1953 löste två forskare som heter James Watson och Francis Crick ett monumentalt pussel. De upptäckte strukturen för en molekyl som heter deoxiribosnukleinsyra - eller som de flesta vet det - DNA. Nästan alla levande organismer, inklusive människor, förlitar sig på DNA för att packa och kopiera gener. Medan forskare misstänkte detta före 1953 visste de ännu inte hur DNA kopierade sig eller förpackade ärftlig information. Nyckeln till DNA: s förmåga att dela sig och kopiera sig var också nyckeln till Watson och Cricks genombrott: upptäckten av baspar.
TL; DR (för lång; Läste inte)
James Watson och Francis Crick utvecklade modeller med kartongutskärningar som hjälpte dem att upptäcka baspar serendipitöst genom försök och fel.
DNA-strukturen
Föreställ dig DNA-dubbelhelixmodellen som en vriden stege med en ram gjord av en förening som kallas socker-fosfat. Stegens steg består av föreningar som kallas nukleotider eller baser. Det finns fyra baser i DNA-molekylen: adenin, cytosin, guanin och tymin. I varje steg på stegen binder två av de fyra nukleotiderna tillsammans med en vätebindning. Dessa är basparen. Den specifika sekvensen av baspar i en DNA-molekyl är det som står för skillnader i genetiska egenskaper.
Rosalind Franklin och Double Helix
Medan Watson och Crick studerade DNA-struktur utvecklade en forskare vid namn Rosalind Franklin en framgångsrik metod för att ta röntgenbilder av DNA. Hennes bilder avslöjade två vinkelräta linjer som skapade en korsform i mitten av molekylen. När Franklin lämnade sin position vid King's College lämnade hon sina fotografier hos en kollega vid namn Maurice Wilkins. Strax efter gav Wilkins dessa saker till Watson och Crick. Så snart Watson såg Franklins fotografier förstod han att korsformen innebar att DNA-molekylen måste vara en dubbel helix. Men deras genombrott var långt ifrån fullständigt.
En serendipitous upptäckt av basparning
Watson och Crick visste att DNA innehöll fyra baser, och att de på något sätt band med varandra för att skapa den dubbla helixformen. Ändå kämpade de för att konceptualisera en modell av DNA som var slät och utan stammar - en som gav biokemisk mening. Watson byggde kartongutskärningar av baserna och tillbringade tid på att ordna dem på ett bord för att hjälpa honom att föreställa sig möjliga strukturer. En morgon, när han flyttade bitarna, snubblade han över ett arrangemang av baser som var meningsfulla. År senare beskrev Crick detta viktiga ögonblick som att det inträffade ”inte av logik utan av serendipitet.”
Forskarna insåg att när adenin och tymin fästs med varandra bildade de en stege med samma exakta längd som ett steg av ett cytosin-guaninpar. Om alla steg består av ett av de två paren, skulle de alla ha samma längd, vilket skulle vara förhindra stammar och utbuktningar i den dubbla spiralen som Watson och Crick visste inte kunde existera i verkligheten molekyl.
DNA-replikation
Watson och Crick resonerade att om var och en av de fyra baserna bara kunde binda med en annan bas, så kunde DNA-molekylen kopiera sig snabbt under replikering. I sin publikation från 1953 om deras resultat i tidskriften Nature skrev de ”... om sekvensen av baser på en kedja ges, kommer sekvensen i den andra kedjan automatiskt fast besluten." Watson och Cricks dubbla helix-modell av DNA inledde en pågående revolution inom biovetenskap och ansvarar för otaliga framsteg inom studier som:
- genetik
- medicin
- evolutionär biologi
