James Dew i Watson. Tko je otkrio dvostruku spiralu DNK? važna pravila za život James Watson

Rad iz biologije

Romanova Anastazija

Franjo Crick

James Watson

"Otkriće sekundarne strukture DNK"

Početak ove priče može se shvatiti kao šala. "I upravo smo otkrili tajnu života!" - rekao je jedan od dvojice muškaraca koji su ušli u Cambridge Eagle Pub prije točno 57 godina - 28. veljače 1953. godine. A ovi ljudi koji su radili u laboratoriju u blizini nisu nimalo pretjerivali. Jedan od njih zvao se Francis Crick, a drugi James Watson.

Biografija:

Francis Creek

Tijekom ratnih godina Crick je radio na stvaranju mina u istraživačkom laboratoriju Ministarstva mornarice Velike Britanije. Dvije godine nakon završetka rata nastavio je raditi u ovom ministarstvu i tada je pročitao poznatu knjigu Erwina Schrödingera „Što je život? Fizički aspekti žive stanice", objavljen 1944. U knjizi Schrödinger postavlja pitanje: "Kako se prostorno-vremenski događaji koji se događaju u živom organizmu mogu objasniti iz perspektive fizike i kemije?"
Ideje iznesene u knjizi toliko su utjecale na Cricka da se on, namjeravajući studirati fiziku čestica, prebacio na biologiju. Uz Willovu podršku, Crick je dobio stipendiju Vijeća za medicinska istraživanja i počeo raditi u laboratoriju Strangeway u Cambridgeu 1947. godine. Ovdje je studirao biologiju, organsku kemiju i tehnike difrakcije X-zraka koje se koriste za određivanje prostorne strukture molekula.

James Deway Watson

Osnovno i srednje obrazovanje stekao je u Chicagu. Ubrzo se pokazalo da je James neobično nadareno dijete te su ga pozvali da gostuje u radijskoj emisiji “Kvizovi za djecu”. Nakon samo dvije godine srednje škole, Watson je 1943. godine dobio stipendiju za pohađanje eksperimentalnog četverogodišnjeg koledža na Sveučilištu u Chicagu, gdje se zainteresirao za studij ornitologije. Nakon što je 1947. stekao diplomu znanosti na Sveučilištu Chicago, nastavio je školovanje na Sveučilištu Indiana Bloomington.
Do tog vremena Watson se zainteresirao za genetiku i počeo je studirati u Indiani pod vodstvom stručnjaka u ovom području Hermana J. Mellera i bakteriologa Salvadora Lurije. Watson je napisao disertaciju o učinku X-zraka na reprodukciju bakteriofaga (virusa koji inficiraju bakterije) i doktorirao 1950. godine. Stipendija Nacionalnog istraživačkog društva omogućila mu je nastavak istraživanja bakteriofaga na Sveučilištu u Kopenhagenu u Danskoj. Tamo je proučavao biokemijska svojstva DNK bakteriofaga. Međutim, kako se kasnije prisjetio, eksperimenti s fagom počeli su ga opterećivati; želio je saznati više o pravoj strukturi molekula DNK, o kojoj su genetičari tako entuzijastično govorili.

U listopadu 1951 godine, znanstvenik je otišao u Cavendish Laboratory na Sveučilištu Cambridge kako bi zajedno s Kendrewom proučavao prostornu strukturu proteina. Tamo je upoznao Francisa Cricka, (fizičara zainteresiranog za biologiju), koji je u to vrijeme pisao svoju doktorsku disertaciju.
Nakon toga su uspostavili bliske kreativne kontakte. “Bila je to intelektualna ljubav na prvi pogled”, kaže jedan povjesničar znanosti. Unatoč zajedničkim interesima, pogledima na život i stilu razmišljanja, Watson i Crick nemilosrdno su, iako pristojno, kritizirali jedan drugoga. Njihove uloge u ovom intelektualnom duetu bile su različite. "Francis je bio mozak, a ja sam bio osjećaj", kaže Watson

Počevši od 1952., nadovezujući se na rani rad Chargaffa, Wilkinsa i Franklina, Crick i Watson odlučili su pokušati odrediti kemijsku strukturu DNK.

Do pedesetih se znalo da je DNK velika molekula koja se sastoji od nukleotida međusobno povezanih u liniji. Znanstvenici su također znali da je DNK odgovoran za pohranjivanje i nasljeđivanje genetskih informacija. Ostala je nepoznata prostorna struktura ove molekule i mehanizmi po kojima se DNK nasljeđuje od stanice do stanice i od organizma do organizma.

U 1948 Iste godine Linus Pauling otkriva prostornu strukturu drugih makromolekula – proteina. Prikovan za krevet žadom, Pauling je proveo nekoliko sati savijajući papir s kojim je pokušao modelirati konfiguraciju proteinske molekule i izradio model strukture nazvan "alfa spirala".

Prema Watsonovim riječima, nakon ovog otkrića hipoteza o spiralnoj strukturi DNK postala je popularna u njihovom laboratoriju. Watson i Crick surađivali su s vodećim stručnjacima za analizu difrakcije X-zraka, a Crick je uspio gotovo precizno detektirati znakove spirale na slikama dobivenim na ovaj način.

Pauling je također vjerovao da je DNK spirala, štoviše, koja se sastoji od tri niti. Međutim, nije mogao objasniti niti prirodu takve strukture niti mehanizme samodupliciranja DNK za prijenos na stanice kćeri.

Do otkrića dvolančane strukture došlo je nakon što je Maurice Wilkins potajno pokazao Watsonu i Cricku rendgensku snimku molekule DNK koju je snimila njegova suradnica Rosalind Franklin. Na ovoj su slici jasno prepoznali znakove spirale i uputili se u laboratorij da sve provjere na trodimenzionalnom modelu.

U laboratoriju se pokazalo da radionica nije isporučila metalne ploče potrebne za stereo model, a Watson je iz kartona izrezao četiri vrste modela nukleotida - gvanin (G), citozin (C), timin (T) i adenin (A) - i počeo ih slagati na stol. A onda je otkrio da se adenin spaja s timinom, a guanin s citozinom po principu “ključ-brava”. Upravo tako su dva lanca spirale DNK međusobno povezana, odnosno nasuprot timina iz jednog lanca uvijek će biti adenin iz drugog i ništa drugo.

