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1953 년 4 월 제임스 왓슨과 프랜시스 크릭은 자연 저널에”핵산의 분자 구조:데 옥시 리보스 핵산의 구조”또는”데 옥시 리보스 핵산의 구조”를 발표했습니다. 이 기사에서 왓슨과 크릭은 데 옥시 리보 핵산 또는 유전자에 대한 새로운 구조를 제안합니다. 1944 년 오스왈드 티 에이버리와 뉴욕시 록펠러 대학의 그의 그룹은 유전자가 생물이 성장하고 발전하는 방법을 지시하는 유전자라는 생물학적 요인을 포함하고 있다는 실험적 증거를 발표했다. 과학자들은 그 기능이 세포에서 세포로,또는 유기체에서 유기체로 유전 정보를 전달하는 방법을 알지 못했습니다. 왓슨과 크릭이 제시한 모델은 유전자의 개념을 유전,성장 및 발달과 연결시켰다. 2018 년 현재,대부분의 과학자들은 기사에 제시된 유전자의 왓슨과 크릭스 모델을 받아 들인다. 왓슨과 크릭은 1962 년 노벨 생리학 또는 의학상을 모리스 윌킨스와 공유했다.

왓슨과 크릭이”데옥시리보스 핵산의 구조”를 작성하게 한 협력은 1951 년 10 월 왓슨이 영국 케임브리지의 케임브리지 대학교 캐번디쉬 연구소에 도착한 직후 시작되었다. 당시 왓슨은 미국 출신의 23 세의 박사후 연구원이었고 크릭은 35 세의 나이로 캠브리지 대학의 박사 과정 학생이었습니다. 왓슨과 크릭은 왓슨이 카벤디쉬 연구소에 도착한 직후 유전자 구조를 연구하기 시작했다. 그들은 자주 함께 점심을 먹고 자신의 작품과 실험실에서 다른 사람의 작업을 논의했다. 결국,연구소의 수석 회원은 왓슨과 크릭에게 공유 할 수있는 사무실 공간을 주었다.

1944 년,록펠러 대학 병원의 애버리스 그룹은 유전자에 유전자가 포함되어 있다는 실험적 증거를 제공하는 논문을 발표했다. 왓슨과 크릭스 기사를 출판하기 수십 년 전에,과학자들은 뉴클레오티드라는 유전자의 빌딩 블록의 증거를 발견했다. 뉴클레오티드는 세 부분으로 구성됩니다. 뉴클레오티드의 중간 부분은 데 옥시 리보스의 한쪽에 부착 된 데 옥시 리보스 당은 인과 산소로 구성된 음으로 하전 된 인산기이며,데 옥시 리보스의 반대쪽에는 뉴클레오티드 사이에 변화하는 4 개의 질소 염기 중 하나입니다. 과학자들은 아데닌,티민,구아닌 및 시토신의 네 가지 염기의 구조를 발표했습니다. 아데닌과 구아닌은 두 개의 융합 된 고리로 만들어지며 퓨린이라고합니다. 시토신과 티민은 피리 미딘이라고 불리는 단일 고리 구조입니다.

왓슨과 크릭이 기사를 썼을 때,그들은 엑스레이 결정학 실험의 결과에 의존했다. 엑스레이 결정학을 수행하기 위해 과학자들은 결정에서 고 에너지 전자기파 인 엑스레이 빔을 촬영합니다. 일단 광선이 결정을 명중하면,엑스레이는 그 결정에 있는 원자의 3 차원 배열에 달려 있는 방법으로 흩어집니다. 이 실험은 회절 패턴이라고 불리는 이미지를 생성하는데,과학자들은 그들이 관찰하는 결정의 3 차원 구조를 결정하는 데 사용합니다. 이 기사의 출판까지 이어지는 몇 년 동안 과학자들은 엑스레이 결정학을 사용하여 유전자의 3 차원 구조에 대해 알게되었습니다. 왓슨과 크릭은 스스로 엑스레이 결정학 실험을 한 적이 없지만 다른 과학자들이 수행한 실험의 데이터를 이용해 유전자 모델을 개발했다.

왓슨과 크릭은 유전자의 3 차원 구조를 위한 새로운 모델을 제안했다. 이 기사는 두 페이지 미만으로 구성되어 있으며 하나의 그림이 있습니다. 이 논문을 시작하기 위해 왓슨과 크릭은 리누스 폴링 과 로버트 코리,캘리포니아 패서 디나에있는 캘리포니아 공과 대학의 두 과학자가 제안한 또 다른 유전자 모델에 응답합니다. 폴링과 코리는 왓슨과 크릭이 기사를 쓰기 몇 달 전에 대체 모델을 제안했습니다.

