Strona główna » odkrycia » Odkrycie struktury DNA ciekawostki

Odkrycie struktury DNA ciekawostki

25 kwietnia 1953 roku opublikowano przełomowe odkrycie dotyczące struktury DNA, które na zawsze zmieniło biologię i medycynę. Model podwójnej helisy pozwolił zrozumieć, w jaki sposób przekazywana jest informacja genetyczna między pokoleniami.

Data publikacji
Historyczna publikacja opisująca precyzyjną strukturę podwójnej helisy ukazała się w prestiżowym czasopiśmie Nature 25 kwietnia 1953 roku.
Skradziony dowód
Przełomowe Zdjęcie 51 wykonane metodą krystalografii rentgenowskiej wcale nie należało do oficjalnych odkrywców. Zrobiła je wybitna badaczka Rosalind Franklin. Jej bliski współpracownik (Maurice Wilkins) potajemnie pokazał tę fotografię rywalom bez jej wiedzy, co przyspieszyło ich prace nad modelem.
Pomyłka noblisty
Linus Pauling opublikował własny model kwasu nukleinowego na krótko przed Watsonem i Crickiem. Zakładał on całkowicie błędną strukturę potrójnej helisy, w której ładunki ujemne grup fosforanowych umieszczono w centrum. To spektakularna pomyłka chemiczna.
Fizyczne wymiary
Jeden pełny skręt uformowanej prawidłowo nici mierzy dokładnie 3,4 nm długości i zawiera ściśle 10 par zasad nukleotydowych.
Odkrycie nukleiny
Powszechnie sądzi się, że to Watson i Crick odkryli kwas deoksyrybonukleinowy jako taki. To jednak całkowicie obalony mit. Związek ten wyizolował ze starych, ropiejących bandaży szwajcarski lekarz Friedrich Miescher w 1869 roku.
Krótki artykuł
Przełomowy tekst z 1953 roku zajmował w czasopiśmie naukowym zaledwie 1 stronę druku. Publikacja ta liczyła niespełna 1000 słów i zawierała tylko jeden, ręcznie narysowany szkic budowy przestrzennej. To nieprawdopodobna zwięzłość informacyjna.
Reguła parowania
Niezbędne do ułożenia poprawnego modelu proporcje molekularne sformułował kilka lat wcześniej austriacki biochemik Erwin Chargaff.
Mosiężne pręty
Pierwszy fizyczny model przestrzenny cząsteczki naukowcy zbudowali naprędce z prostych, blaszanych płytek oraz mosiężnych prętów wyniesionych z uniwersyteckiego warsztatu.
Liczba laureatów
Nagrodę Nobla z dziedziny medycyny za to wiekopomne odkrycie przyznano ostatecznie tylko 3 badaczom w 1962 roku.
Okrzyk w pubie
Zgodnie z utrwaloną anegdotą historyczną, Francis Crick natychmiast po ułożeniu puzzli wbiegł do lokalnego pubu The Eagle w Cambridge. Miał tam głośno obwieścić pijącym gościom (zazwyczaj całkowicie ignorującym akademickie dysputy), że właśnie wspólnie odkryli "sekret życia".
Białkowy paradygmat
Aż do lat 50. ubiegłego stulecia czołowi genetycy twardo wierzyli, że to niezwykle skomplikowane białka przenoszą dziedziczne informacje genetyczne. DNA uważano powszechnie za cząsteczkę zbyt prymitywną i powtarzalną. Odrzucenie tego dogmatu było kluczowe.
Brak pośmiertnego Nobla
Rosalind Franklin nie doczekała zaszczytów ze Sztokholmu, ponieważ zmarła tragicznie na nowotwór jajnika w wieku 37 lat.
Prawoskrętność cząsteczki
Zmierzona średnica naturalnej podwójnej helisy wynosi w warunkach fizjologicznych dokładnie 2 nm. Co ciekawe, ta najpowszechniej występująca w ludzkich komórkach forma kwasu (określana w literaturze jako B-DNA) jest zawsze strukturą prawoskrętną.