Tijekom sljedećih osam mjeseci, Watson i Crick kombinirali su svoja otkrića s onima koji su već bili dostupni, izvješćujući o strukturi DNK u veljači 1953 godina.

Mjesec dana kasnije, napravili su trodimenzionalni model molekule DNK, napravljen od kuglica, komada kartona i žice.
Prema Crick-Watsonovom modelu, DNK je dvostruka spirala koja se sastoji od dva lanca deoksiriboza fosfata povezanih parovima baza, slično prečkama ljestava. Preko vodikovih veza adenin se spaja s timinom, a gvanin s citozinom.

Možete zamijeniti:

a) sudionici ovog para;

b) bilo koji par na drugi par, a to neće dovesti do poremećaja strukture, iako će imati presudan utjecaj na njegovu biološku aktivnost.

Struktura DNK koju su predložili Watson i Crick savršeno je zadovoljila glavni kriterij, čije je ispunjenje bilo neophodno za molekulu koja je tvrdila da je skladište nasljednih informacija. "Okosnica našeg modela je visoko uređena, a sekvenca parova baza jedino je svojstvo koje može posredovati u prijenosu genetskih informacija", napisali su.
“Naša struktura”, napisali su Watson i Crick, “stoga se sastoji od dva lanca, svaki komplementaran drugom.”

Watson je o otkriću pisao svom šefu Delbrücku, koji je pisao Nielsu Bohru: “Nevjerojatne stvari se događaju u biologiji. Mislim da je Jim Watson napravio otkriće usporedivo s onim što je Rutherford napravio 1911." Vrijedno je podsjetiti da je 1911. Rutherford otkrio atomsku jezgru.

Ovakav raspored omogućio je objašnjenje mehanizama kopiranja DNK: dva lanca spirale se razilaze, a svakom od njih iz nukleotida se dodaje točna kopija njegovog bivšeg "partnera" u spirali. Korištenje istog principa kao ispis pozitiva s negativa na fotografiji.

Iako Rosalind Franklin nije podržavala hipotezu o spiralnoj strukturi DNK, njezine su fotografije imale presudnu ulogu u otkriću Watsona i Cricka.

Kasnije je dokazan model strukture DNK koji su predložili Watson i Crick. I unutra 1962 njihov je rad nagrađen Nobelovom nagradom za fiziologiju ili medicinu "za njihova otkrića na području molekularne strukture nukleinskih kiselina i za određivanje njihove uloge u prijenosu informacija u živoj tvari". Među laureatima nije bila Rosalind Franklin, koja je do tada umrla (od raka 1958.), jer se nagrada ne dodjeljuje posthumno.

yom s Instituta Karolinska rekao je na svečanoj dodjeli nagrada: "Otkriće prostorne molekularne strukture DNK iznimno je važno, jer ocrtava mogućnost razumijevanja do detalja općih i pojedinačnih karakteristika svih živih bića." Engström je primijetio da "dešifriranje dvostruke spiralne strukture dezoksiribonukleinske kiseline s njezinim specifičnim uparivanjem dušičnih baza otvara fantastične mogućnosti za razotkrivanje detalja kontrole i prijenosa genetskih informacija."

https://pandia.ru/text/78/209/images/image004_142.jpg" width="624" height="631 src=">

James Watson pionir je molekularne biologije koji se uz Francisa Cricka i Mauricea Wilkinsa smatra otkrivačem dvostruke spirale DNK. Za svoj su rad 1962. godine dobili Nobelovu nagradu za medicinu.

James Watson: biografija

Rođen u Chicagu, SAD, 6. travnja 1928. godine. Pohađao je školu Horace Mann, a zatim srednju školu South Shore. U dobi od 15 godina upisao se na Sveučilište u Chicagu u sklopu eksperimentalnog programa stipendiranja za nadarenu djecu. Zanimanje za život ptica navelo je Jamesa Watsona na studij biologije, a 1947. stekao je diplomu zoologije. Nakon čitanja značajne knjige Erwina Schrödingera Što je život? prešao je na genetiku.

Nakon što su ga odbili Caltech i Harvard, James Watson dobio je stipendiju za diplomski studij na Sveučilištu Indiana. Godine 1950., za rad o učincima rendgenskog zračenja na razmnožavanje virusa bakteriofaga, dobio je doktorat iz zoologije. Iz Indiane, Watson se preselio u Kopenhagen i nastavio proučavati viruse kao suradnik u Nacionalnom istraživačkom vijeću.

Razotkrijte DNK!

Nakon posjeta njujorškom laboratoriju u Cold Spring Harboru, gdje je pregledao rezultate istraživanja Hersheya i Chasea, Watson se uvjerio da je DNK molekula odgovorna za prijenos genetskih informacija. Postao je fasciniran idejom da bismo, ako bismo razumjeli njegovu strukturu, mogli shvatiti kako se podaci prenose između stanica. Istraživanje virusa više ga nije toliko zanimalo kao ovaj novi smjer.

U proljeće 1951. na konferenciji u Napulju upoznao je Mauricea Wilkinsa. Potonji je pokazao rezultate prvih pokušaja korištenja difrakcije X-zraka za prikaz molekule DNA. Watson, uzbuđen Wilkinsovim podacima, stigao je u Britaniju u jesen. Zaposlio se u Laboratoriju Cavendish, gdje je započeo suradnju s Francisom Crickom.

Prvi pokušaji

U pokušaju da razotkriju molekularnu strukturu DNK, James Watson i Francis Crick odlučili su upotrijebiti pristup temeljen na modelu. Obojica su bili uvjereni da će rješenje njegove strukture igrati ključnu ulogu u razumijevanju prijenosa genetskih informacija od roditeljskih do kćeri stanica. Biolozi su shvatili da bi otkriće strukture DNK bilo veliki znanstveni pomak. Istodobno, bili su svjesni postojanja konkurencije među drugim znanstvenicima, poput Linusa Paulinga.

Crick i James Watson s velikim su poteškoćama modelirali DNK. Nitko od njih nije imao iskustvo u kemiji, pa su koristili standardne udžbenike kemije za izrezivanje kartonskih konfiguracija kemijskih veza. Gostujući student diplomskog studija primijetio je da su, prema novim podacima koji nisu u knjigama, neke od njegovih kartonskih kemijskih veza korištene obrnuto. Otprilike u isto vrijeme, Watson je prisustvovao predavanju Rosalind Franklin na obližnjem King's Collegeu. Očito nije slušao baš pažljivo.

