No hay duda de que el ADN es importante. El descubrimiento de su importante estructura molecular fue probablemente el mayor avance científico reciente. Pero el ADN es solo una parte de una historia mucho más compleja. Y por mágico que pueda parecer, no funciona con magia. El camino tortuoso de la humanidad hacia la naturaleza química del gen y la bella geometría del portador de la herencia molecular duró más de un siglo. En 1869 un doctor suizo, Friedrich Miescher, estaba enfrascado en una parte muy poco atractiva de una investigación médica: analizar pus en vendas que se tiraban después de usarse en una operación. Se habría sorprendido si supiese que estaba abriendo la puerta a una de las áreas de la ciencia más atractivas que ha habido nunca. Miescher descubrió una nueva sustancia química, que resultó que se originaba en los núcleos de las células. Acorde a esto, la llamó nucleína. Cincuenta años más tarde, Phoebus Levine hizo incursiones en su estructura química, demostrando que la molécula de Miescher se construía a partir de muchas copias de una unidad básica, un nucleótido formado por un azúcar, un grupo fosfato y una base. Hizo conjeturas acerca de que toda la molécula estaba hecha de un moderado número de copias de este nucleótido, unidas las unas a las otras por los grupos fosfato y repitiendo el mismo patrón de bases una y otra vez. Cuando se descubrió más sobre esta nueva molécula, se la llamó ácido desoxirribonucleico, que todos conocemos por su acrónimo ADN. Era una molécula enorme y las técnicas disponibles entonces nunca serían capaces de revelar su estructura (los átomos que contenía y cómo estaban enlazados unos con otros). Pero dos décadas más tarde, la técnica de difracción de rayos X estaba empezando a usarse y resultó ser justo lo que se necesitaba. La luz es una onda electromagnética y también lo son los rayos X. Cuando una onda se encuentra con un obstáculo o pasa a través de una serie de obstáculos que no están muy separados, parece que se desvía. Este efecto se llama difracción. El mecanismo exacto depende de las matemáticas de la interferencia de ondas. Los principios básicos los descubrió un equipo de padre e hijo, Lawrence Bragg y William Henry Bragg, en 1913. La longitud de onda de los rayos X está en el rango correcto para que haya difracción de estos causada por los átomos en un cristal. Hay técnicas matemáticas para reconstruir la estructura atómica del cristal a partir del patrón de difracción que produce. Una de ellas es la ley de Bragg, que describe el patrón de difracción que crea una serie de capas de átomos paralelas y a la misma distancia unas de otras, un tipo de entramado de cristal particularmente simple. La ley se puede usar para deducir la separación y la orientación de dichas capas en un cristal. El concepto matemático que proporciona todos los pequeños detalles sobre cómo los átomos están colocados es la transformada de Fourier, definida por el matemático francés Joseph Fourier a principios del siglo XIX en un estudio sobre la transmisión del calor. En este caso, la idea es representar un patrón periódico, en el espacio o el tiempo, como una superposición de ondas acompasadas de todas las posibles longitudes de onda. Cada una de estas ondas tiene una amplitud (cuánto dista el pico de la base) y una fase (determina la posición precisa de los picos). El objetivo principal de la difracción de rayos X es encontrar el mapa de densidad electrónica del cristal, es decir, el modo en que sus electrones se distribuyen en el espacio. A partir de esto, su estructura atómica y las cadenas químicas que mantienen a los átomos juntos pueden calcularse. Para hacer esto, los cristalógrafos observan los patrones de difracción que produce un haz de rayos X pasando a través del cristal. Repiten estas observaciones colocando el cristal de modo que forme diferentes ángulos con el haz. Con estas medidas, deducen la amplitud de cada onda que lo compone usando la transformada de Fourier de la densidad electrónica. Encontrar la fase es mucho más difícil. Un método es añadir átomos de metal pesado, como el mercurio, al cristal y luego comparar el nuevo patrón de difracción con el original. Las amplitudes y las fases juntas determinan la transformada de Fourier de la densidad electrónica completa, y una transformada de Fourier «inversa» más convierte a esta en la propia densidad electrónica. Por lo tanto, si tienes una molécula interesante y puedes persuadirla para que se cristalice, puedes usar la difracción de los rayos X para explorar su estructura atómica. Como es el caso, el ADN puede cristalizarse, aunque no fácilmente. En 1937, William Astbury usó la difracción de rayos X para confirmar que la molécula tiene una estructura regular, pero no pudo precisar qué era esa estructura. Mientras tanto, los biólogos celulares habían estado descifrando qué hacía el ADN. Realmente había mucho por todas partes, por lo que debería tener alguna función importante. En 1928, Frederick Griffith estaba estudiando la bacteria que por aquel entonces se llamaba Pneumococcus, ahora Streptococcus pneumoniae, una causa muy importante de neumonía, meningitis e infecciones de oído. La bacteria existe con dos formas distintas. El tipo II-S se reconoce por su superficie lisa, una cápsula que lo protege del sistema inmune del organismo huésped y le proporciona tiempo para matar al huésped. El tipo II-R tiene una superficie rugosa, no tiene cápsula, por lo tanto no tiene protección, así que sucumbe al sistema inmune del organismo huésped. Griffith inyectó bacterias vivas rugosas en ratones, que sobrevivieron. Lo mismo sucedió cuando inyectó bacterias lisas muertas. Pero cuando inyectó una mezcla de estas dos formas aparentemente inofensivas, los ratones murieron. Esto fue una sorpresa, pero Griffith se percató