La scienza è meravigliosamente attrezzata per rispondere alla domanda "come?" ma si confonde terribilmente quando poni la domanda "perché?"
Erwin Chargaff era un biochimico americano di origine austro-ungarica, scrittore, ebreo della Bucovina, che emigrò negli Stati Uniti durante l'era nazista ed era professore di biochimica alla facoltà di medicina della Columbia University. Attraverso esperimenti attenti, Chargaff scoprì due regole, chiamate regole di Chargaff, che contribuirono alla scoperta della struttura a doppia elica del DNA.
La prima regola di parità era che nel DNA il numero di unità di guanina è uguale al numero di unità di citosina, e il numero di unità di adenina è uguale al numero di unità di timina. Questo suggeriva la composizione delle coppie di basi del DNA.
La seconda regola di parità fu scoperta nel 1968. Stabilisce che nel DNA a filamento singolo, il numero di unità di adenina è approssimativamente uguale a quello di timina, e il numero di unità di citosina è approssimativamente uguale a quello di guanina.
Osservò anche che gli importi relativi delle basi guanina, citosina, adenina e timina variano da una specie all'altra. Questo suggeriva che il DNA piuttosto che la proteina potesse essere il materiale genetico.
Chargaff era anche un grande scrittore. Ha lasciato dietro di sé un importante opus umanistico. Le sue memorie, Heraclitean Fire, è senza dubbio una delle migliori autobiografie scritte da uno scienziato e dovrebbe essere letta da chiunque sia interessato alla scienza e alle scienze umane. Il libro è liberamente disponibile presso Rockefeller University Press.
Primi anni di vita
Chargaff nacque l'11 agosto 1905 in una famiglia ebrea a Czernowitz, Ducato della Bucovina, Austria-Ungheria, che oggi è Chernivtsi, Ucraina.
Allo scoppio della prima guerra mondiale, la sua famiglia si trasferì a Vienna, dove frequentò il Maximiliansgymnasium ora Gymnasium Wasagasse. Poi proseguì verso il Vienna College of Technology Technische Hochschule Wien dove incontrò sua moglie futura Vera Broido.
Dal 1924 al 1928, Chargaff studiò chimica a Vienna e conseguì un dottorato lavorando sotto la direzione di Fritz Feigl.
Sposò Vera Broido nel 1928. Chargaff aveva un figlio, Thomas Chargaff.
Dal 1925 al 1930, Chargaff servì come Milton Campbell Research Fellow in chimica organica presso la Yale University, ma non gradiva New Haven, Connecticut. Chargaff tornò in Europa, dove visse dal 1930 al 1934, servendo prima come assistente incaricato della chimica per il dipartimento di batteriologia e salute pubblica presso la Università di Berlin 1930–1933 e poi, costretto a dimettersi dalla sua posizione in Germania a causa delle politiche naziste contro gli ebrei, come ricercatore associato presso l'Istituto Pasteur di Parigi 1933–1934.
Columbia University
Chargaff immigrò a Manhattan, New York City nel 1935, assumendo una posizione come ricercatore associato nel dipartimento di biochimica presso la Columbia University, dove trascorse la maggior parte della sua carriera professionale. Chargaff divenne assistente professore nel 1938 e professore nel 1952. Dopo aver servito come presidente del dipartimento dal 1970 al 1974, Chargaff si ritirò come professore emerito. Dopo il suo ritiro come professore emerito, Chargaff trasferì il suo laboratorio a Roosevelt Hospital, dove continuò a lavorare fino al suo ritiro nel 1992.
Divenne cittadino americano nel 1940.
Durante il suo periodo alla Columbia, Chargaff pubblicò numerosi articoli scientifici, affrontando principalmente lo studio di acidi nucleici come il DNA utilizzando tecniche cromatografiche. Si interessò al DNA nel 1944 dopo che Oswald Avery identificò la molecola come base dell'eredità. Nel 1950, pubblicò che gli importi di adenina e timina nel DNA erano approssimativamente gli stessi, così come gli importi di citosina e guanina. Questo divenne successivamente noto come il primo delle regole di Chargaff.
Regole di Chargaff
Erwin Chargaff propose due regole principali nella sua vita che furono appropriatamente denominate regole di Chargaff. Il primo e il più noto successo fu dimostrare che nel DNA naturale il numero di unità di guanina è uguale al numero di unità di citosina e il numero di unità di adenina è uguale al numero di unità di timina. Nel DNA umano, ad esempio, le quattro basi sono presenti in queste percentuali: A=30,9% e T=29,4%; G=19,9% e C=19,8%. Questo suggeriva fortemente la composizione delle coppie di basi del DNA, sebbene Chargaff non abbia esplicitamente dichiarato questo collegamento. Per questa ricerca, Chargaff è accreditato di aver confutato l'ipotesi tetranucleotidica, l'ipotesi ampiamente accettata di Phoebus Levene secondo cui il DNA era composto da un gran numero di ripetizioni di GACT. La maggior parte dei ricercatori aveva precedentemente assunto che le deviazioni dai rapporti di basi equimolari G = A = C = T fossero dovute a errore sperimentale, ma Chargaff documentò che la variazione era reale, con tipicamente essendo leggermente meno abbondante. Ha condotto i suoi esperimenti con la cromatografia su carta appena sviluppata e lo spettrofotometro ultravioletto. Chargaff incontrò Francis Crick e James D. Watson a Cambridge nel 1952 e, nonostante non andassero d'accordo personalmente, spiegò i suoi risultati. La ricerca di Chargaff avrebbe poi aiutato il team di laboratorio Watson e Crick a dedurre la struttura a doppia elica del DNA.