Neoprostiva greška

Kao rezultat pogreške, prvi pokušaj znanstvenika da naprave model DNK nije uspio. James Watson i Francis Crick konstruirali su trostruku spiralu s dušikovom bazom na vanjskoj strani strukture. Kada su model predstavili svojim kolegama, Rosalind Franklin ga je oštro kritizirala. Rezultati njezina istraživanja jasno su pokazali postojanje dvaju oblika DNK. Onaj vlažniji odgovarao je onom koji su Watson i Crick pokušavali izgraditi, ali su stvorili DNK model bez prisutne vode. Franklin je primijetila da bi se dušične baze nalazile unutar molekule, ako bi se njezin rad ispravno protumačio. Osjećajući se posramljenim takvim javnim neuspjehom, direktor Laboratorija Cavendish preporučio je istraživačima da odustanu od svog pristupa. Znanstvenici su službeno prešli na druga područja, ali privatno su nastavili razmišljati o problemu DNK.

Otkriće špijuna

Wilkins, koji je radio na King's Collegeu s Franklinom, bio je u osobnom sukobu s njom. Rosalind je bila toliko nesretna da je odlučila svoje istraživanje preseliti negdje drugdje. Nije jasno kako, ali Wilkins je dobila jednu od svojih najboljih rendgenskih slika molekule DNK. Možda mu ga je čak i sama dala dok je čistila ured. No sigurno je da je sliku bez Franklinova dopuštenja iznio iz laboratorija i pokazao je svom prijatelju Watsonu u Cavendishu. Kasnije je u svojoj knjizi “The Double Helix” napisao da mu je u trenutku kada je ugledao fotografiju vilica pala i puls se ubrzao. Sve je bilo nevjerojatno jednostavnije od A-forme dobivene ranije. Štoviše, crni križ odraza koji je dominirao fotografijom mogao je nastati samo iz spiralne strukture.

Dobitnik Nobelove nagrade

Biolozi su iskoristili nove podatke za izradu modela dvolančane spirale s dušikovim bazama u A-T i C-G parovima u središtu. Ovo uparivanje odmah je sugeriralo Cricku da bi jedna strana molekule mogla poslužiti kao predložak za precizno ponavljanje sekvenci DNK za prijenos genetskih informacija tijekom stanične diobe. Ovaj drugi, uspješan model predstavljen je u veljači 1951. U travnju 1953. objavili su svoja otkrića u časopisu Nature. Članak je izazvao senzaciju. Watson i Crick otkrili su da DNK ima oblik dvostruke spirale ili "spiralnog stubišta". Dva lanca u njemu bila su odvojena poput "munje" i reproducirala dijelove koji nedostaju. Stoga je svaka molekula deoksiribonukleinske kiseline sposobna stvoriti dvije identične kopije.

Skraćenica DNA i elegantni model dvostruke spirale postali su poznati u cijelom svijetu. Watson i Crick također su postali poznati. Njihovo otkriće revolucioniralo je proučavanje biologije i genetike, omogućivši tehnike genetskog inženjeringa koje se koriste u modernoj biotehnologiji.

Rad Nature doveo je do Nobelove nagrade koja je dodijeljena njima i Wilkinsu 1962. godine. Pravila Švedske akademije dopuštaju dodjelu najviše tri znanstvenika. Rosalind Franklin umrla je od raka jajnika 1958. Wilkins ju je usput spomenuo.

Godine kada je dobio Nobelovu nagradu, Watson je oženio Elizabeth Lewis. Imali su dva sina: Rufusa i Duncana.

Nastavak rada

James Watson nastavio je raditi s mnogim drugim znanstvenicima tijekom 1950-ih. Njegov genij leži u njegovoj sposobnosti da koordinira rad različitih ljudi i kombinira njihove rezultate kako bi stvorio nove zaključke. Godine 1952. upotrijebio je rotirajuću rendgensku anodu da demonstrira spiralnu strukturu virusa mozaika duhana. Od 1953. do 1955. god Watson je surađivao sa znanstvenicima s Kalifornijskog instituta za tehnologiju na modeliranju strukture RNK. Od 1955. do 1956. god ponovno je radio s Crickom na otkrivanju principa strukture virusa. Godine 1956. preselio se na Harvard, gdje je istraživao RNA i sintezu proteina.

Skandalozna kronika

Godine 1968. objavljena je kontroverzna knjiga o DNK, čiji je autor James Watson. "The Double Helix" je bio pun pogrdnih komentara i osvetoljubivih opisa mnogih ljudi koji su bili uključeni u otkriće, posebno Rosalind Franklin. Zbog toga je Harvard Press odbio objaviti knjigu. Ipak, djelo je objavljeno i doživjelo veliki uspjeh. U kasnijem izdanju, Watson se ispričao zbog svog odnosa prema Franklin, rekavši da nije bio svjestan pritisaka s kojima se suočavala kao istraživačica 1950-ih. Najveću dobit ostvario je objavljivanjem dvaju udžbenika - “Molekularna biologija gena” (1965.) i “Molekularna biologija stanice i rekombinantna DNA” (dopunjeno izdanje 2002.), koji su još uvijek rasprodani. Godine 2007. objavio je svoju autobiografiju, Izbjegavaj dosadne ljude. Životne lekcije u znanosti."

James Watson: doprinos znanosti

Godine 1968. postao je direktor laboratorija Cold Spring Harbor. U to je vrijeme institut bio u financijskim poteškoćama, no Watson je bio vrlo uspješan u pronalaženju donatora. Ustanova kojoj je na čelu postala je vodeća u svijetu po razini rada na području molekularne biologije. Njegovi zaposlenici otkrili su prirodu raka i po prvi put otkrili njegove gene. Svake godine više od 4000 znanstvenika iz cijelog svijeta dolazi u Cold Spring Harbor, a takav je dubok utjecaj Instituta za međunarodna genetička istraživanja.

