Wie haben Watson und Crick die Basenpaarung bestimmt?

1953 lösten zwei Wissenschaftler namens James Watson und Francis Crick ein monumentales Rätsel. Sie entdeckten die Struktur eines Moleküls namens Desoxyribose-Nukleinsäure – oder wie die meisten Leute es kennen – DNA. Fast alle lebenden Organismen, einschließlich des Menschen, sind auf die DNA angewiesen, um Gene zu verpacken und zu kopieren. Während Wissenschaftler dies vor 1953 vermuteten, wussten sie noch nicht, wie sich die DNA selbst kopierte oder Vererbungsinformationen verpackte. Der Schlüssel zur Fähigkeit der DNA, sich selbst zu teilen und zu kopieren, war auch der Schlüssel zum Durchbruch von Watson und Crick: der Entdeckung von Basenpaaren.

TL; DR (zu lang; nicht gelesen)

James Watson und Francis Crick entwickelten Modelle mit Pappausschnitten, die ihnen halfen, Basenpaare zufällig durch Versuch und Irrtum zu entdecken.

Stellen Sie sich das DNA-Doppelhelix-Modell als eine verdrehte Leiter mit einem Rahmen aus einer Verbindung namens Zuckerphosphat vor. Die Sprossen der Leiter bestehen aus Verbindungen, die Nukleotide oder Basen genannt werden. Es gibt vier Basen im DNA-Molekül: Adenin, Cytosin, Guanin und Thymin. In jeder Sprosse der Leiter verbinden sich zwei der vier Nukleotide über eine Wasserstoffbrücke. Dies sind die Basenpaare. Die besondere Abfolge von Basenpaaren in einem DNA-Molekül erklärt die Unterschiede in den genetischen Merkmalen.

Während Watson und Crick die DNA-Struktur untersuchten, entwickelte eine Wissenschaftlerin namens Rosalind Franklin eine erfolgreiche Methode, um Röntgenaufnahmen von DNA zu machen. Ihre Bilder zeigten zwei senkrechte Linien, die eine kreuzweise Form im Zentrum des Moleküls bildeten. Als Franklin ihre Stelle am King’s College aufgab, hinterließ sie ihre Fotografien bei einem Kollegen namens Maurice Wilkins. Kurz darauf gab Wilkins diese Gegenstände Watson und Crick. Sobald Watson Franklins Fotografien sah, verstand er, dass die kreuzförmige Form bedeutete, dass das DNA-Molekül eine Doppelhelix sein musste. Doch ihr Durchbruch war noch lange nicht abgeschlossen.

Watson und Crick wussten, dass die DNA vier Basen enthält und dass sie in irgendeiner Weise miteinander verbunden sind, um die Form der Doppelhelix zu erzeugen. Dennoch hatten sie Schwierigkeiten, ein DNA-Modell zu konzipieren, das glatt und ohne Stämme war – eines, das biochemisch Sinn machte. Watson baute Pappausschnitte der Sockel und verbrachte Zeit damit, sie auf einem Tisch neu anzuordnen, um sich mögliche Strukturen vorzustellen. Eines Morgens, als er die Teile bewegte, stieß er auf eine Anordnung von Sockeln, die Sinn ergab. Jahre später beschrieb Crick diesen entscheidenden Moment als „nicht durch Logik, sondern durch Zufall“.

Die Forscher stellten fest, dass, wenn Adenin und Thymin miteinander verbunden wurden, sie eine Leitersprosse mit der gleichen Länge wie eine Sprosse aus einem Cytosin-Guanin-Paar bildeten. Wenn alle Sprossen aus einem dieser beiden Paare bestehen würden, wären sie alle gleich lang, was Verhindern Sie die Dehnungen und Ausbuchtungen in der Doppelhelix, von denen Watson und Crick wussten, dass sie in der Realität nicht existieren können Molekül.

Watson und Crick argumentierten, dass sich das DNA-Molekül während der Replikation schnell kopieren könnte, wenn sich jede der vier Basen nur an eine andere Base binden könnte. In ihrer 1953 veröffentlichten Veröffentlichung über ihre Ergebnisse im Nature-Magazin schrieben sie „…wenn die Basensequenz auf einer Kette gegeben ist, dann ist die Sequenz auf der anderen Kette automatisch entschlossen." Das Doppelhelix-Modell der DNA von Watson und Crick hat eine anhaltende Revolution in den Biowissenschaften ausgelöst und ist für unzählige Fortschritte in Studienbereichen wie z wie:

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