La seconda delle regole di Chargaff è che la composizione del DNA varia da una specie all'altra, in particolare negli importi relativi delle basi A, G, T e C. Tale evidenza di diversità molecolare, che era stata presunta assente dal DNA, ha reso il DNA un candidato più credibile per il materiale genetico rispetto alla proteina.
Ultimi anni di vita
A partire dagli anni '50, Chargaff divenne sempre più esplicito nel criticare il fallimento del campo della biologia molecolare, affermando che la biologia molecolare stava "correndo al galoppo e facendo cose che non possono mai essere giustificate". Credeva che la conoscenza umana sarebbe sempre stata limitata in relazione alla complessità del mondo naturale, e che è semplicemente pericoloso quando gli umani credono che il mondo sia una macchina, anche supponendo che gli umani possano avere una conoscenza completa del suo funzionamento. Credeva anche che in un mondo che funziona come un sistema complesso di interdipendenza e interconnessione, l'ingegneria genetica della vita avrà inevitabilmente conseguenze impreviste. Chargaff avvertì che "la tecnologia dell'ingegneria genetica pone una minaccia maggiore al mondo rispetto all'avvento della tecnologia nucleare. Un attacco irreversibile alla biosfera è qualcosa di così inaudito, così inimmaginabile per le generazioni precedenti, che solo desidero che la mia non fosse stata colpevole di questo".
Dopo che Francis Crick, James Watson e Maurice Wilkins ricevettero il Premio Nobel del 1962 per il loro lavoro sulla scoperta della doppia elica del DNA, Chargaff si ritirò dal suo laboratorio e scrisse a scienziati in tutto il mondo sulla sua esclusione.
Morì il 20 giugno 2002 a Manhattan, New York City.
Onori
Gli onori attribuitigli includono la Medaglia Pasteur 1949 e la Medaglia Nazionale della Scienza 1974.
Libri scritti
- Chargaff, Erwin 1978. Heraclitean Fire: Sketches from a Life Before Nature. Rockefeller University Press. p. 252. ISBN 0-874-70029-9.
- Unbegreifliches Geheimnis. Wissenschaft als Kampf für und gegen die Natur. Stuttgart: Klett-Cotta, 1980, ISBN 3-608-95452-X
- Bemerkungen. Stuttgart: Klett-Cotta, 1981, ISBN 3-12-901631-7
- Warnungstafeln. Die Vergangenheit spricht zur Gegenwart. Stuttgart: Klett-Cotta, 1982, ISBN 3-608-95004-4
- Kritik der Zukunft. Essay. Stuttgart: Klett-Cotta, 1983, ISBN 3-608-93576-2
- Zeugenschaft. Essays über Sprache und Wissenschaft. Stuttgart: Klett-Cotta, 1985, ISBN 3-608-95373-6
- Serious Questions, An ABC of Sceptical Reflections. Boston, Basel, Stuttgart: Birkhäuser, 1986
- Abscheu vor der Weltgeschichte. Fragmente vom Menschen. Stuttgart: Klett-Cotta, 1988, ISBN 3-608-93531-2
- Alphabetische Anschläge. Stuttgart: Klett-Cotta, 1989, ISBN 3-608-95646-8
- Vorläufiges Ende. Ein Dreigespräch. Stuttgart: Klett-Cotta, 1990, ISBN 3-608-95443-0
- Vermächtnis. Essays. Stuttgart: Klett-Cotta, 1992, ISBN 3-608-95851-7
- Über das Lebendige. Ausgewählte Essays. Stuttgart: Klett-Cotta, 1993, ISBN 3-608-95976-9
- Armes Amerika – Arme Welt. Stuttgart: Klett-Cotta, 1994, ISBN 3-608-93291-7
- Ein zweites Leben. Autobiographisches und andere Texte. Stuttgart: Klett-Cotta, 1995, ISBN 3-608-93313-1
- Die Aussicht vom dreizehnten Stock. Stuttgart: Klett-Cotta, 1998, ISBN 3-608-93433-2
- Brevier der Ahnungen. Eine Auswahl aus dem Werk. Stuttgart: Klett-Cotta, 2002, ISBN 3-608-93513-4
- Stimmen im Labyrinth. Über die Natur und ihre Erforschung. Stuttgart: Klett-Cotta, 2003, ISBN 3-608-93580-0
