Zdolność Severo Ochoa do syntezy RNA w laboratorium oznaczała pierwszy raz, kiedy naukowcom udało się połączyć cząsteczki razem w łańcuchu poza żywym organizmem, wiedzę, która później okazała się niezbędnym krokiem w umożliwieniu naukowcom stworzenia życia w probówce. Za tę pracę Ochoa otrzymał w 1959 roku Nagrodę Nobla. Oprócz pracy laboratoryjnej, Ochoa, który został wykształcony jako lekarz w Hiszpanii, uczył biochemii i farmakologii wiele pokoleń studentów medycyny Uniwersytetu Nowojorskiego.
Severo Ochoa urodził się 24 września 1905 roku w Luarca, małym miasteczku na północy Hiszpanii. Nazwany po swoim ojcu, prawniku, Ochoa był najmłodszym synem w rodzinie. W tym górskim miasteczku mieszkał do siódmego roku życia, kiedy to jego rodzice postanowili przenieść się do Malagi w Hiszpanii. Dzięki tej przeprowadzce młody Severo miał dostęp do prywatnej szkoły, która przygotowała go do podjęcia nauki w Málaga College, porównywalnym do amerykańskiej szkoły średniej. W tym czasie Ochoa wiedział już, że w końcu rozpocznie karierę naukową; jedynym pytaniem w jego głowie było, w jakiej dziedzinie będzie się specjalizował. Ponieważ matematyka w Málaga College była dla Ochoa bardzo obciążająca, nie zdecydował się na karierę inżyniera, w której takie umiejętności byłyby niezbędne. Zamiast tego zaplanował studia biologiczne. Po uzyskaniu licencjatu z Malagi w 1921 roku, Ochoa spędził rok na studiowaniu kursów wstępnych do szkoły medycznej, w tym czasie fizyki, chemii, biologii i geologii. W 1923 roku zapisał się do Szkoły Medycznej Uniwersytetu w Madrycie.
W Madrycie Ochoa miał marzenia o studiowaniu u hiszpańskiego neurohistologa Santiago Rámona y Cajala, ale szybko się one rozwiały, gdy odkrył, że 70-letni profesor histologii wycofał się z nauczania, choć nadal prowadził laboratorium w Madrycie. Ochoa wahał się jednak, czy zbliżyć się do Cajala nawet w laboratorium, ponieważ sądził, że starszy pan będzie zbyt zajęty, by zawracać sobie głowę nieważnym studentem. Niemniej jednak, pod koniec drugiego roku studiów medycznych, Ochoa potwierdził swoje pragnienie prowadzenia badań biologicznych i przystał na jedną z ofert swojego profesora, który zaproponował mu pracę w pobliskim laboratorium.
Szkoła Medyczna nie posiadała żadnych obiektów badawczych, ale nauczyciel fizjologii Ochoa prowadził małe laboratorium badawcze pod egidą Rady Badań Naukowych w niewielkiej odległości od szkoły. Pracując z kolegą z klasy, Ochoa najpierw opanował stosunkowo rutynowe zadanie laboratoryjne polegające na wyizolowaniu z moczu kreatyniny – białego, krystalicznego związku. Stamtąd przeniósł się do bardziej wymagającego zadania badania funkcji i metabolizmu kreatyny, substancji azotowej, w mięśniach. Lato po czwartym roku studiów medycznych spędził w laboratorium w Glasgow, kontynuując pracę nad tym problemem. Ochoa otrzymał dyplom lekarza w 1929 roku.
Próbując pogłębić swoją edukację naukową, Ochoa ubiegał się o stypendium podoktorskie pracując pod Otto Meyerhofem w Kaiser-Wilhelm Institute na przedmieściach Berlina. Chociaż Rada Badań Naukowych zaproponowała mu stypendium na kontynuowanie tych studiów, Ochoa odrzucił ich ofertę wsparcia, ponieważ stać go było na samodzielne opłacenie studiów. Uważał, że pieniądze powinny być przekazane komuś bardziej potrzebującemu niż on sam. Ochoa cieszył się pracą pod Meyerhof, pozostając w Niemczech przez rok.
W dniu 8 lipca 1931 roku poślubił Carmen García Cobian, córkę hiszpańskiego prawnika i biznesmena, i przeniósł się z nowo poślubioną żoną do Anglii, gdzie miał stypendium z Uniwersytetu w Madrycie na studia w londyńskim Narodowym Instytucie Badań Medycznych. W Anglii Ochoa poznał Sir Henry’ego Halletta Dale’a, który w 1936 roku otrzymał Nagrodę Nobla w dziedzinie medycyny za odkrycie chemicznego przekazywania impulsów nerwowych. Podczas pierwszego roku pracy w Instytucie Ochoa badał enzym glioksalazę, a w następnym roku rozpoczął pracę bezpośrednio pod kierunkiem Dale’a, badając, w jaki sposób nadnercza wpływają na chemię skurczu mięśni. W 1933 roku powrócił do swojej alma mater, Uniwersytetu w Madrycie, gdzie został mianowany wykładowcą fizjologii i biochemii.