Dodaj ciekawostkę

Odkrycie struktury DNA pytania

Kto i kiedy dokonał przełomowego opisu struktury DNA?

Zespół w składzie: James Watson i Francis Crick sformułował epokowy model podwójnej helisy w 1953 roku (oficjalna publikacja w czasopiśmie "Nature" nastąpiła 25 kwietnia).

Jaką kluczową rolę odegrała w tym odkryciu Rosalind Franklin?

Wybitna fizykochemiczka dostarczyła absolutnie fundamentalnych danych empirycznych (tzw. Zdjęcie 51), uzyskanych metodą krystalografii rentgenowskiej. Ten niesamowicie ostry dyfraktogram bezpośrednio zainspirował Watsona i Cricka do stworzenia właściwego modelu. Niestety, sama badaczka zmarła na raka przed przyznaniem Nagrody Nobla.

Czym dokładnie jest struktura podwójnej helisy?

To trójwymiarowa architektonika kwasu deoksyrybonukleinowego przypominająca prawoskrętnie skręconą, elastyczną drabinę. Zewnętrzne "poręcze" tworzą naprzemiennie ułożone cząsteczki cukru (deoksyrybozy) oraz reszty kwasu fosforowego. Tymczasem wewnętrzne "szczeble" to pary zasad azotowych. Zawsze łączą się one komplementarnie (np. adenina z tyminą).

W jaki sposób odkryto komplementarność zasad azotowych?

Wnioski te bezpośrednio wynikały z wcześniejszych badań Erwina Chargaffa, który udowodnił, że w każdej cząsteczce DNA ilość adeniny równa się ilości tyminy (a guaniny – cytozynie). To była matematyczna anomalia, którą Watson i Crick przekuli w logiczny model parowania.

Kto rywalizował z brytyjskim zespołem w wyścigu o rozszyfrowanie DNA?

Głównym oponentem był genialny amerykański chemik Linus Pauling, który wcześniej rozwikłał strukturę helisy alfa w białkach. Błędnie postulował on jednak istnienie potrójnej helisy z resztami fosforanowymi skierowanymi do wewnątrz (co fizycznie nie miało prawa bytu ze względu na odpychanie elektrostatyczne). Używał po prostu krystalogramów fatalnej jakości.

Dlaczego to odkrycie było tak doniosłe dla biologii?

Bezprecedensowy model wreszcie wizualizował mechanizm replikacji materiału genetycznego. Rozdzielenie dwóch nici pozwala na dobudowanie brakujących elementów na matrycy starej nici. Właśnie tak dziedziczymy cechy.

Czy to Watson i Crick jako pierwsi odkryli samą substancję DNA?

Absolutnie nie. Kwas nukleinowy (wówczas zwany nukleiną) został wyizolowany już w 1869 roku przez szwajcarskiego badacza Friedricha Mieschera (z ropy na bandażach szpitalnych).

Kto w ostateczności otrzymał za to osiągnięcie Nagrodę Nobla?

Komitet Noblowski uhonorował w 1962 roku Jamesa Watsona, Francisa Cricka oraz Maurice'a Wilkinsa (przełożonego Rosalind Franklin) nagrodą w dziedzinie fizjologii lub medycyny.

Co udowodnił Oswald Avery przed odkryciem słynnej struktury?

Wcześniej, w latach 40. XX w., Oswald Avery przeprowadził przełomowe eksperymenty transformacyjne (na bakteriach pneumokokach), bezsprzecznie dowodząc, że to DNA, a nie białka, pełni funkcję nośnika informacji dziedzicznej. Zburzył tym samym wieloletni dogmat naukowy.

Jakie dziedziny nauki mogły powstać dzięki rozszyfrowaniu tej cząsteczki?

Ten fenomenalny przełom położył podwaliny pod nowoczesną biologię molekularną i inżynierię genetyczną (w tym techniki PCR i CRISPR-Cas9).