1953. godine dvojica znanstvenika po imenu James Watson i Francis Crick riješili su monumentalnu zagonetku. Otkrili su strukturu molekule zvane nukleinska kiselina deoksiriboze - ili kako je većini ljudi poznato - DNA. Gotovo svi živi organizmi, uključujući ljude, oslanjaju se na DNK za pakiranje i kopiranje gena. Iako su znanstvenici sumnjali u to prije 1953. godine, još nisu znali kako je DNA kopirala sebe ili spakirala podatke o nasljedstvu. Ključ sposobnosti DNA da se sama dijeli i kopira bio je i ključ Watsonovog i Crickovog proboja: otkrića baznih parova.
TL; DR (predugo; Nisam pročitao)
James Watson i Francis Crick razvili su modele koristeći izreze od kartona koji su im pomogli da slučajno otkriju parove baza pokušajima i pogreškama.
Struktura DNA
Zamislite model dvostruke zavojnice DNA kao uvijene ljestve s okvirom izrađenim od spoja nazvanog šećer-fosfat. Prečke ljestvice sastoje se od spojeva koji se nazivaju nukleotidi ili baze. U molekuli DNA postoje četiri baze: adenin, citozin, gvanin i timin. U svakoj prečki ljestvice, dva od četiri nukleotida vezuju se zajedno s vodikovom vezom. To su parovi baza. Određeni slijed parova baza u molekuli DNA je ono što objašnjava razlike u genetskim svojstvima.
Rosalind Franklin i dvostruka zavojnica
Dok su Watson i Crick proučavali strukturu DNK, znanstvenica po imenu Rosalind Franklin razvila je uspješnu metodu za snimanje RTG fotografija DNK. Njezine slike otkrile su dvije okomite crte koje su stvorile ukršteni oblik u središtu molekule. Kad je Franklin napustio mjesto na King's Collegeu, ostavila je svoje fotografije s kolegom po imenu Maurice Wilkins. Ubrzo nakon toga, Wilkins je te predmete dao Watsonu i Cricku. Čim je Watson ugledao Franklinove fotografije, shvatio je da ukršteni oblik znači da molekula DNA mora biti dvostruka zavojnica. Ali njihov proboj još uvijek nije bio potpun.
Neizvjesno otkriće uparivanja baze
Watson i Crick znali su da DNK sadrži četiri baze i da su povezani na neki način kako bi stvorili oblik dvostruke zavojnice. Ipak, borili su se za konceptualizaciju modela DNA koji je gladak i bez sojeva - onaj koji je imao biokemijski smisao. Watson je izradio kartonske izreze baza i proveo vrijeme preuređujući ih na stol kako bi mu pomogao da zamisli moguće strukture. Jednog jutra, premještajući komade, naišao je na raspored baza koje su imale smisla. Godinama kasnije, Crick je ovaj ključni trenutak opisao kao da se događa "ne logikom već slučajnošću".
Istraživači su shvatili da kada se adenin i timin povežu jedni s drugima, formirali su ljestve prečnika iste duljine kao prečka izrađena od para citozin-gvanin. Da se sve stepenice sastoje od jednog od ta dva para, sve bi bile jednake duljine, što bi i bilo spriječiti naprezanje i ispupčenje u dvostrukoj zavojnici za koje su Watson i Crick znali da ne mogu postojati u stvarnosti molekula.
Replikacija DNA
Watson i Crick zaključili su da ako se svaka od četiri baze može povezati samo s jednom drugom bazom, tada se molekula DNA može brzo kopirati tijekom replikacije. U svojoj publikaciji iz 1953. godine o svojim nalazima u časopisu Nature napisali su „... ako je dan redoslijed baza na jednom lancu, tada se automatski slijedi slijed na drugom lancu odlučan «. Watson i Crick-ov model dvostruke zavojnice DNA pokrenuli su trajnu revoluciju u znanostima o životu i odgovoran su za nebrojeni napredak u područjima proučavanja kao:
- genetika
- lijek
- evolucijska biologija