Godine 1990. Watson je imenovan direktorom Projekta ljudskog genoma pri Nacionalnom institutu za zdravlje. Iskoristio je svoje sposobnosti prikupljanja sredstava kako bi nastavio projekt do 1992. Otišao je zbog sukoba oko patentiranja genetskih informacija. James Watson je smatrao da bi to samo ometalo istraživanje znanstvenika koji rade na projektu.

Kontroverzne izjave

Njegov boravak u Cold Harboru završio je naglo. 14. listopada 2007., na putu za konferenciju u Londonu, upitali su ga o svjetskim događajima. James Watson, svjetski poznati znanstvenik, odgovorio je da je sumoran u pogledu perspektive Afrike. Prema njegovim riječima, sva moderna socijalna politika temelji se na činjenici da je inteligencija njezinih stanovnika jednaka inteligenciji ostalih, no rezultati testiranja pokazuju da to nije tako. Nastavio je svoju misao s idejom da napredak u Africi koči loš genetski materijal. Javno negodovanje protiv ove primjedbe natjeralo je Cold Spring Harbor da zatraži njegovu ostavku. Znanstvenik se kasnije ispričao i povukao svoje primjedbe, rekavši da "za to nema znanstvene osnove". U svom oproštajnom govoru izrazio je svoju viziju da je "konačna pobjeda (nad rakom i mentalnim bolestima) nadohvat ruke".

Unatoč tim neuspjesima, genetičar James Watson i danas iznosi kontroverzne tvrdnje. U rujnu 2013., na skupu o znanosti o mozgu na Allenovom institutu u Seattleu, ponovno je dao kontroverznu izjavu o svom uvjerenju da bi povećanje dijagnoza nasljednih bolesti moglo biti povezano s kasnijim rađanjem djece. "Što ste stariji, veća je vjerojatnost da ćete imati defektne gene", rekao je Watson, također sugerirajući da bi se genetski materijal trebao prikupljati od osoba mlađih od 15 godina kako bi zatrudnjeli in vitro oplodnjom. Prema njegovu mišljenju, time bi se smanjile šanse da se roditeljima upropasti život rođenjem djeteta s tjelesnim ili psihičkim poteškoćama.

James Dewey Watson - američki biokemičar. Rođen 6. travnja 1928. u Chicagu, Illinois. Bio je jedino dijete biznismena Jamesa D. Watsona i Jean (Mitchell) Watson. U rodnom gradu dječak je stekao osnovno i srednje obrazovanje. Ubrzo se pokazalo da je James neobično nadareno dijete te su ga pozvali da gostuje u radijskoj emisiji “Kvizovi za djecu”. Nakon samo dvije godine srednje škole, Watson je 1943. godine dobio stipendiju za pohađanje eksperimentalnog četverogodišnjeg koledža na Sveučilištu u Chicagu, gdje se zainteresirao za studij ornitologije. Nakon što je 1947. godine diplomirao na sveučilištu s diplomom prvostupnika znanosti, nastavio je školovanje na Sveučilištu Indiana Bloomington.

Rođen u Chicagu, Illinois. U dobi od 15 godina upisao je Sveučilište u Chicagu, koje je diplomirao četiri godine kasnije. Godine 1950. doktorirali su na Sveučilištu Indiana za proučavanje virusa. U to vrijeme, Watson se zainteresirao za genetiku i počeo studirati u Indiani pod vodstvom stručnjaka u ovom području, G.D. Meller i bakteriolog S. Luria. Godine 1950. mladi je znanstvenik stekao titulu doktora filozofije za disertaciju o učinku X-zraka na razmnožavanje bakteriofaga (virusa koji inficiraju bakterije). Stipendija Nacionalnog istraživačkog društva omogućila mu je nastavak istraživanja bakteriofaga na Sveučilištu u Kopenhagenu u Danskoj. Tamo je proučavao biokemijska svojstva DNK bakteriofaga. Međutim, kako se kasnije prisjećao, eksperimenti s bakteriofagom počeli su ga opterećivati; želio je saznati više o pravoj strukturi molekula DNK, o čemu su genetičari tako entuzijastično govorili. Njegov posjet Laboratoriju Cavendish 1951. doveo je do suradnje s Francisom Crickom koja je kulminirala otkrićem strukture DNK.

U listopadu 1951. znanstvenik je otišao u Cavendish Laboratory na Sveučilištu u Cambridgeu kako bi proučavao prostornu strukturu proteina zajedno s D.K. Kendrew. Tamo je upoznao Cricka, fizičara koji se zanimao za biologiju iu to je vrijeme pisao svoju doktorsku disertaciju.

“Bila je to intelektualna ljubav na prvi pogled”, kaže jedan povjesničar znanosti. "Njihovi znanstveni pogledi i interesi najvažnije su pitanje koje treba riješiti ako ste biolog." Unatoč zajedničkim interesima, pogledima na život i stilu razmišljanja, Watson i Crick nemilosrdno su, iako pristojno, kritizirali jedan drugoga. Njihove uloge u ovom intelektualnom duetu bile su različite. "Francis je bio mozak, a ja sam bio osjećaj", kaže Watson.

Počevši od 1952., nadovezujući se na rani rad Chargaffa, Wilkinsa i Franklina, Crick i Watson odlučili su pokušati odrediti kemijsku strukturu DNK.

Podsjećajući na stav velike većine tadašnjih biologa prema DNK, Watson je napisao: “Nakon Averyjevih eksperimenata, činilo se da je DNK glavni genetski materijal. Stoga bi razumijevanje kemijske strukture DNK moglo biti važan korak prema razumijevanju načina na koji se geni reproduciraju. Ali za razliku od proteina, bilo je vrlo malo kemijskih informacija koje su bile precizno utvrđene o DNK. Malo je kemičara radilo na tome, a osim činjenice da su nukleinske kiseline vrlo velike molekule izgrađene od manjih građevnih blokova zvanih nukleotidi, nije bilo ništa poznato o njihovoj kemiji što bi genetičar mogao shvatiti. Štoviše, organski kemičari koji su radili s DNK gotovo nikad nisu bili zainteresirani za genetiku.”

