Hvordan bestemte Watson og Crick baseparring?

I 1953 løste to forskere ved navn James Watson og Francis Crick et monumentalt puslespil. De opdagede strukturen i et molekyle kaldet deoxyribose-nukleinsyre - eller som de fleste kender det - DNA. Næsten alle levende organismer, inklusive mennesker, er afhængige af DNA til at pakke og kopiere gener. Mens forskere mistænkte dette før 1953, vidste de endnu ikke, hvordan DNA kopierede sig selv eller pakkede arvelighedsoplysninger. Nøglen til DNA's evne til at opdele og kopiere sig selv var også nøglen til Watson og Cricks gennembrud: opdagelsen af ​​basepar.

TL; DR (for lang; Har ikke læst)

James Watson og Francis Crick udviklede modeller ved hjælp af papudskæringer, der hjalp dem med at opdage basepar serendipitøst gennem forsøg og fejl.

Forestil dig DNA-dobbelthelixmodellen som en snoet stige med en ramme lavet af en forbindelse kaldet sukker-fosfat. Trappens trin består af forbindelser kaldet nukleotider eller baser. Der er fire baser i DNA-molekylet: adenin, cytosin, guanin og thymin. I hvert trin på stigen binder to af de fire nukleotider sammen med en hydrogenbinding. Disse er basisparene. Den særlige rækkefølge af basepar i et DNA-molekyle er det, der tegner sig for forskelle i genetiske træk.

Mens Watson og Crick studerede DNA-struktur, udviklede en videnskabsmand ved navn Rosalind Franklin en vellykket metode til at tage røntgenbilleder af DNA. Hendes billeder afslørede to vinkelrette linjer, der skabte en krydsform i midten af ​​molekylet. Da Franklin forlod sin stilling på King's College, efterlod hun sine fotografier hos en kollega ved navn Maurice Wilkins. Kort efter gav Wilkins disse varer til Watson og Crick. Så snart Watson så Franklins fotografier, forstod han, at krydsformen betød, at DNA-molekylet skulle være en dobbelt helix. Men deres gennembrud var langt fra komplet.

Watson og Crick vidste, at DNA indeholdt fire baser, og at de båndede med hinanden på en eller anden måde for at skabe den dobbelte helixform. Alligevel kæmpede de for at konceptualisere en model af DNA, der var glat og uden stammer - en der gav biokemisk mening. Watson byggede papudskæringer af baserne og brugte tid på at omarrangere dem på et bord for at hjælpe ham med at forestille sig mulige strukturer. En morgen, da han flyttede stykkerne rundt, snuble han over et arrangement af baser, der gav mening. Flere år senere beskrev Crick dette afgørende øjeblik som "ikke ved logik, men ved serendipitet."

Forskerne indså, at når adenin og thymin blev bundet til hinanden, dannede de en stige, der havde samme nøjagtige længde som et trin lavet af et cytosin-guaninpar. Hvis alle trin bestod af et af de to par, ville de alle have samme længde, hvilket ville være forhindre stammer og buler i den dobbelte helix, som Watson og Crick vidste ikke kunne eksistere i det virkelige molekyle.

Watson og Crick begrundede, at hvis hver af de fire baser kun kunne binde sig til en anden base, så kunne DNA-molekylet kopiere sig hurtigt under replikering. I deres 1953-publikation om deres fund i bladet Nature skrev de “... hvis rækkefølgen af ​​baser på en kæde er givet, så bliver sekvensen på den anden kæde automatisk fast besluttet." Watson og Cricks dobbelte helix-model af DNA lancerede en løbende revolution inden for biovidenskab og er ansvarlig for utallige fremskridt inden for studier som:

• genetik
  
• medicin
  
• evolutionær biologi