactivo. Esto nos desanimó de momento: indudablemente este fenómeno no podía tener relación con la fosforilación oxidativa pero, al fin y al cabo, nadie había demostrado la existencia de una incorporacion enzimática de radiofosfato en ADP en las condiciones usadas por nosotros. Sin duda, teníamos una nueva reacción entre las manos. Pronto encontramos que la incorporación de radiofosfato ocurría, no sólo cuando el preparado de Azotobacter se incubaba con ADP, sino también cuando se incubaba con otros nucleósido difosfatos tales como el UDP, el CDP, el GDP, y el IDP. (...) En el último caso la mezcla contenía todas las bases (Adenina, Guanina, Uracilo y Citosina) que se encuentran en el RNA. (...) Eventualmente nos dimos cuenta que el ADP se convertía en un polímero de elevado peso molecular con liberación de ortofosfato. Este polímero era un ácido poliadenílico constituido por un gran número de residuos de AMP; lo denominamos Poli(A). (...)

Pensando que el ADP se hidroliza a AMP (un compuesto ácido soluble) al separar la fracción soluble del precipitado proteico por centrifugación, buscábamos AMP en la fracción soluble, pero nunca lo encontramos; en vez de ello vimos que se formaba un polímero insoluble en ácido tricloroacético que se encontraba, por consiguiente, en el precipitado. Disolviendo el precipitado en agua, el polímero precipitaba por la adición de etanol.

Fácil es imaginar mi emoción cuando me di cuenta de lo que realmente ocurría. Un polímero de alto peso molecular, análogo al RNA, había sido sintetizado por primera vez fuera de la célula mediante una reacción enzimática.(...) El nuevo enzima cataliza la reacción siguiente:

n XDP = (XMP)n + n Pi

en la que X representa una base nucleotídica (adenina, hipoxantina, guanina, uracilo, citosina) y Pi el ortofosfato. (...)

La primera comunicación sobre polinucleótido fosforilasa apareció en el verano de 1955 como una "carta a los editores" del Journal of the American Chemical Society.(...)

La importancia de la polinucleótido fosforilasa estriba en el hecho que permite sintetizar una gran variedad de ribopolinucleótidos que han servido de modelo para el estudio de ciertas propiedades fundamentales de los ácidos nucleicos y, sobre todo, en el uso que en nuestro laboratorio y en el de Marshall Nirenberg se hizo de este enzima para descifrar la clave genética. Puede pensarse que la polinucleótido fosforilasa desempeñó en este desciframiento un papel semejante al que la famosa "piedra de Rosetta" jugó en el de los jeroglíficos egipcios por Champolion.(...)

En conclusión, espero poder haberos transmitido algo de la emoción que un científico siente cuando encuentra algo nuevo, algo que es él el primero en ver. Para mí no hay emoción o satisfacción comparable a la que produce la actividad creadora, tanto en ciencia como en arte, literatura u otras ocupaciones del intelecto humano.

Mi mensaje, dirigido sobre todo a la juventud, es que si sienten inclinación por la ciencia la sigan, pues no dejará de proporcionarles satisfacciones inigualables. Cierto es que abundan los momentos de desaliento y frustración, pero éstos se olvidan pronto mientras que las satisfacciones no se olvidan jamás.