Američki znanstvenici pokušali su objediniti sve dosad dostupne informacije o DNK, fizikalno-kemijske i biološke. Kako piše V.N Soifer: „Watson i Crick analizirali su podatke rendgenske difrakcijske analize DNA, usporedili ih s rezultatima kemijskih istraživanja omjera nukleotida u DNA (Chargaffova pravila) i primijenili ideju L. Paulinga o mogućnosti postojanja spiralni polimeri, koje je izrazio u odnosu na proteine, na DNA. Kao rezultat toga, uspjeli su predložiti hipotezu o strukturi DNK, prema kojoj je DNK sastavljena od dva polinukleotidna lanca povezana vodikovim vezama i međusobno upletena u odnosu na drugi. Hipoteza Watsona i Cricka tako je jednostavno objasnila većinu misterija o funkcioniranju DNK kao genetske matrice da su je genetičari doslovno odmah prihvatili i eksperimentalno dokazali u kratkom vremenu.”

Na temelju toga Watson i Crick predložili su sljedeći model DNK:

1. Dvije niti u strukturi DNK upletene su jedna oko druge i tvore desnu spiralu.

2. Svaki lanac sastoji se od redovito ponavljajućih ostataka šećera fosforne kiseline i deoksiriboze. Na ostatke šećera vezane su dušične baze (po jedna za svaki ostatak šećera).

3. Lanci su međusobno fiksirani vodikovim vezama koje povezuju parove dušičnih baza. Kao rezultat toga, ispada da se ostaci fosfora i ugljikohidrata nalaze na vanjskoj strani spirale, a baze se nalaze unutar nje. Baze su okomite na osi lanaca.

4. Postoji pravilo odabira za uparivanje baza. Purinska baza može se spojiti s pirimidinskom bazom, štoviše, timin se može spojiti samo s adeninom, a gvanin s citozinom...

5. Možete zamijeniti: a) sudionike ovog para; b) bilo koji par na drugi par, a to neće dovesti do poremećaja strukture, iako će imati presudan utjecaj na njegovu biološku aktivnost.

“Naša struktura”, napisali su Watson i Crick, “stoga se sastoji od dva lanca, svaki komplementaran drugom.”

U veljači 1953. Crick i Watson objavili su strukturu DNK. Mjesec dana kasnije, napravili su trodimenzionalni model molekule DNK, napravljen od kuglica, komada kartona i žice.

Model je omogućio drugim istraživačima da jasno vizualiziraju replikaciju DNK. Dva se lanca molekule odvajaju na mjestima vodikovih veza, poput otvora patentnog zatvarača, nakon čega se sintetizira novi na svakoj polovici stare molekule DNA. Niz baza djeluje kao predložak ili obrazac za novu molekulu.

Crick i Watson dovršili su model DNK 1953., a devet godina kasnije, zajedno s Wilkinsom, dobili su 1962. Nobelovu nagradu za fiziologiju i medicinu "za svoja otkrića koja se tiču molekularne strukture nukleinskih kiselina i njihove važnosti za prijenos informacija u životu sustavi." Maurice Wilkins - Njegovi eksperimenti s difrakcijom X-zraka pomogli su u utvrđivanju dvolančane strukture DNK. Rosalind Franklin (1920–58), čiji su doprinos otkriću strukture DNK mnogi smatrali vrlo značajnim, nije dobila Nobelovu nagradu jer nije doživjela to vrijeme.

Saževši podatke o fizikalnim i kemijskim svojstvima DNA i analizirajući rezultate M. Wilkinsa i R. Franklina o raspršenju X-zraka na kristalima DNA, J. Watson i F. Crick 1953. izgradili su model trostrukog dimenzionalnu strukturu ove molekule. Načelo komplementarnosti lanaca u dvolančanoj molekuli koje su predložili bilo je od iznimne važnosti. J. Watson ima hipotezu o polukonzervativnom mehanizmu replikacije DNA. Godine 1958.-1959 J. Watson i A. Tissier proveli su istraživanja bakterijskih ribosoma koja su postala klasična. Poznat je i rad znanstvenika na proučavanju strukture virusa. Godine 1989.-1992 J. Watson vodio je međunarodni znanstveni program "Ljudski genom".

Watson i Crick otkrili su strukturu deoksiribonukleinske kiseline (DNK), tvari koja sadrži sve nasljedne informacije.

Do pedesetih se znalo da je DNK velika molekula koja se sastoji od tisuća malih molekula četiri različite vrste koje su međusobno povezane u niz - nukleotidi. Znanstvenici su također znali da je DNK odgovoran za pohranjivanje i nasljeđivanje genetskih informacija, slično tekstu napisanom četveroslovnom abecedom. Ostala je nepoznata prostorna struktura ove molekule i mehanizmi po kojima se DNK nasljeđuje od stanice do stanice i od organizma do organizma.

Godine 1948. Linus Pauling otkrio je prostornu strukturu drugih makromolekula - proteina - i stvorio model strukture nazvan "alfa spirala".

Iako Franklin nije podržavala hipotezu o spiralnoj strukturi DNK, njezine su fotografije imale presudnu ulogu u otkriću Watsona i Cricka. Rosalind nije doživjela nagradu koju su dobili Wilkins, Watson i Crick.

Očito je da je otkriće prostorne strukture DNK napravilo revoluciju u svijetu znanosti i za sobom povuklo čitav niz novih otkrića bez kojih je nemoguće zamisliti ne samo modernu znanost, nego i suvremeni život uopće.

Šezdesetih godina prošlog stoljeća u potpunosti je potvrđena Watsonova i Crickova pretpostavka o mehanizmu replikacije (udvostručavanja) DNA. Osim toga, pokazalo se da u tom procesu sudjeluje poseban protein, DNA polimeraza.

Otprilike u isto vrijeme dolazi do još jednog važnog otkrića - genetskog koda. Kao što je gore spomenuto, DNK sadrži informacije o svemu što je naslijeđeno, uključujući linearnu strukturu svakog proteina u tijelu. Proteini su, poput DNK, dugi molekularni lanci aminokiselina. Prema tome, bilo je nejasno kako se "jezik" DNK, koji se sastoji od abecede od četiri slova, prevodi na "jezik" proteina, koji koristi 20 "slova".

Ispostavilo se da kombinacija tri DNA nukleotida jasno odgovara jednoj od 20 aminokiselina. I tako se ono što je “zapisano” na DNK nedvosmisleno prevodi u protein.

