1953. gadā divi zinātnieki vārdā Džeimss Vatsons un Frensiss Kriks atrisināja monumentālu mīklu. Viņi atklāja molekulas struktūru, ko sauc par dezoksiribozes nukleīnskābi - vai, kā to zina lielākā daļa cilvēku, - DNS. Gandrīz visi dzīvie organismi, ieskaitot cilvēkus, paļaujas uz DNS, lai iepakotu un kopētu gēnus. Kaut arī zinātniekiem tas bija aizdomas pirms 1953. gada, viņi vēl nezināja, kā DNS kopēja pati sevi vai iesaiņoja iedzimtības informāciju. Atslēga DNS spējai sadalīt un kopēt sevi bija arī Vatsona un Krika izrāviena atslēga: bāzes pāru atklāšana.
TL; DR (pārāk ilgi; Nelasīju)
Džeimss Vatsons un Frensiss Kriks izstrādāja modeļus, izmantojot kartona izgriezumus, kas viņiem izmēģinājumu un kļūdu ceļā palīdzēja secīgi atklāt bāzes pārus.
DNS struktūra
Iedomājieties DNS dubultās spirāles modeli kā savītas kāpnes ar rāmi, kas izgatavots no savienojuma, ko sauc par cukura fosfātu. Kāpņu pakāpieni sastāv no savienojumiem, ko sauc par nukleotīdiem jeb bāzēm. DNS molekulā ir četras bāzes: adenīns, citozīns, guanīns un timīns. Katrā kāpņu pakāpienā divi no četriem nukleotīdiem saista kopā ar ūdeņraža saiti. Tie ir bāzes pāri. Konkrētā bāzes pāru secība DNS molekulā ir tā, kas nosaka ģenētisko īpašību atšķirības.
Rosalind Franklin and Double Helix
Kamēr Votsons un Kriks pētīja DNS struktūru, zinātnieks vārdā Rosalinds Franklins izstrādāja veiksmīgu metodi DNS rentgena fotogrāfiju uzņemšanai. Viņas attēli atklāja divas perpendikulāras līnijas, kas molekulas centrā izveidoja krustveida formu. Kad Franklina pameta amatu King’s College, viņa atstāja savas fotogrāfijas pie kolēģa vārdā Moriss Vilkinss. Neilgi pēc tam Vilkinss uzdāvināja šos priekšmetus Vatsonam un Krikam. Tiklīdz Votsons ieraudzīja Franklina fotogrāfijas, viņš saprata, ka šķērsvirziena forma nozīmē, ka DNS molekulai jābūt dubultai spirālei. Bet viņu izrāviens nebūt nebija pilnīgs.
Nopietns pamatu savienošanas atklājums
Vatsons un Kriks zināja, ka DNS ir četras bāzes un ka viņi kaut kādā veidā ir savstarpēji saistīti, lai izveidotu dubultās spirāles formu. Tomēr viņi centās konceptualizēt DNS modeli, kas bija gluds un bez celmiem - tādu, kam bija bioķīmiska jēga. Vatsons uzcēla pamatnes kartona izgriezumus un pavadīja laiku, pārkārtojot tos uz galda, lai palīdzētu viņam iedomāties iespējamās konstrukcijas. Kādu rītu, pārvietojot gabalus apkārt, viņš paklupa uz pamatu izvietojumu, kam bija jēga. Gadiem vēlāk Kriks šo galveno brīdi raksturoja kā "nevis pēc loģikas, bet gan pēc mierīguma".
Pētnieki saprata, ka tad, kad adenīns un timīns ir savienoti viens ar otru, viņi izveidoja kāpņu pakāpienu tieši tādā pašā garumā kā pakāpiens, kas izgatavots no citozīna-guanīna pāra. Ja visi pakāpieni sastāvētu no viena no šiem diviem pāriem, tie visi būtu vienāda garuma, kas būtu novērstu dubultās spirāles celmus un izspiedumus, par kuriem Vatsons un Kriks zināja, ka patiesībā tie nevarētu pastāvēt molekula.
DNS replikācija
Vatsons un Kriks sprieda, ka, ja katra no četrām bāzēm varētu saistīties tikai ar vienu citu bāzi, tad DNS molekula replikācijas laikā varētu ātri nokopēt sevi. Savā 1953. gada publikācijā par saviem atklājumiem žurnālā Nature viņi rakstīja “... ja tiek dota vienas ķēdes bāzes secība, tad otra ķēdes secība tiek automātiski noteikts. ” Vatsona un Krika DNS dubultās spirāles modelis uzsāka pastāvīgu revolūciju dzīvības zinātnēs un ir atbildīgs par neskaitāmiem sasniegumiem tādās studiju jomās kā kā:
- ģenētika
- medicīna
- evolucionārā bioloģija
