Indhold
- TL; DR (for lang; læste ikke)
- Strukturen af DNA
- Rosalind Franklin og den dobbelte helix
- En serendipitøs opdagelse af baseparring
- DNA-replikation
I 1953 løste to forskere ved navn James Watson og Francis Crick et monumentalt puslespil. De opdagede strukturen i et molekyle kaldet deoxyribose nukleinsyre - eller som de fleste mennesker kender det - DNA. Næsten alle levende organismer, inklusive mennesker, er afhængige af DNA for at pakke og kopiere gener. Mens forskere havde mistanke om dette før 1953, vidste de endnu ikke, hvordan DNA kopierede sig selv eller pakket oplysninger om arvelighed. Nøglen til DNA's evne til at opdele og kopiere sig selv var også nøglen til Watson og Cricks gennembrud: opdagelsen af basepar.
TL; DR (for lang; læste ikke)
James Watson og Francis Crick udviklede modeller ved hjælp af papudskæringer, der hjalp dem med at opdage basepar parvis gennem prøve og fejl.
Strukturen af DNA
Forestil dig den dobbelte helixmodel af DNA som en snoet stige med en ramme lavet af en forbindelse kaldet sukker-fosfat. Stigens trin består af forbindelser kaldet nukleotider eller baser. Der er fire baser i DNA-molekylet: adenin, cytosin, guanin og thymin. I hver række af stigen binder to af de fire nukleotider sig sammen med en hydrogenbinding. Dette er basepar. Den særlige sekvens af basepar i et DNA-molekyle er, hvad der tegner sig for forskelle i genetiske træk.
Rosalind Franklin og den dobbelte helix
Mens Watson og Crick studerede DNA-struktur, udviklede en videnskabsmand ved navn Rosalind Franklin en vellykket metode til at tage røntgenfotografier af DNA. Hendes billeder afslørede to vinkelrette linjer, der skabte en tværgående form i molekylets centrum. Da Franklin forlod sin stilling på King's College, efterlod hun sine fotografier hos en kollega ved navn Maurice Wilkins. Kort efter gav Wilkins disse ting til Watson og Crick. Så snart Watson så Franklins fotografier, forstod han, at crisscross-formen betød, at DNA-molekylet må være en dobbelt helix. Men deres gennembrud var langt fra fuldstændig.
En serendipitøs opdagelse af baseparring
Watson og Crick vidste, at DNA indeholdt fire baser, og at de bundne sig med hinanden på en eller anden måde for at skabe den dobbelte helixform. Stadigvis kæmpede de for at konceptualisere en model af DNA, der var glat og uden stammer - en, der gav biokemisk mening. Watson byggede papudskæringer af baserne og brugte tid på at omorganisere dem på et bord for at hjælpe ham med at forestille sig mulige strukturer. En morgen, hvor han bevægede stykkerne rundt, snublede han over et arrangement af baser, der gav mening. År senere beskrev Crick dette vigtige øjeblik som at ske, "ikke ved logik, men af serendipity."
Forskerne indså, at når adenin og thymin blev bundet til hinanden, dannede de en stige, der var spændt med den samme nøjagtige længde som en snor lavet af et cytosin-guanin-par. Hvis alle trin bestod af et af disse to par, ville de alle være af samme længde, hvilket ville forhindre stammer og buler i den dobbelte helix, som Watson og Crick vidste ikke kunne eksistere i det virkelige molekyle.
DNA-replikation
Watson og Crick indså også betydningen af baseparene for DNA-replikation. Den dobbelte helix “løsnes” i to separate strenge under replikering, idet hvert basepar opdeles. DNA'et er derefter i stand til at opbygge nye strenge til at binde til hver af de oprindeligt adskilte strenge, hvilket resulterer i to molekyler, der begge er identiske med den originale dobbelt helix.
Watson og Crick begrundede, at hvis hver af de fire baser kun kunne binde til en anden base, så kunne DNA-molekylet kopiere sig selv hurtigt under replikation. I deres publikation fra 1953 om deres fund i magasinet Nature skrev de ”… hvis sekvensen af baser i den ene kæde er givet, bestemmes sekvensen på den anden kæde automatisk.” Watson og Cricks dobbelt helixmodel af DNA lancerede en igangværende revolution inden for biovidenskab og er ansvarlig for utallige fremskridt inden for studieretninger såsom genetik, medicin og evolutionær biologi.