Sedamdesetih godina pojavljuju se još dvije važne metode, temeljene na otkriću Watsona i Cricka. Ovo je sekvenciranje i dobivanje rekombinantne DNA. Sekvenciranje vam omogućuje "čitanje" slijeda nukleotida u DNK. Upravo na ovoj metodi temelji se cijeli program Human Genome.

Dobivanje rekombinantne DNA inače se naziva molekularno kloniranje. Suština ove metode je da se fragment koji sadrži određeni gen umetne u molekulu DNK. Tako se primjerice dobivaju bakterije koje sadrže gen za ljudski inzulin. Tako dobiveni inzulin nazivamo rekombinantnim. Svi “genetski modificirani proizvodi” stvoreni su istom metodom.

Paradoksalno, reproduktivno kloniranje, o kojem sada svi pričaju, pojavilo se prije nego što je otkrivena struktura DNK. Jasno je da sada znanstvenici koji provode takve pokuse aktivno koriste rezultate otkrića Watsona i Cricka. No, u početku se metoda nije temeljila na tome.

Sljedeći važan korak u znanosti bio je razvoj lančane reakcije polimeraze osamdesetih godina. Ova tehnologija koristi se za brzu "reprodukciju" željenog fragmenta DNK i već je pronašla mnoge primjene u znanosti, medicini i tehnologiji. U medicini se PCR koristi za brzo i precizno dijagnosticiranje virusnih bolesti. Ako masa DNK dobivena analizom pacijenta sadrži gene koje je donio virus, čak iu minimalnoj količini, tada ih je pomoću PCR-a moguće "umnožiti" i zatim lako identificirati.

A.V. Engström s Instituta Karolinska rekao je na ceremoniji dodjele nagrada: "Otkriće prostorne molekularne strukture ... DNK je izuzetno važno jer ocrtava mogućnost razumijevanja do detalja općih i pojedinačnih karakteristika svih živih bića." Engström je primijetio da "razotkrivanje dvostruke spiralne strukture deoksiribonukleinske kiseline s njezinim specifičnim uparivanjem dušičnih baza otvara fantastične mogućnosti za razotkrivanje detalja kontrole i prijenosa genetskih informacija."

U 62. godini prošlog stoljeća mladi znanstvenici Watson, Francis Crick i Maurice Wilkins dobili su željenu Nobelovu nagradu - svijetu se pojavio "kod života", genetski kod DNK: istraživači su otkrili da DNK ima strukturu dvostruke spirale, poput spiralno stubište u kolibama - a to je Takva naizgled jednostavna struktura, kako je grupa tada samo vjerovala, omogućuje stanicama tijela da se dijele, pohranjuju i prenose akumulirane genetske informacije tijekom vremena...

Nedavno je James Watson posjetio Moskvu...i između ostalog u susretu s novinarima osobno podijelio zanimljiva zapažanja iz svog života...

10 općenito jednostavnih pravila koja pomažu da tijelo i intelekt ne budu potrošeni u Kristovoj ruci – da ostanu korisno učinkoviti; a Watson ih pokušava ne zaboraviti:

10 važnih životnih pravila Jamesa Watsona

Ovo izgleda kao čudna izjava:

1. "Nemojte se svađati s velikim dečkima i psima."

znanstvenik komentira:

“...to sam napisao u svojoj knjizi “Izbjegnite dosadu.” I uvijek sam se trudio pridržavati se tog životnog pravila: jednostavno se ne petljati u one stvari u kojima očito ne možeš pobijediti.

Jednom riječju, ne treba gubiti vrijeme, trud i živce da na kraju ostanete razočarani”...

Osobno sam se iz nekog razloga odmah sjetio razgovora na društvenim mrežama - na Facebooku, na primjer - gdje, u principu, "pobijediti" u nekakvom razgovoru nije realno. Međutim, vrlo je moguće dobiti mnogo razočaranja.

2. Ne ustručavajte se tražiti pomoć i ne gubite vrijeme očekujući da će “doći i dati sve”.

“Ne morate sjediti u kutu, plakati i pokušavati dokazati cijelom svijetu da možete sve”, kaže nobelovac James Watson. “Važnije je brzo riješiti problem uz nečiju pomoć nego ga polako rješavati sam.”

Ali što je s M.A. Bulgakova, pitamo?? "... sami će ponuditi, i sami će dati sve...» ?

Odgovor je jednostavan: ...postoji misticizam... a ovdje je znanost i kapitalizam temeljno relevantnog znanja))

Ali ozbiljno, ovo je natjecanje (a možda čak i zdravo) jer je određeno aktivnošću.

No, češće se događa da će - bez obzira na sve, tražiti pomoć, bez obzira na sve - radije izabrati i dati jamca nego bliskog rođaka!

Ali sva ta vremena prijevare brzo završe: jer nemaju logike, postojanosti, a samim tim ni mogućnosti za bilo kakav dug život uopće...

3. Slušajte samo savjete ljudi koji imaju vlastito iskustvo po ovom pitanju.

“Tražite briljantne prijatelje, stručnjake od kojih možete nešto naučiti.

Uvijek sam bio okružen ljudima koje sam smatrao pametnijima od sebe. I bio sam sretan: možete im postaviti pitanje, a oni će odgovoriti.”

Strogo slijedeći to pravilo - da bi se približio "pametnim ljudima" - James Watson je otprilike 51. godine istog prošlog stoljeća počeo raditi na Sveučilištu Cambridge sa svojim kolegom (iako fizičarom) Francisom Crickom, koji je također bio " zanimaju sva važna pitanja» da nema mokraće trebalo je nekoga pitati... nije preostalo ništa nego pronaći optuženog istomišljenika...

A već negdje u 53. godini od rođenja prošlog stoljeća zajedno su objavili najpoznatiju svjetsku znanstvenu koncepciju o spiralnoj strukturi DNK.

4. Bez licemjerja u odnosima s drugima.

Znanstvenik misli ovako: “Ili reci istinu ili ništa.

U isto vrijeme, morate znati kada prestati s ovim principom: javno kritizirati nekoga tko odlučuje o vašoj sudbini nije prava odluka.”

Ovo je kontroverzna izjava... i suzdržat ću se od komentara: dobro, osim ako ne zavidim profesorovoj lirskoj izdržljivosti...

