El 24 de septiembre es una fecha especial para el panorama científico español. Un día como hoy, nació uno de los científicos con mayor renombre de todo el territorio peninsular. Él descubrió la polinucleótido-fosforilasa bacteriana, un enzima que ayudaría a descifrar el código genético que utilizamos todos los seres vivos. ¿Sabes a quién me refiero? ¡Sigue leyendo y descubre la historia de Severo Ochoa de Albornoz, científico asturiano conocido en todo el mundo y co-ganador del Premio Nobel de Fisiología o Medicina en 1959!

El 24 de septiembre de 1905, nació en Luarca, Asturias, el pequeño Severo Ochoa de Albornoz, fruto del matrimonio de Severo Manuel Ochoa y Carmen de Albornoz. A los 7 años, tras la muerte de su padre, Ochoa y su madre abandonaron su tierra natal para trasladarse a Málaga. Allí, el joven Ochoa cursó el bachillerato, mientras crecía cada vez más su interés por la Biología, estimulado en parte por las publicaciones de Santiago Ramón y Cajal, médico español co-ganador del Premio Nobel de Medicina o Fisiología en 1906.

Tras el bachillerato, en 1927 Ochoa comenzó a estudiar Medicina en Madrid, donde fue compañero de residencia de Salvador Dalí y Federico García-Lorca, entre otros. Allí se licenció y se doctoró, a la vez que ejerció como profesor ayudante del científico y político Juan Negrín López. Gracias a ello, pudo obtener diferentes becas para estudiar en Escocia y Alemania, entre otras localizaciones. En una de ellas, Ochoa colaboró junto al fisiólogo alemán Otto Fritz Meyerhof en el Instituto Kaiser Wilhelm para la Investigación Médica, estudiando los aspectos bioquímicos y fisiológicos del tejido muscular.

De vuelta en Madrid, ya en el año 1931, Ochoa fue nombrado profesor ayudante de Fisiología y Bioquímica en la Facultad de Medicina de la Universidad Complutense de Madrid. Este fue un año muy especial para Severo Ochoa, pues contrajo matrimonio con la mujer que le acompañaría toda su vida, Carmen García Cobián. Ochoa estuvo impartiendo clases en Madrid hasta 1935, a la vez que investigaba en el Instituto Nacional para la Investigación Médica de Londres.

Un Investigador exiliado

En el año 1936 comenzó la Guerra Civil Española y Severo y Carmen emigraron a Heidelberg, Alemania, al laboratorio de Otto Fritz Meyerhof, con quién Ochoa ya había trabajado anteriormente. Sin embargo, el matrimonio no consiguió la tranquilidad que buscaba en Alemania. Y es que el auge de la ideología nazi y la sombra de una segunda Guerra Mundial no eran unos buenos aliados para Ochoa. Sobre todo porque su jefe y compañero, Meyerhof, era de origen judío. Por este motivo, Ochoa y su mujer partieron en 1937 a Reino Unido, donde la cosa estaba mucho más tranquila. En Plymouth, Inglaterra, Ochoa estudió la función biológica de la vitamina B1 y otros aspectos enzimáticos del metabolismo oxidativo en la Universidad de Oxford.

Durante el año 1939 estalló la Segunda Guerra Mundial y, unos años más tarde, en 1941, Ochoa tuvo que volver a emigrar, esta vez, a Estados Unidos. En tierras estadounidenses, el médico consiguió un cargo en la Universidad de Washington, San Luís. Un año más tarde, en 1942, el investigador consiguió un nuevo trabajo en la Universidad de Nueva York, donde el matrimonio pasó casi toda su vida. 

Los maravillosos años 50

Durante su carrera en la Universidad de Nueva York, Ochoa llevó a cabo diferentes investigaciones. Una de ellas le llevó a ganar el Premio Nobel de Medicina o Fisiología de 1959 “por el descubrimiento de los mecanismos implicados en la síntesis biológica de los ácidos ribonucleico y desoxirribonucleico”. A esto contribuyó el descubrimiento y aislamiento de la polinucleótido-fosforilasa bacteriana en 1955 junto a la científica de origen ruso Marianne Grunberg-Manago.

