En 1971, un artículo publicado por Kleppe et al. en Journal of Molecular Biology describió por primera vez un método que usaba enzimas para replicar in vitro una secuencia pequeña de DNA con pequeñas moléculas llamadas iniciadores.
Sin embargo, este temprano ejemplo del principio básico de la PCR no recibió mucha atención, y la invención de la Reacción en Cadena de la Polimerasa (PCR) en 1983 es generalmente atribuida a Kary Mullis (Bioquímico Estadounidense nacido el 28 de Diciembre de 1944), quien ganó el Premio Nobel por su trabajo.
Descubrimiento que acelera el proceso
Las DNA polimerasas que se utilizaron originariamente para los experimentos in vitro previos a la PCR no eran capaces de soportar altas temperaturas, por lo que los primeros procedimientos para replicar el DNA eran muy ineficientes, largos y requerían grandes cantidades de esa enzima.
El descubrimiento en 1968 de la DNA polimerasa Taq, una polimerasa de DNA extraída de la bacteria termófila Thermus aquaticus que habita medios de muy alta temperatura, eliminó los grandes inconvenientes del método de la PCR. Este DNA polimerasa es estable a temperaturas superiores a 100 ºC, permaneciendo activa hasta después de la desnaturalización del DNA, eliminando la necesidad de añadir a la reacción nueva polimerasa tras cada ciclo.
Este descubrimiento permitió automatizar el proceso, antes tan tedioso, acoplándolo al uso del termociclador. Al mismo tiempo que desarrollaba la PCR en 1983, Mullis trabajaba en Emeryville, California (EUA) para una de las primeras empresas biotecnológicas, Cetus Corporation, donde era responsable de sintetizar cadenas cortas de DNA.
¿Cómo surgió la idea?
Mullis afirma que concibió la idea para la PCR una noche mientras viajaba en su coche en la autopista 128 de San Francisco a Mendocino en abril de 1983. Se detuvo y comenzó a garabatear. Un ingrediente básico de la PCR es que amplifica el DNA mediante la repetición constante, al igual que los programas de computadora en los que Mullis participaba en la escritura.
Kary Mullis recibió un bono de $ 10,000 de Cetus, quien al principio no se dio cuenta de la importancia del descubrimiento. Más tarde, vendieron la tecnología a Roche por $ 300,000,000.
En la revista Scientific American, Mullis resumió el procedimiento:
“Comenzando con una única molécula del material genético DNA, la PCR puede generar 100 billones de moléculas iguales en una tarde. La reacción es fácil de hacer, no requiere más que un tubo, unos pocos reactivos simples y una fuente de calor”.
Fue premiado con el Premio Nobel de Química en 1993 por su invención, y siete años después, él y sus colegas del Cetus llevaron a la práctica su propuesta. Sin embargo, han aparecido controversias y diferentes versiones sobre las contribuciones intelectuales y prácticas de otros científicos al trabajo de Mullis, y sobre si él fue el inventor único del principio de la PCR.
Kary Mullis murió el 7 de Agosto de 2019 en Estados Unidos.