1953 m. Du mokslininkai, vardu Jamesas Watsonas ir Francisas Crickas, išsprendė monumentalų galvosūkį. Jie atrado molekulės, vadinamos dezoksiribozės nukleorūgštimi, struktūrą - arba, kaip dauguma žmonių žino, - DNR. Beveik visi gyvi organizmai, įskaitant žmones, remiasi DNR pakuodami ir kopijuodami genus. Nors mokslininkai tai įtarė iki 1953 m., Jie dar nežinojo, kaip DNR nukopijavo save ar supakavo paveldėjimo informaciją. Raktas į DNR gebėjimą dalytis ir kopijuoti save taip pat buvo raktas į Watsono ir Cricko proveržį: bazinių porų atradimą.
TL; DR (per ilgai; Neskaiciau)
Jamesas Watsonas ir Francisas Crickas sukūrė modelius, naudodami kartono išpjovas, kurie padėjo jiems per bandymus ir klaidas nuosekliai atrasti pagrindines poras.
DNR struktūra
Įsivaizduokite DNR dvigubos spiralės modelį kaip susuktas kopėčias su rėmu, pagamintu iš junginio, vadinamo cukraus fosfatu. Kopėčių pakopos susideda iš junginių, vadinamų nukleotidais arba bazėmis. DNR molekulėje yra keturios bazės: adeninas, citozinas, guaninas ir timinas. Kiekviename kopėčių pakopoje du iš keturių nukleotidų jungiasi kartu su vandenilio jungtimi. Tai pagrindinės poros. Tam tikra bazių porų seka DNR molekulėje atspindi genetinių savybių skirtumus.
Rosalind Franklin ir dviguba spiralė
Kol Watsonas ir Crickas tyrė DNR struktūrą, mokslininkas Rosalindas Franklinas sukūrė sėkmingą DNR rentgeno fotografavimo metodą. Jos atvaizdai atskleidė dvi statmenas linijas, sukuriančias skersinę formą molekulės centre. Kai Franklinas paliko pareigas Karaliaus koledže, ji paliko savo nuotraukas pas kolegą Maurice'ą Wilkinsą. Netrukus po to Wilkinsas atidavė šiuos daiktus Watsonui ir Crickui. Kai tik Watsonas pamatė Franklino nuotraukas, jis suprato, kad kryžminė forma reiškia, kad DNR molekulė turi būti dviguba spiralė. Tačiau jų proveržis toli gražu nebuvo baigtas.
Nuoseklus bazinių porų atradimas
Watsonas ir Crickas žinojo, kad DNR yra keturios bazės ir kad jie tam tikru būdu susijungia, kad sukurtų dvigubos spiralės formą. Vis dėlto jie stengėsi konceptualizuoti sklandų ir be atmainų DNR modelį - tokį, kuris turėjo biocheminę prasmę. Watsonas pastatė kartono išpjovas iš pamatų ir praleido laiką pertvarkydamas juos ant stalo, kad padėtų įsivaizduoti galimas konstrukcijas. Vieną rytą, perkeldamas gabalus, jis suklupo dėl prasmingo pagrindo išdėstymo. Po daugelio metų Crickas apibūdino šį esminį momentą kaip „ne pagal logiką, o pagal ramybę“.
Tyrėjai suprato, kad kai adeninas ir timinas susijungia vienas su kitu, jie sudaro tokio pat tikslaus ilgio kopėčių laiptelį kaip ir citozino-guanino poros laiptelis. Jei visus laiptelius sudarytų viena iš tų dviejų porų, jie visi būtų vienodo ilgio, o tai būtų užkirsti kelią dvigubos spiralės įtempimams ir išsipūtimams, apie kuriuos Watsonas ir Crickas žinojo, kad realiai egzistuoti negali molekulė.
DNR replikacija
Watsonas ir Crickas teigė, kad jei kiekviena iš keturių bazių galėtų susijungti tik su viena kita baze, tai DNR molekulė galėtų greitai nukopijuoti replikacijos metu. Savo 1953 m. Publikacijoje apie savo išvadas žurnale „Nature“ jie parašė: „... jei pateikiama vienos grandinės bazių seka, tai kitos grandinės seka automatiškai Atkaklus." Watsono ir Cricko dvigubos spiralės DNR modelis pradėjo nuolatinę revoliuciją gyvybės moksluose ir yra atsakingas už nesuskaičiuojamą pažangą tokiose studijų srityse kaip:
- genetika
- vaistas
- evoliucinė biologija