5.2 La trasformazione del laboratorio organico

 

 

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In una generazione, dopo la seconda guerra mondiale, sono stati introdotti strumenti che hanno modificato profondamente le procedure sperimentali del laboratorio di chimica organica. Non solo l’analisi elementare è stata automatizzata, ma molte e diverse strumentazioni hanno grandemente semplificato il compito di determinare la struttura dei composti.  IR, UV, NMR, cromatografie, GC-MS hanno spossessato il chimico organico di una parte cospicua della sua professionalità, cambiando i cardini stessi della sua affermazione all'interno della comunità scientifica.

Generalizzando, d'ora in poi il chimico organico dimostra la sua eccellenza operando nell’arte della sintesi, sia nel senso stretto di costruire nuove strutture molecolari o di riprodurre quelle complesse e delicate di certi prodotti naturali, sia nel senso più ampio di aprire mediante nuove reazioni la via di accesso a composti di difficile sintesi.

Nei suoi effetti professionali ed epistemologici questo processo di trasformazione è ormai concluso. Gli studenti del mio corso di storia della chimica sono stupiti, e forse affascinati, quando racconto come a partire dal 1860 venissero determinate in laboratorio le strutture dei composti organici, senza avere a disposizione una qualsiasi delle nostre spettroscopie più usuali.

 

 

5.3 La biologia molecolare, mostly biochimica travestita

 

Per uno storico che consideri gli sviluppi disciplinari con uno sguardo attento all'interazione fra aspetti istituzionali e sviluppi conoscitivi il caso della 'nascita' della biologia molecolare è particolarmente istruttivo. Nel 1938 la Rockefeller Foundation stava finanziando da quattro anni un programma di borse di studio per la promozione della biologia sperimentale e chimico-fisiologica. Fu allora che Warren Weaver ribattezzò il programma Molecular Biology. Il programma favorì le ricerche di scienziati che operavano nel campo della strutturistica con i raggi X, come W.T.Astbury, Pauling e Max Perutz. Il termine vivacchiò nelle retrovie dei finanziamenti istituzionali fino al 1953, anno dell'evento trionfale della scoperta della doppia elica, un trionfo denso di comportamenti equivoci e che riguardava più la strutturistica modellistica che quella sperimentale.

 

         Va detto chiaramente che l'articolo di una pagina pubblicato da J. D. Watson e F. Crick su Nature il 25 aprile 1953 è, negli aspetti positivi e negativi, un classico della letteratura scientifica. Nelle due colonne di testo è inserita una figura con la struttura a doppia elica del DNA, un'immagine che assurgerà a simbolo di una nuova era. Gli autori sono perfettamente consapevoli delle conseguenze che la loro scoperta avrà sulla genetica, e ne accennano verso la fine della nota con un understatement di grande efficacia retorica. Gli aspetti negativi sono due, uno palese e l'altro occulto. Quello palese è il rilievo minimo dato al lavoro di Chargaff (vedi Tabella 3), senza il quale non avrebbero potuto nemmeno concepire il loro modello. L'aspetto occulto riguarda l'origine di altre informazioni chiave di carattere strutturale, tra cui la posizione delle basi, rivolte verso l'interno delle spirali. Era stato M. H. F. Wilkins ad informare (lastre sottratte alla mano) Watson e Crick dei progressi compiuti da una sua collega, Rosalind Franklin. Franklin morirà di cancro a 37 anni, nel 1958. Watson, Crick e Wilkins vinceranno il Nobel per la medicina nel 1962. 

 

Tabella 3

Cronologie parallele: biochimica vs. biologia molecolare

 

1950

Chargaff determina nel DNA il rapporto 1.1 fra adenina e timina, e fra guanina e citosina

1953

 

Watson e Crick propongono la struttura a doppia elica del DNA

1955

Sanger determina la sequenza dell’insulina

1956-1960

 

Perutz determina la struttura tridimensionale dell’emoglobina

1957

Ingram individua la causa molecolare dell’anemia falciforme

 

1958-1960  

 

 

Kendrew determina la struttura tridimensionale della mioglobina

1961  

Braunitzer determina la sequenza dell’emoglobina

 

In Tabella 3 ho indicato alcune tappe cruciali dello sviluppo della biochimica (ufficiale) e della biologia molecolare (ufficiale) nel periodo di lancio di quest'ultima disciplina. Per quanto riguarda la colonna di sinistra devo ricordare che Chargaff stesso afferma che senza le tecniche cromatografiche non sarebbe mai riuscito ad ottenere i dati che gli permisero di stabilire che nel DNA vi è un rapporto 1.1 fra adenina e timina, e fra guanina e citosina. Sanger lavorò essenzialmente con cromatografia ed elettroforesi su carta; la sequenza di amminoacidi nella catena proteica dell’insulina fu la prima ad essere determinata, cancellando di colpo qualsiasi congettura sulla struttura delle proteine che non tenesse conto della connessione attraverso il legame peptidico e della non-ripetitività della sequenza.

         Nella colonna di destra ho riportato i tre grandi successi dei biologi molecolari. Sono esclusivamente lavori di strutturistica. L'importanza biologica delle molecole indagate fu enfatizzata dalla forza dei modelli, disegnati, costruiti, fotografati dai tre gruppi di ricercatori. Tutto l'immenso lavoro dei biochimici sulla struttura del DNA e delle proteine fu - per così dire - dato per scontato, rigettato in una presunta ovvietà, lontana anni luce dal valore assoluto delle loro scoperte. Le informazioni cruciali dei biochimici furono travestite ed esibite nelle nuove forme, ricche di glamour, della biologia molecolare. Nel 1959 il programma politico-culturale lanciato venti anni prima dalla Rockefeller Foundation giungeva ad un punto fermo, vitale per la costruzione di una comunità scientifica riconosciuta. I biologi molecolari si dettero un organo di stampa proprio, il Journal of Molecular Biology. Chi sfoglia le prime annate si accorge che la quasi totalità dei contributi sono di strutturistica con i raggi X e di microscopia elettronica, tecniche fisiche che richiedevano forti investimenti in uomini e denaro. La biologia molecolare nasceva ricca di mezzi e di idee (in gran parte non sue).

 

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