Se dice que, al principio, Ochoa no confiaba demasiado en lo que le mostraba Marianne Grunberg-Manago, quien aisló por primera vez el enzima. No obstante, el excelente trabajo de Marianne acabó por convencerlo y, gracias a ello, Ochoa fue capaz de sintetizar ARN in vitro, lo que se convirtió en un hito científico.

Pero no todo iba a ser perfecto, ¿no? El enzima que Severo y Marianne aislaron no era  exactamente una ARN-polimerasa, es decir, un enzima que sintetiza ARN a partir de un molde de ADN. De hecho, aislaron un enzima totalmente diferente: una polinucleótido-fosforilasa, capaz de degradar el ARN. Y pensarás, ¿entonces cómo es que Ochoa logró sintetizar ARN? Bueno, pues resulta que algunos enzimas no funcionan igual en un medio que en otro. Ochoa y Grunberg-Manago observaron un artefacto, es decir, un “error”, que hizo que el enzima funcionase de forma diferente in vitro. Para que entendáis la diferencia, vamos a hablar de ambos enzimas

¿Cómo funcionan las ARN polimerasas?

Como os comentaba anteriormente, las ARN polimerasas son enzimas de origen proteico capaces de sintetizar ARN a partir de un molde de ADN. Estas proteínas también son capaces de reconocer y unirse a sitios específicos de la molécula de ADN.

El primer paso en la tarea de una ARN polimerasa es unirse a una región de la hélice de ADN, normalmente una región promotora de uno o varios genes. Una vez unida, la ARN polimerasa “desenrolla” parcialmente el ADN, separando las dos cadenas en la región de interés. Por el otro lado, la ARN polimerasa va “enrollando” de nuevo las cadenas conforme se produce la síntesis de ARN.

Mientras tanto, en el interior de la ARN polimerasa, una de las cadenas del ADN queda expuesta y es utilizada como molde para el nuevo ARN. El enzima va uniendo los ribonucleótidos complementarios a la cadena molde, formando la nueva cadena de ARN

¿Cómo funcionan las polinucleótido-fosforilasas?

La polinucleótido-fosforilasa es un enzima bifuncional, que puede degradar y sintetizar ARN, dependiendo de las condiciones en las que esté. Lo curioso de este enzima es que, al contrario que las ARN-polimerasas, las polinucleótido-fosforilasas no necesitan de una cadena molde para sintetizar el ADN.

Descifrando el código genético

Un año más tarde del descubrimiento de la polinucleótido-fosforilasa, en 1956, uno de los discípulos de Ochoa, el bioquímico estadounidense Arthur Kornberg, descubrió las ADN-polimerasas, que funcionaban como las “ARN-polimerasas” (ahora sabemos que no eran ARN-polimerasas) de Ochoa, pero servían para sintetizar ADN, en lugar de ARN. Por este descubrimiento, Kornberg y Ochoa compartieron el Premio Nobel de Medicina o Fisiología de 1959.

Por si fueran poco los descubrimientos por sí mismos, los trabajos de Ochoa y Kornberg fueron cruciales para descubrir el código genético, unas “reglas” que nos ayudan a comprender cómo se traduce una cadena de ARN a proteínas. Extraordinario, ¿verdad?

La vida tras el Premio Nobel

Después de ser galardonado con el Premio Nobel, Severo Ochoa continuó investigando diferentes aspectos moleculares de la expresión génica en la Universidad de Nueva York hasta 1975. En esa fecha, con 70 años, Ochoa volvió a su España natal, donde dirigió un grupo de investigación en el Instituto de Biología Molecular de Madrid. Mientras tanto, el médico asturiano también dirigió un grupo de investigación en el Roche Institute of Molecular Biology de Nueva Jersey, en Estados Unidos. 

Severo Ochoa se jubiló oficialmente en 1975, pero no cesó en su trabajo como investigador hasta 1986, cuando su mujer, Carmen García Cobián, falleció. El médico no volvió a publicar ningún trabajo científico, pues la muerte de su mujer, quien le acompañó toda su vida e incluso le ayudó en el laboratorio sin tener conocimientos de Biología Molecular, supuso un duro golpe para él, del que no se recuperó nunca.