W ciągu dwóch lat Ochoa przyjął nowe stanowisko. Jeden z szefów Wydziału Medycyny planował założenie Instytutu Badań Medycznych z sekcjami biochemii, fizjologii, mikrobiologii i medycyny eksperymentalnej. Instytut miał być częściowo wspierany przez Uniwersytet Madrycki, który zaoferował mu miejsce w jednym ze swoich nowych budynków szkoły medycznej, a częściowo przez bogatych mecenasów, którzy planowali zapewnić znaczny budżet na sprzęt, pensje i zaopatrzenie. Dyrektor nowego instytutu zaoferował młodemu Ochoa dyrekcję sekcji fizjologii, którą przyjął i zapewnił mu trzyosobowy personel. Jednak kilka miesięcy po rozpoczęciu pracy przez Ochoę, w Hiszpanii wybuchła wojna domowa. Aby kontynuować swoją pracę, Ochoa zdecydował się opuścić kraj we wrześniu 1936 roku. On i jego żona wyemigrowali do Niemiec, ledwie stabilny kraj sam w późnym 1936.
Kiedy Ochoa przybył, znalazł, że jego mentor Meyerhof, który był Żydem, był pod znaczną presją polityczną i osobistą. Niemiecki naukowiec nie pozwolił, by zakłóciło to jego pracę, choć Ochoa odkrył ku swemu zaskoczeniu, że rodzaj badań prowadzonych przez Meyerhofa zmienił się diametralnie w ciągu sześciu lat, odkąd widział go po raz ostatni. Jak napisał o laboratorium w retrospektywnym artykule dla Annual Review of Biochemistry: „Kiedy opuszczałem je w 1930 roku, było to w zasadzie laboratorium fizjologiczne; wszędzie można było zobaczyć drgające mięśnie. W 1936 roku było to laboratorium biochemiczne. Głównym przedmiotem badań była glikoliza i fermentacja w ekstraktach mięśniowych lub drożdżowych, albo częściowe reakcje tych procesów katalizowane przez oczyszczone enzymy.” Zmiana akcentów badawczych Meyerhofa wpłynęła na własną pracę Ochoa, mimo że studiował w laboratorium przez mniej niż rok, zanim Meyerhof uciekł do Francji.
Zanim jednak Meyerhof wyjechał, upewnił się, że jego protegowany nie utknął na mieliźnie, aranżując dla Ochoa sześciomiesięczne stypendium w Marine Biological Laboratory w Plymouth w Anglii. Mimo że stypendium trwało tylko pół roku, Ochoa dobrze się tam bawił, między innymi dlatego, że w laboratorium zaczęła z nim pracować jego żona Carmen. Ich współpraca zaowocowała później publikacją wspólnej pracy w Nature. Po upływie sześciu miesięcy Ochoa musiał jednak wyjechać, a przyjaciele z laboratorium znaleźli mu posadę asystenta naukowego na Uniwersytecie Oksfordzkim. Dwa lata później, gdy Anglia przystąpiła do wojny, Wydział Biochemii Oxfordu przeniósł wszystkie swoje wysiłki na badania wojenne, w których Ochoa, cudzoziemiec, nie mógł brać udziału. Tak więc w 1940 roku Ochoa ponownie podniósł stawkę, tym razem po to, by przepłynąć Atlantyk i pracować w laboratorium Carla Ferdinanda Cori i Gerty T. Cori w St. Louis. Laboratorium Cori, będące częścią Washington University School of Medicine, słynęło z najnowocześniejszych badań nad enzymami oraz z pracy nad metabolizmem pośrednim węglowodanów. Praca ta polegała na badaniu reakcji biochemicznych, w których węglowodany wytwarzają energię potrzebną do funkcjonowania komórek. Ochoa pracował tam przez rok, zanim Uniwersytet Nowojorski przekonał go, by przeniósł się na wschód i podjął pracę jako pracownik naukowy w medycynie w Szpitalu Psychiatrycznym Bellevue, gdzie po raz pierwszy będzie miał absolwentów i studentów podoktorskich pracujących pod nim.