Watson vjerojatno niti ne piše poeziju, ali uzalud (na moj lirski način) - trebali bi je čitati! Ljudi jako poštuju pastoralne ode kojekakvih laureata: profesora, akademika, slavnih domaćica (što je općenito razumno, iako besmisleno) ... ali onih pravih! piita, da je slučajno na trgu sa svojom svitkom... pustili bi skitnicu preko neravnina! kažu, budala bez diplome i pameti započinje duševne pjesme, a srce mu škraba..! ...I harfa će se rasplamsati na pločniku, a sam genije teško će odnijeti glavu i noge...

A evo i dokaza:

5. Čitajte knjige što više!

“Moje djetinjstvo bilo je na vrhuncu Velike depresije u SAD-u, nismo imali mnogo raznolikosti na stolu, ali knjige su uvijek bile glavni luksuz u kući,- prisjeća se Watson. — Kao i moji roditelji, puno čitam. Volio je Dostojevskog, Tolstoja, Turgenjeva. U školi smo više čitali takve knjige nego udžbenike; to je bila posebna vrsta obrazovanja. A onda sam se uvjerio: velike knjige rađaju nove ideje! ...o čemu vas izvještavam,— tiho se nasmiješio profesor.

Primjerice, kada sam pokušao analizirati razloge svog uspjeha, shvatio sam da je to znanje”, kaže autor najvažnijeg otkrića u povijesti čovječanstva. — Naravno, za iskorake su potrebne ideje, ali njihova osnova, njihov temelj je znanje. A da biste stekli znanje, morate što više čitati.

Knjige su mi cijeli život bile glavni sugovornik. I moj partner Crick (objašnjenje: suotkrivač spirale...) također je stalno čitao. Sada svaki dan provedem najmanje 3-4 sata čitajući knjige.”

Trećina radnog dana prolazi čitajući knjige – međutim!

Postat ću i knjižničar, jer sada nigdje drugdje nećete biti tako blizu polica s knjigama)

6. Ideje su uvijek važnije od činjenica – zapamtite ovo dok studirate i radite.

“U većini slučajeva ljude zanima ŠTO se dogodilo, ali zapravo je važno razumjeti ZAŠTO se to dogodilo”, kaže nobelovac James Watson. — Razmišljanje, analiziranje, rad s činjenicama, a ne njihovo pamćenje/opisivanje - to je glavna stvar i u učenju iu poslu. Upamtite da je ideja uvijek važnija od činjenice.”

7. Ne možete koristiti načelo predostrožnosti - ograničiti nešto prije roka (osim slučajeva očitog gubitka iz pravila 1); kretanje naprijed je nemoguće bez rizika.

Zanimljiva misao:

“Samo rizik omogućuje razvoj, napredovanje u ljudskoj civilizaciji! - inače Gagarin ne bi letio u svemir, a Kolumbo ne bi preletio Atlantik i otkrio Ameriku. Prvo pokušajte, a ako vidite stvarnu prijetnju, onda uvedite razumna ograničenja.”— ovo je mišljenje profesora o nekim od vladinih ograničenja istraživanja.

No, ovaj neočekivani odgovor znanstvenik je dao na pitanje kako je on, neprestano uronjen u posao (još uvijek ronilac u ponoru kaosa mora), putujući svijetom... uspio spasiti svoju obitelj - zajedno s njegova supruga Elizabeth Levy su od 1968. godine (a to je već ozbiljno pola stoljeća) i par ima dva sina:

8. Razmišljajte o tome kako riješiti goruće probleme i nemojte se fokusirati na obiteljske odnose.

“Stalno ne razmišljam o svojoj obitelji, nego o budućnosti, o tome kako riješiti probleme, a moja žena piše dobre knjige”— samouvjereno je zaključio učeni suprug: pa, zapravo, zato je muž ovdje!

9. Težite zdravoj dugovječnosti.

“Stvarno bih volio doživjeti 100 ili više godina, jer je vrlo zanimljivo što će se dogoditi u znanosti, koja će se druga otkrića dogoditi – ali ja, naravno, ne želim biti bolestan i slab.”

Profesor Watson sada radi na razvoju za liječenje neurodegenerativnih bolesti i raka, a njegovi kolege iz cijelog svijeta rade na tehnologijama za usporavanje starenja smrtnog ljudskog tijela kako bi se potpuno spriječile teške bolesti povezane sa starenjem.

Pokazalo se da je otkriće postojanja duplicirane spirale DNK prekretnica u biologiji. Napravili su ga Englez Francis Crick i Amerikanac James Watson. Godine 1962. znanstvenici su dobili Nobelovu nagradu.

Smatraju se među najpametnijim ljudima na planeti. Crick je napravio mnoga otkrića u raznim područjima, ne ograničavajući se samo na genetiku. Watson se proslavio nizom izjava, no to ga više karakterizira kao izuzetnu osobu.

Djetinjstvo

Francis Crick rođen je 1916. u Northamptonu u Engleskoj. Otac mu je bio uspješan poslovni čovjek i vlasnik tvornice cipela. Išao je u redovnu srednju školu. Nakon rata prihodi obitelji značajno su se smanjili, glava je odlučila preseliti obitelj u London. Francis je završio školu Mill Hill, gdje su ga zanimale matematika, fizika i kemija. Kasnije je studirao na Sveučilišnom koledžu u Londonu i priznata mu je diploma znanosti.

Tada je njegov budući kolega, James Watson, rođen na drugom kontinentu. Od djetinjstva se razlikovao od obične djece, već tada su Jamesu predviđali svijetlu budućnost. Rođen je u Chicagu 1928. godine. Roditelji su ga okruživali ljubavlju i radošću.

Učiteljica u prvom razredu primijetila je da je njegova inteligencija neprimjerena njegovoj dobi. Nakon 3. razreda sudjelovao je u intelektualnom kvizu za djecu na radiju. Watson je pokazao nevjerojatne sposobnosti. Kasnije će biti pozvan na četverogodišnje Sveučilište u Chicagu, gdje će se zainteresirati za ornitologiju. Nakon što je diplomirao, mladić odlučuje nastaviti studij na Sveučilištu Bloomington u Indiani.

