Tartalom
- TL; DR (túl hosszú; nem olvastam)
- A DNS szerkezete
- Rosalind Franklin és a Double Helix
- Az alap-párosítás vészjósló felfedezése
- DNS replikáció
1953-ban két tudós, James Watson és Francis Crick, egy monumentális rejtvényt oldott meg. Felfedezték egy dezoxiribóz-nukleinsavnak nevezett molekula szerkezetét - vagy amint a legtöbb ember tudja - a DNS-t. Szinte minden élő szervezet, beleértve az embereket is, támaszkodik a DNS-re a gének csomagolására és másolására. Míg a tudósok 1953 előtt ezt gyanították, még nem tudták, hogy a DNS másolja magát vagy csomagolja az öröklési információkat. A DNS megosztási és másolási képességének kulcsa egyben Watson és Crick áttörésének kulcsa: az alappárok felfedezése.
TL; DR (túl hosszú; nem olvastam)
James Watson és Francis Crick kartonkivágásokkal fejlesztették ki a modelleket, amelyek segítőkész kísérleti és hibás kísérletekkel segítettek nekik az alappárok felfedezésében.
A DNS szerkezete
Képzelje el a DNS kettős spirál modelljét csavart létraként, cukor-foszfátnak nevezett vegyület keretével. A létra lépcsője nukleotidoknak nevezett vegyületekből vagy bázisokból áll. A DNS-molekulában négy bázis található: adenin, citozin, guanin és timin. A létra mindegyik lépcsőjén a négy nukleotid közül kettő kötődik hidrogénkötéssel. Ezek az alappárok. A DNS-molekulában az alappárok adott sorrendje adja a genetikai tulajdonságok különbségeit.
Rosalind Franklin és a Double Helix
Míg Watson és Crick a DNS szerkezetét vizsgálta, a Rosalind Franklin nevű tudós sikeres módszert fejlesztett ki a DNS röntgenfelvételeinek készítésére. A képei két merőleges vonalat tártak fel, amelyek keresztezett alakúak a molekula közepén. Amikor Franklin elhagyta pozícióját a King's College-nál, Maurice Wilkins nevű kolléga mellett elhagyta fényképeit. Röviddel ezután Wilkins átadta ezeket a tárgyakat Watsonnak és Cricknek. Amint Watson meglátta Franklin fényképeit, megértette, hogy a keresztezett alak azt jelenti, hogy a DNS-molekulanak kettős spirálnak kell lennie. Áttörésük azonban messze nem volt teljes.
Az alap-párosítás vészjósló felfedezése
Watson és Crick tudták, hogy a DNS négy bázist tartalmaz, és hogy valamilyen módon kapcsolódnak egymáshoz a kettős spirál alak létrehozásához. Mindazonáltal küzdöttek egy sima és törzsek nélküli DNS-modell fogalommeghatározásáért, amely biokémiai szempontból értelmezhető volt. Watson karton kivágásokat készített az alapokról, és időt töltött az asztalra való átrendezéshez, hogy segítsen neki képzelni a lehetséges szerkezeteket. Egy reggel, a darabokat mozgatva, megbotlott az alapok elrendezésén, amelynek értelme volt. Évekkel később Crick ezt a kulcsfontosságú pillanatot úgy írta le, hogy „nem logika, hanem serendipitás” követi.
A kutatók rájöttek, hogy amikor az adenin és a timin kötődnek egymáshoz, létrafokozatot képeznek ugyanolyan pontos hosszúságban, mint egy citozin-guanin párból készült létra. Ha az összes lépcső a két pár egyikéből állna, akkor mindkettő azonos hosszúságú lenne, amely megakadályozná a kettős spirálban lévő törzseket és dudorokat, amelyekről Watson és Crick tudta, hogy nem létezhetnek az igazi molekulában.
DNS replikáció
Watson és Crick felismerték továbbá az alappárok jelentőségét a DNS replikációban. A kettős spirál a replikáció során két külön szálra kicsomagolódik, megosztva az egyes alappárokat. A DNS ezután képes új szálakat felépíteni, hogy az eredetileg elválasztott szál mindegyikéhez kötődjen, két olyan molekulát eredményezve, amelyek egyaránt azonosak az eredeti kettős spiráléval.
Watson és Crick azzal érveltek, hogy ha a négy bázis mindössze egy másik bázissal kötődik, akkor a DNS-molekula replikáció során gyorsan képes másolni. A Nature magazin megállapításaival 1953-ban publikálták: „… ha megadják az egyik láncon a bázisok sorrendjét, akkor a másik láncon a szekvencia automatikusan meghatározásra kerül.” Watson és Crick DNS kettős spirálmodellje folyamatos forradalmat indított. az élettudományokban, és számtalan haladásért felelõs olyan tanulmányi területeken, mint a genetika, az orvostudomány és az evolúciós biológia.