W 1945 roku Ochoa został awansowany na asystenta profesora biochemii w szkole medycznej. Dwa lata później, kiedy katedra farmakologii przeszła na emeryturę, Ochoa otrzymał możliwość zastąpienia go i, zwabiony obietnicą nowej przestrzeni laboratoryjnej, przyjął ją. Pozostał przewodniczącym przez dziewięć lat, biorąc urlop naukowy w 1949 roku, aby służyć jako profesor wizytujący na Uniwersytecie Kalifornijskim. Praca administracyjna nie powstrzymała go jednak od kontynuowania badań w dziedzinie biochemii. Na początku lat 50-tych wyizolował jeden ze związków chemicznych niezbędnych do zachodzenia fotosyntezy, nukleotyd trifosfopirydynowy, znany jako TPN. Ochoa kontynuował swoje zainteresowanie metabolizmem pośrednim, rozwijając prace Hansa Adolfa Krebsa, który przedstawił ideę cyklu, w którym pokarm jest metabolizowany do adenozynotrójfosforanu, czyli ATP, cząsteczki, która dostarcza komórce energii. Hiszpański naukowiec odkrył, że jedna cząsteczka glukozy spalana z tlenem wytwarza 36 cząsteczek ATP. Kiedy przewodniczący wydziału biochemii zrezygnował w 1954 roku, Ochoa przyjął tę możliwość, aby powrócić do wydziału w pełnym wymiarze godzin jako przewodniczący i profesor zwyczajny.
Od tego czasu bardziej zakorzeniony w badaniach biochemicznych, Ochoa skierował swoje uwagi na nowe pole: szybko rozwijający się obszar badań nad kwasem dezoksyrybonukleinowym (DNA). Wcześniej, na początku jego kariery, enzymy były nowymi gorącymi cząsteczkami do badania przez biochemików; teraz, po krytycznej pracy Jamesa Watsona i Francisa Cricka w 1953 roku, kwasy nukleinowe fascynowały naukowców w tej dziedzinie. Ochoa nie był wyjątkiem. Czerpiąc ze swojej wcześniejszej pracy z enzymami, Ochoa zaczął badać, które enzymy odgrywają rolę w tworzeniu kwasów nukleinowych w organizmie. Chociaż większość enzymów pomaga w rozkładaniu materiałów, Ochoa wiedział, że szuka enzymu, który pomaga łączyć nukleotydy w długie łańcuchy, które są kwasami nukleinowymi. Miał nadzieję, że gdy wyizoluje te cząsteczki, będzie mógł syntetyzować RNA i DNA w laboratorium. W 1955 r. znalazł w ściekach enzym bakteryjny, który zdawał się odgrywać właśnie taką rolę. Kiedy dodał ten enzym do roztworu nukleotydów, odkrył, że roztwór stał się lepki, jak galareta, co wskazywało na to, że RNA rzeczywiście uformował się w naczyniu. W następnym roku Arthur Kornberg, który studiował z Ochoą w 1946 roku, zastosował te metody do syntezy DNA.
W 1959 roku, pięć lat po objęciu stanowiska dyrektora wydziału biochemii, Ochoa podzielił się z Kornbergiem Nagrodą Nobla w dziedzinie fizjologii lub medycyny za pracę nad odkryciem enzymów, które pomagają w produkcji kwasów nukleinowych. Podczas gdy Ochoa był szczególnie zachwycony dzieląc nagrodę ze swoim starym kolegą, w tym czasie nie był już obcy akademickim pochwałom. Posiadacz wielu honorowych tytułów naukowych, zarówno od amerykańskich, jak i zagranicznych uniwersytetów, w tym Oxfordu, Ochoa był również laureatem Medalu Carla Neuberga w dziedzinie biochemii w 1951 roku oraz Nagrody Charlesa Leopolda Mayera w 1955 roku. Ochoa pełnił funkcję przewodniczącego wydziału biochemii NYU przez 20 lat, aż do lata 1974 roku, tuż przed swoimi siedemdziesiątymi urodzinami. Kiedy odchodził na emeryturę, odrzucił propozycję wydziału, by uczynić go profesorem emeritus, woląc pozostać na stanowisku profesora zwyczajnego. Ale nawet to nie mogło zapewnić Ochoa wystarczającego zajęcia. W 1974 roku dołączył do Roche Institute of Molecular Biology w New Jersey.
W 1985 roku powrócił do rodzinnej Hiszpanii jako profesor biologii na University Autonoma w Madrycie, aby kontynuować swoją trwającą całe życie fascynację badaniami biochemicznymi. W wieku 75 lat Ochoa napisał retrospekcję swojego życia, którą zatytułował „Pursuit of a Hobby”. We wstępie do tej pracy wyjaśnił swój wybór tytułu: na przyjęciu wydanym w latach czterdziestych na cześć dwóch chemików laureatów Nagrody Nobla Ochoa wpisał swoje hobby do rejestru gości jako biochemię, chociaż był profesorem farmakologii na Uniwersytecie Nowojorskim. Sir Henry Dale, jeden z honorowych gości przyjęcia, zażartował, że „teraz, gdy jest farmakologiem, jego hobby to biochemia”. Ochoa zakończył tę opowieść stwierdzeniem: „W moim życiu biochemia była moim jedynym i prawdziwym hobby.”
Severo Ochoa zmarł w Madrycie 1 listopada 1993 roku.
.