Biografía sencilla, primeros años de Phoebus Levene
El 25 de febrero de 1869, Phoebus Levene nació en Žagarė Lituania. En aquella época, esta región era Sagor, que pertenecía al Imperio Ruso. El 6 de septiembre de 1940 falleció en Nueva York, Estados Unidos.
Phoebus Levene completó su doctorado en medicina en la Academia Médica Militar Imperial en 1891.Dos años más tarde, toda la familia emigró a Nueva York, EE.UU., para escapar del creciente antisemitismo en Rusia. Se ganó la vida como médico en el Lower East Side de Nueva York hasta 1896. En su tiempo libre, Phoebus Levene estudió química en la Universidad de Columbia y trabajó en el laboratorio de química fisiológica de John G. Curtis. Un importante punto de inflexión en su carrera se produjo en 1896, cuando abandonó el campo de la medicina para convertirse en bioquímico a tiempo completo: los Hospitales del Estado de Nueva York le contrataron como ayudante de química fisiológica en el Instituto de Patología. Sin embargo, antes de que pudiera celebrarlo, la tuberculosis se cebó con él en noviembre. Su vida y su carrera se retrasaron dos años por la enfermedad y la curación.
En los últimos años del siglo XIX trabajó como académico visitante en varios laboratorios europeos. El Premio Nobel Albrecht Kossel le impartió conocimientos sobre ácidos nucleicos y proteínas. En 1905, Levene fue invitado a ocupar el puesto de investigador adjunto en la institución Rockefeller. Rápidamente se puso de manifiesto su talento en bioquímica y, en 1907, fue nombrado director del departamento de química, cargo que ocupó hasta su jubilación. Publicó más de 700 trabajos sobre ácidos nucleicos, proteínas, hidratos de carbono y lípidos.
Phoebus Levene propuso la composición y estructura de los ácidos nucleicos, nucleótidos.
Su mentor Albrecht Kossel ya había identificado que los ácidos nucleicos contienen bases, fosfatos y monosacáridos. El ácido nucleico extraído de la levadura (ARN) contenía pentosa, pero se creía erróneamente que el ácido nucleico del timo (ADN) tenía hexosa. En 1910, Phoebus Levene demostró que la pentosa extraída del hidrolizado del ácido nucleico de levadura era D-ribosa. Este ácido nucleico fue denominado por él ácido ribonucleico, o abreviado como ARN. En 1929, en el laboratorio de Levin, los ácidos nucleicos de timo fueron hidrolizados por enzimas y luego tratados con ácido diluido. Levene extrajo otro tipo de pentosa que se denominó desoxirribosa, porque el grupo hidroxilo del segundo carbono se sustituyó por un hidrógeno, y las demás partes son idénticas a la ribosa. Este ácido nucleico fue denominado por él como ácido desoxirribonucleico, o abreviado como ADN.
Debido a que, en los primeros experimentos, el ARN se separaba de la levadura y del germen de trigo, mientras que el ADN se obtenía de tejidos animales como el timo, durante mucho tiempo se creyó que el ARN sólo existía en las células vegetales, mientras que el ADN sólo estaba presente en las células animales. Por ello, se les denominaba ácidos nucleicos vegetales o animales, respectivamente. Levene corrigió este error. En realidad, ambos tipos de ácidos nucleicos son componentes fundamentales de las células, ya sean animales, vegetales o microbianas. Levene también señaló que los ácidos nucleicos sólo contienen dos purinas, A y G, mientras que otras purinas son subproductos de la extracción de ácidos nucleicos. Las bases son diferentes en el ARN y el ADN. El primero contiene A, G, C, U, mientras que el segundo contiene A, G, C, T.
Hipótesis del tetranucleótido
Años de experimentos de hidrólisis proporcionaron a Levene un conocimiento exhaustivo de la estructura y la composición química de los ácidos nucleicos. Un nucleótido contiene una base (purina o pirimidina), una pentosa (ribosa o desoxirribosa) y un fosfato. La base y el fosfato están unidos a la pentosa. Los nucleótidos son las unidades fundamentales de los ácidos nucleicos. Sin embargo, Levine propuso una falsa hipótesis del tetranucleótido para elaborar cómo los nucleótidos forman los ácidos nucleicos.
El ADN fue hidrolizado por el ácido, por lo que el extracto era en realidad fragmentos. Su peso molecular era de unos 1500D y lo más parecido a cuatro nucleótidos. En los ácidos nucleicos, la cantidad de A y T, C y G es igual. Aunque A ≠ G, su proporción es cercana a 1. Sin embargo. Los investigadores sólo podían obtener una cantidad extremadamente pequeña de ADN impuro cada vez, y la tarea de hidrolizar los ácidos nucleicos era técnicamente difícil. Por lo tanto, era casi imposible obtener información precisa. Conscientes de estas dificultades, los investigadores de la primera mitad del siglo XX se mostraron tolerantes ante la gran diversidad de proporciones de bases en los distintos laboratorios. Los datos experimentales fueron falsos durante mucho tiempo: las cuatro bases del ADN son casi iguales en cantidad. Esto indicaba directamente que el ADN es una molécula pequeña que contiene sólo cuatro nucleótidos diferentes.En 1938, nuevas técnicas como la ultracentrifugación demostraron que los ácidos nucleicos tienen pesos moleculares enormes, entre 1 millón de D y 2 millones de D. Simplemente introdujo una ligera modificación en la hipótesis de los tetranucleótidos: El ADN está organizado por tetranucleótidos repetidos. Aunque admitió que el ADN era un compuesto macromolecular, su estructura seguía siendo extremadamente simple.