Interes za znanost

Na Sveučilištu Indiana, Watson proučava genetiku i privlači pozornost biologa Salvadora Laurije i briljantnog genetičara J. Moellera. Rezultat suradnje bila je disertacija o djelovanju X-zraka na bakterije i viruse. Nakon briljantne obrane James Watson postao je doktor znanosti.

Daljnja istraživanja bakteriofaga odvijat će se u dalekoj Danskoj – na Sveučilištu u Kopenhagenu. Znanstvenik aktivno radi na sastavljanju modela DNK i proučavanju njegovih svojstava. Kolega mu je talentirani biokemičar Herman Kalkar. No, sudbonosni susret s Francisom Crickom dogodit će se na Sveučilištu Cambridge. Ambiciozni znanstvenik Watson, koji ima samo 23 godine, pozvat će Francisa u svoj laboratorij da zajedno rade.

Prije Drugog svjetskog rata, Crick je proučavao viskoznost vode u različitim stanjima. Kasnije je morao raditi za Odjel mornarice - razvijajući mine. Prekretnica će biti čitanje knjige E. Schrödingera. Autorove ideje potaknule su Franju na studij biologije. Od 1947. radio je u laboratoriju u Cambridgeu, proučavajući difrakciju x-zraka, organsku kemiju i biologiju. Njegov vođa bio je Max Perutz, koji proučava strukturu proteina. Crick razvija interes za određivanje kemijske osnove genetskog koda.

dekodiranje DNA

U proljeće 1951. održan je simpozij u Napulju, gdje je James upoznao engleskog znanstvenika Mauricea Wilkinsa i istraživačicu Rosalyn Franklin, koji su također provodili analizu DNK. Utvrdili su da je struktura ćelije slična spiralnom stubištu – ima dvostruki spiralni oblik. Njihovi eksperimentalni podaci potaknuli su Watsona i Cricka na daljnja istraživanja. Odlučuju odrediti sastav nukleinskih kiselina i traže potrebna sredstva - potporu Nacionalnog društva za proučavanje dječje paralize.

James Watson

Godine 1953. izvijestit će svijet o strukturi DNK i predstaviti dovršeni model molekule.

Za samo 8 mjeseci dvoje briljantnih znanstvenika rezimirat će rezultate svojih eksperimenata s dostupnim podacima. Za mjesec dana od loptica i kartona bit će izrađen trodimenzionalni model DNK.

Ovo otkriće objavio je Lawrence Bragg, direktor laboratorija Cavendish, na belgijskoj konferenciji 8. travnja. Ali važnost otkrića nije odmah prepoznata. Tek 25. travnja, nakon objave članka u znanstvenom časopisu Nature, biolozi i drugi laureati istinski su procijenili vrijednost novih spoznaja. Događaj se smatrao najvećim otkrićem stoljeća.

Godine 1962. Englezi Wilkins i Crick te Amerikanac Watson bili su nominirani za Nobelovu nagradu za medicinu. Nažalost, Rosalind Franklin je umrla prije 4 godine i nije bila među kandidatima. Oko toga je nastao veliki skandal, budući da je manekenka koristila podatke iz Franklinovih eksperimenata, iako nije dala službeno dopuštenje. Crick i Watson blisko su surađivali s njezinim partnerom Wilkinsom, a sama Rosalind nije do kraja života shvatila važnost svojih eksperimenata za medicinu.

Za njegovo otkriće Watsonu je podignut spomenik u New Yorku. Wilkins i Crick nisu dobili tu čast jer nisu imali američko državljanstvo.

Karijera

Nakon otkrića strukture DNK, Watson i Crick su se razišli. James je postao viši član odjela za biologiju na Kalifornijskom sveučilištu, a kasnije i profesor. Godine 1969. ponuđeno mu je da vodi Long Island Laboratory of Molecular Biology. Znanstvenik odbija raditi na Harvardu, gdje je radio od 1956. godine. Ostatak života posvetit će neurobiologiji, proučavanju utjecaja virusa i DNK na rak. Pod vodstvom znanstvenika, laboratorij je dosegao novu razinu kvalitete istraživanja, a njegova su se sredstva značajno povećala. Gold Spring Harbor postao je vodeći svjetski centar za proučavanje molekularne biologije. Od 1988. do 1992. Watson je aktivno sudjelovao u brojnim projektima proučavanja ljudskog genoma.

Nakon međunarodnog priznanja, Crick je postao voditelj biološkog laboratorija u Cambridgeu. Godine 1977. preselio se u San Diego, u Kaliforniji, kako bi proučavao mehanizme snova i vizije.

Francis Creek

Godine 1983. s matematičarem Gr. Mitchisona, sugerirao je: snovi su sposobnost mozga da se oslobodi beskorisnih i pretjeranih asocijacija koje su se nakupile tijekom dana. Znanstvenici su snove nazvali načinom sprječavanja preopterećenja živčanog sustava.

Godine 1981. objavljena je knjiga Francisa Cricka “Life as It Is: Its Origin and Nature” u kojoj autor spekulira o podrijetlu života na Zemlji. Prema njegovoj verziji, prvi stanovnici planeta bili su mikroorganizmi iz drugih svemirskih objekata. To objašnjava sličnost genetskog koda svih živih bića. Znanstvenik je 2004. preminuo od onkologije. Kremiran je, a njegov pepeo razasut po Tihom oceanu.

Francis Creek

Godine 2004. Watson je postao rektor, ali je 2007. morao dati ostavku na to mjesto zbog govora o genetskoj povezanosti podrijetla (rase) i razine inteligencije. Znanstvenik voli provokativno i uvredljivo komentirati rad svojih kolega, a Franklin nije bio iznimka. Neke su izjave doživljene kao napadi na pretile osobe i homoseksualce.

Godine 2007. Watson je objavio svoju autobiografiju Avoid Boring. 2008. godine održao je javno predavanje na Moskovskom državnom sveučilištu. Watsona nazivaju prvom osobom s potpuno dešifriranim genomom. Znanstvenik trenutno radi na pronalaženju gena odgovornih za mentalne bolesti.

Crick i Watson otvorili su nove mogućnosti za razvoj medicine. Nemoguće je precijeniti značaj njihove znanstvene djelatnosti.

Važna nam je relevantnost i pouzdanost informacija. Ako pronađete pogrešku ili netočnost, javite nam. Istaknite grešku i pritisnite tipkovni prečac Ctrl+Enter .