Sachverhalt:
A. X._ wird vorgeworfen, zusammen mit Y._ und Z._ in den Heroinhandel verstrickt gewesen zu sein sowie Heroin konsumiert zu haben.
B. Am 16. Mai 2006 befand das Bezirksgericht Zürich X._ bezüglich der sichergestellten Menge von 630 Gramm Heroin schuldig der Verbrechen im Sinne von Art. 19 Ziff. 1 Abs. 4 - 6 i.V.m. Art. 19 Ziff. 2 lit. a des Betäubungsmittelgesetzes (BetmG) sowie des mehrfachen Betäubungsmittelkonsums (Art. 19a Ziff. 1 BetmG). Von den übrigen Vorwürfen der Verbrechen gegen das Betäubungsmittelgesetz wurde er freigesprochen. Er wurde bestraft mit 18 Monaten Gefängnis unter Gewährung des bedingten Vollzugs.
C. Mit Berufungsurteil vom 22. August 2007 bestätigte das Obergericht des Kantons Zürich die Verurteilung wegen Betäubungsmittelkonsums sowie den erstinstanzlich erfolgten Freispruch. Es befand X._ der Widerhandlung gegen Art. 19 Ziff. 1 Abs. 5 in Verbindung mit Art. 19 Ziff. 2 lit. a BetmG für schuldig. Hinsichtlich des Vorwurfs, in der Zeit vom Juli 2005 bis 1. September 2005 eine 50 Gramm übersteigende Menge Heroin verkauft zu haben, wurde er freigesprochen. Es bestrafte ihn mit 16 Monaten bedingter Freiheitsstrafe.
D. X._ führt Beschwerde in Strafsachen, mit der er die Aufhebung der Ziffern 1, 3, 5 und 7-9 des angefochtenen Urteils sowie die Rückweisung der Sache zur Neubeurteilung verlangt. Überdies ersucht er um unentgeltliche Rechtspflege und Verbeiständung.
E. Vernehmlassungen wurden keine eingeholt.
Erwägungen:
1. Der Beschwerdeführer rügt eine Verletzung des Anklagegrundsatzes und des rechtlichen Gehörs.
-:-
1.1 Entgegen seinen Einwänden sei die Vorinstanz auf folgenden Abschnitt aus der Anklageschrift nicht eingegangen: "Aus dem Bunker behändigte Y._ 7 Knittersäcke mit Heroingemisch von insgesamt 348,3 gr., welches er bei der Verhaftung auf sich trug". In diesem Abschnitt werde kein strafrechtlich relevanter Vorwurf gegen ihn erhoben. Gleichwohl nehme die Vorinstanz Mitbesitz in Bezug auf die genannte Menge an. Damit gehe die Vorinstanz über den Prozessgegenstand hinaus und verletze das Immutabilitätsprinzip.
1.2 Der Anklagegrundsatz verteilt nach der bundesgerichtlichen Rechtsprechung die Aufgaben zwischen den Untersuchungs- bzw. Anklagebehörden einerseits und den Gerichten andererseits. Der Anklageschrift kommt eine doppelte Bedeutung zu. Zum einen dient sie der Bestimmung des Prozessgegenstandes (Umgrenzungsfunktion). Gegenstand des gerichtlichen Verfahrens können nur Sachverhalte sein, die dem Angeklagten in der Anklageschrift vorgeworfen werden. An diese Anklage ist das Gericht gebunden (Immutabilitätsprinzip; Niklaus Schmid, Strafprozessordnung, 4. Auflage, N 145 ff.). Zum anderen vermittelt sie dem Angeklagten die für die Durchführung des Verfahrens und die Verteidigung notwendigen Informationen (Informationsfunktion). Beide Funktionen sind von gleichwertiger Bedeutung (BGE 126 I 19 E. 2a; 120 IV 348 E. 2c).
1.3 Die Vorinstanz hat weder das rechtliche Gehör des Beschwerdeführers verletzt, noch hat sie den Anklagegegenstand verändert oder erweitert. Es geht nicht an, einzelne den Beschwerdeführer nicht namentlich erwähnende Sätze aus der Anklageschrift herauszulösen und diesbezüglich das Fehlen strafrechtlich relevanter Anklagevorwürfe zu rügen. Aus dem vorangehenden Anklageabschnitt geht eindeutig hervor, dass dem Beschwerdeführer ein gemeinsames Vorgehen mit Y._ vorgeworfen wird: "Y._ ging daraufhin zu den Bunkern, um dort Heroin zu holen und davon gemeinsam mit X._ die von Z._ gewünschte Menge von mindestens 50 gr. Heroingemisch abzuwägen, weiter zu strecken und zu portionieren". Im Rahmen dieses Anklagevorwurfs kommt die Vorinstanz zum Schluss, dass es die Aufgabe von Y._ war, dass Heroingemisch aus dem Versteck zu holen, während der Beschwerdeführer in der Wohnung wartete und die für das geplante gemeinsame Strecken, Abwägen und Verpacken notwendigen Utensilien bereithielt. Vor diesem Hintergrund könne der Mitbesitz des Beschwerdeführers am beschlagnahmten Heroin als erstellt gelten (angefochtenes Urteil S. 23). Die Beanstandungen erweisen sich als unbegründet.
