Le Donne e i Raggi X

Provate a cercare i vincitori dei Premi Nobel per la Chimica e per la Fisica. Scoprirete che le donne sono davvero poche (4 per la Chimica, 2 per la Fisica, contando che Marie Curie lo ha vinto in entrambe le categorie). Eppure il contributo di generazioni di donne a queste discipline è innegabile. C’è però un settore della Chimica dove questo non solo è stato fondamentale, ma sicuramente superiore a quello degli uomini: i metodi basati sull’uso dei raggi X.

I raggi X furono scoperti verso la fine del XIX secolo, quando Wilhelm Röntgen comprese che si trattava di qualcosa di nuovo e sconosciuto: per questa ragione, li contrassegnò col simbolo dell’incognita matematica, ovvero la X.

Ciò che differenzia le diverse componenti dello spettro elettromagnetico è, oltre l’energia, il modo con cui queste interagiscono con la materia. La luce ha una doppia natura: corpuscolare (è formata da particelle, i fotoni) e ondulatoria (si comporta come un’onda). Sfruttando la natura corpuscolare dei fotoni X, è possibile provocare l’espulsione degli elettroni interni di un atomo; dopo la conseguente riorganizzazione elettronica vengono emessi raggi X tipici dell’elemento (fluorescenza dei raggi X): in questo modo è possibile sia riconoscere l’elemento presente nel campione in esame sia quantificarlo. Da ciò si evidenzia che i raggi X sono radiazioni ionizzanti, quindi pericolose per la salute, perché in grado di causare alterazioni a danno dei tessuti. Sfruttandone invece la natura ondulatoria, è possibile la tecnica della diffrazione dei raggi X: a seconda di come viene impiegata, questa permette di definire le strutture dei solidi cristallini oppure di avere informazioni sulla struttura molecolare.

Nel 1825 venne scoperta la molecola che vedete sopra, ovvero il benzene. Intuito che fosse un composto ciclico, si cercò allora di capirne la struttura. Furono fatte diverse proposte, finché nel 1929 la cristallografa irlandese Kathleen Lonsdale, per mezzo della diffrazione dei raggi X, riuscì a dimostrare che:

-       la molecola è planare, tutti gli atomi giacciono sullo stesso piano;

-       tutti i legami carbonio-carbonio hanno la stessa lunghezza;

-     tutti i legami carbonio-carbonio hanno una lunghezza intermedia tra quella di un legame semplice e quella di uno doppio.

Fu un enorme passo avanti, anche se non risolutivo: c’era ancora un concetto da teorizzare (l’aromaticità), che sarebbe stato poi compreso due anni dopo.

Nel 1953 la rivista Nature pubblicò cinque articoli di James Watson e Francis Crick sul modello a doppia elica del DNA, corredati da immagini realizzate, tramite diffrazione dei raggi X, dalla cristallografa inglese Rosalind Franklin, fondamentali a sostenerne il modello.

I Premi Nobel impiegano anni ad arrivare, e quando nel 1962 venne assegnato quello per la Medicina in merito a questa scoperta, a ritirarlo furono solo Watson e Crick. La Franklin nel frattempo era morta di tumore, provocato, probabilmente, dalle alte dosi di raggi X a cui era stata esposta. Non che Watson e Crick fossero personaggi secondari (quest’ultimo nel 1957 fu l’enunciatore del dogma centrale della biologia molecolare, secondo cui è il DNA a determinare le proteine, non il contrario), ma un Nobel postumo in memoria del lavoro della Franklin sarebbe stato doveroso.

Quasi a farsi perdonare questo scandalo, due anni dopo il Nobel per la Chimica venne assegnato alla biochimica inglese Dorothy Hodgkin, e anche in questo caso erano i raggi X ciò lei utilizzava per le proprie ricerche, con cui determinò la struttura di diverse biomolecole.

Essendo una donna, non era però molto considerata: la società dell’epoca non le diede infatti grandi possibilità di discussione con altri ricercatori dello stesso campo, ma prese lo stesso parte al convegno che portò alla fondazione dell'Unione Internazionale di Cristallografia. Fu poi la risoluzione della struttura della cobalamina (vitamina B12) a valerle il Nobel.

Arriviamo così ai giorni nostri. Nel 2009 il premio Nobel per la Chimica è andato a tre ricercatori: Venkatraman Ramakrishnan, Thomas Steitz e Ada Yonath, “per gli studi sulla struttura e sulla funzione dei ribosomi”, il laboratorio cellulare dove avviene il montaggio delle proteine a partire dai singoli amminoacidi.

Nel 1970 la Yonath aveva dato vita a quello che per circa un decennio è stato il solo laboratorio di cristallografia di proteine in tutto Israele. Quindi, ancora una volta, si tratta della diffrazione dei raggi X. La Yonath si è focalizzata per oltre vent’anni, contro lo scetticismo della comunità scientifica internazionale, sul meccanismo della biosintesi delle proteine, attraverso la cristallografia dei ribosomi. Molte delle cose che conosciamo su questo incredibile meccanismo lo dobbiamo a lei, che per il suo lavoro ha anche introdotto l’innovativa tecnica della crio-biocristallografia, oggi di routine.

C’è chi dice che le donne siano il più grande mistero dell’universo, e qui ricordo che il simbolo universale del mistero è proprio la X.