През 1953 г. двама учени на име Джеймс Уотсън и Франсис Крик решават монументален пъзел. Те откриха структурата на молекула, наречена дезоксирибозна нуклеинова киселина - или както повечето хора я познават - ДНК. Почти всички живи организми, включително хората, разчитат на ДНК за пакетиране и копиране на гени. Докато учените подозираха това преди 1953 г., те все още не знаеха как ДНК се копира или опакова информация за наследствеността. Ключът към способността на ДНК да се разделя и копира също е ключът към пробива на Уотсън и Крик: откриването на базови двойки.
TL; DR (твърде дълго; Не прочетох)
Джеймс Уотсън и Франсис Крик разработиха модели, използвайки картонени изрези, които им помогнаха да открият базовите двойки безвъзвратно чрез проби и грешки.
Структурата на ДНК
Представете си модела на двойна спирала на ДНК като усукана стълба с рамка, направена от съединение, наречено захар-фосфат. Стъпалата на стълбата се състоят от съединения, наречени нуклеотиди или основи. В молекулата на ДНК има четири основи: аденин, цитозин, гуанин и тимин. Във всяко стъпало на стълбата се свързват два от четирите нуклеотида заедно с водородна връзка. Това са базовите двойки. Конкретната последователност от базови двойки в ДНК молекула е това, което отчита разликите в генетичните признаци.
Розалинд Франклин и двойната спирала
Докато Уотсън и Крик изучават структурата на ДНК, учен на име Розалинд Франклин разработва успешен метод за правене на рентгенови снимки на ДНК. Нейните изображения разкриват две перпендикулярни линии, създаващи кръстосана форма в центъра на молекулата. Когато Франклин напуска позицията си в King’s College, тя оставя снимките си на колега на име Морис Уилкинс. Малко след това Уилкинс даде тези предмети на Уотсън и Крик. Щом Уотсън видя снимките на Франклин, той разбра, че кръстосаната форма означава, че молекулата на ДНК трябва да е двойна спирала. Но техният пробив далеч не беше пълен.
Безкрайно откритие за сдвояване на основата
Уотсън и Крик знаеха, че ДНК съдържа четири основи и че те се свързват помежду си по някакъв начин, за да създадат форма на двойна спирала. И все пак те се бореха да концептуализират модел на ДНК, който беше гладък и без щамове - такъв, който имаше биохимичен смисъл. Уотсън изгражда картонени изрези от основите и прекарва време да ги пренарежда на маса, за да му помогне да си представи възможни структури. Една сутрин, движейки парчетата наоколо, той попадна на подреждане на бази, които наистина имаха смисъл. Години по-късно Крик описва този ключов момент като случващ се „не по логика, а по случайност“.
Изследователите осъзнават, че когато аденинът и тиминът се свързват помежду си, те образуват стълба със същата дължина като стъпало, направено от двойка цитозин-гуанин. Ако всички стъпала се състоят от една от тези две двойки, всички те ще бъдат с еднаква дължина, което би предотвратяват напреженията и издутините в двойната спирала, за които Уотсън и Крик знаеха, че не могат да съществуват в реалността молекула.
ДНК репликация
Уотсън и Крик разсъждават, че ако всяка от четирите основи може да се свърже само с една друга основа, тогава молекулата на ДНК може да се копира бързо по време на репликацията. В публикацията си от 1953 г. за своите открития в сп. Nature те пишат „... ако е дадена последователността на основите на едната верига, тогава последователността на другата верига се автоматично решителен. “ Моделът на ДНК на двойната спирала на Уотсън и Крик стартира непрекъсната революция в науките за живота и е отговорен за безброй постижения в областите на изследването, като като:
- генетика
- лекарство
- еволюционна биология