2. Der Beschwerdeführer rügt Willkür in der Beweiswürdigung und eine Verletzung der Unschuldsvermutung.
2.1 Aus dem Umstand, dass auf verschiedenen Gegenständen in der Wohnung DNA-Spuren von ihm gefunden worden seien, könne nicht auf eine über seinen zugestandenen Konsum hinausgehende Beteiligung am Drogenhandel geschlossen werden. Im Zweifel sei daher nur von seinem Konsum auszugehen.
2.2 Art. 9 BV gewährleistet den Anspruch darauf, von den staatlichen Organen ohne Willkür behandelt zu werden. Willkür in der Beweiswürdigung liegt vor, wenn die Behörde in ihrem Entscheid von Tatsachen ausgeht, die mit der tatsächlichen Situation in klarem Widerspruch stehen oder auf einem offenkundigen Fehler beruhen (BGE 127 I 38 E. 2a; 124 IV 86 E. 2a).
Aus der in Art. 32 Abs. 1 BV und Art. 6 Ziff. 2 EMRK verankerten Unschuldsvermutung wird die Rechtsregel "in dubio pro reo" abgeleitet. Als Beweiswürdigungsregel besagt sie, dass sich der Strafrichter nicht von einem für den Angeklagten ungünstigen Sachverhalt überzeugt erklären darf, wenn bei objektiver Betrachtung Zweifel bestehen, ob sich der Sachverhalt so verwirklicht hat (vgl. BGE 127 I 38 E. 2a).
2.3 Die Beweiswürdigung der Vorinstanz ist nicht willkürlich. Fest steht, dass auf den im Waldversteck und bei Y._ sichergestellten Knittersäcken mit Betäubungsmitteln DNA-Spuren des Beschwerdeführers gefunden wurden. Ebenso wurden auf den Bedienungstasten der in der Wohnung gefundenen Elektrowaage DNA-Spuren des Beschwerdeführers nachgewiesen. Dass diese Spuren nur von einem Konsum am Vortag der Verhaftung herrühren sollen, hält die Vorinstanz zu Recht für unglaubwürdig. So ist nicht plausibel, weshalb für den Konsum einer "Kleinmenge" mehrere Beutel geöffnet wurden. Ferner konnte für die Spuren auf der Waage keine Erklärung vorgebracht werden. Soweit der Beschwerdeführer in diesem Zusammenhang eine Verletzung der Unschuldsvermutung geltend macht, verkennt er, dass rein theoretische Zweifel an der Sachverhaltsinterpretation sich nach ständiger Rechtsprechung nicht zu seinen Gunsten auswirken (BGE 124 IV 86 E. 2a).
3. Zusammenfassend ist die Beschwerde abzuweisen. Bei diesem Ausgang wird der Beschwerdeführer kostenpflichtig (Art. 66 Abs. 1 BGG). Er stellt ein Gesuch um unentgeltliche Rechtspflege und Verbeiständung, welchem infolge Aussichtslosigkeit der Begehren nicht stattgegeben werden kann (Art. 64 Abs. 1 und 2 BGG). Seinen finanziellen Verhältnissen ist bei der Bemessung der Gerichtsgebühr Rechnung zu tragen.
Demnach erkennt das Bundesgericht:
1. Die Beschwerde wird abgewiesen.
2. Das Gesuch um unentgeltliche Rechtspflege wird abgewiesen.
4. Die Gerichtskosten von Fr. 800.-- werden dem Beschwerdeführer auferlegt.
3. Dieses Urteil wird den Parteien und dem Obergericht des Kantons Zürich, II. Strafkammer, schriftlich mitgeteilt.
Lausanne, 6. Februar 2008
Im Namen der Strafrechtlichen Abteilung
des Schweizerischen Bundesgerichts
Der Präsident: Der Gerichtsschreiber:
Schneider Thommen