왓슨과 크릭은 폴링 코리가 제안한 대체 모델을 논의함으로써 기사를 시작한다. 왓슨과 크릭에 의해 상세하게 설명되지는 않았지만,폴링코리 모델은 삼중 나선형이었고,여기서 3 개의 나선형 가닥들 각각은 함께 묶인 뉴클레오티드를 포함했다. 폴링-코리 모델에서 음으로 하전 된 인산염 그룹은 삼중 나선 내부에 직면하고 염기는 삼중 나선 외부에 직면했습니다. 그들의 기사에서 왓슨과 크릭은 폴링-코리 모델을 비판합니다. 첫째,그들은 유전자 염기가 안쪽을 향한 인산염 그룹과 바깥 쪽을 향할 수 없다고 주장한다. 왓슨과 크릭은 유전자 가닥이 염기들을 통해 서로 결합된다고 주장하는데,만약 염기가 바깥쪽으로 향하게 된다면,유전자 가닥을 연결하는 것은 아무것도 없을 것이다. 저자들은 또한 유전자 가닥의 음전하를 띤 인산염 등뼈가 안쪽으로 향하면 서로 격퇴 할 것이라고 주장했다. 또한,폴링-코리 구조의 원자의 배열은 서로를 격퇴 할 것이다. 즉 자신의 논문에서 폴링-코리 모델의 왓슨과 크릭스 비판을 마칩니다.

왓슨과 크릭은 그들이 제안한 유전자 구조에 대한 설명과 그들의 제안과 함께 갈 다이어그램을 계속한다. 그들은 구조를 이중 나선으로 정의하며 이론적 축을 중심으로 두 개의 나선형 체인이 감겨 있습니다. 왓슨과 크릭에 따르면,유전자 가닥은 서로 반대로 평행하게 움직인다. 즉,가닥이 반대 방향으로 실행된다는 것을 의미합니다. 뉴클레오티드는 완벽하게 대칭 분자가 아닙니다. 그들은 상단과 하단이 있습니다. 그래서,왓슨과 크릭이 묘사한 것처럼,한 가닥은 뉴클레오티드를 오른쪽을 위로 향하게 하고 다른 한 가닥은 뉴클레오티드를 거꾸로 향하게 합니다.

왓슨과 크릭은 1952 년 영국 런던에 있는 버벡 대학의 결정학자인 스벤 퍼버그가 제안한 핵산 사슬의 모델과 비교함으로써 그들의 구조를 더 설명하였다. 왓슨과 크릭은 퍼버그의 모델처럼,그들의 유전자 모델은 이중 나선 내부를 향한 염기와 이중 나선 외부를 향한 인산염 백본을 가지고 있다고 말한다. 또한 퍼버그의 구조와 유사하게,왓슨과 크릭은 염기가 뉴클레오티드의 데옥시리보스 고리와 인산염 그룹에 수직임을 설명한다. 즉,염기는 사다리의 가로대와 같고 데 옥시 리보스 당과 인산염 그룹은 사다리의 가로장과 같습니다. 왓슨과 크릭은 구조에 대한 몇 가지 세부 사항을 설명한 후 유전자 모델에 대한 일반적인 설명을 마칩니다.

왓슨과 크릭은 그들의 유전자 모델에 관한 새로운 특징에 대해 토론한다. 저자가 논의하는 첫 번째 특징은 두 가닥의 유전자가 어떻게 연결되어 있는지입니다. 저자들은 하나의 유전자 가닥에서 하나의 염기가 수소 결합을 통해 반대쪽 유전자 가닥에서 하나의 염기에 부착된다고 주장한다. 수소 결합은 수소 원자와 산소 또는 질소 원자 사이에서 발생합니다. 수소 결합은 각 유전자 가닥에서 뉴클레오티드를 함께 연결하는 인산염 결합보다 약하지만,두 개의 나선형 가닥을 함께 잡을 수있을만큼 강합니다. 왓슨과 크릭은 연결된 염기의 각 쌍 내에서 적절한 수소 결합이 일어나기 위해서는 하나의 염기가 퓨린,이중 고리 여야하며 하나의 염기는 단일 고리 인 피리 미딘이어야한다고 설명합니다.

다음으로,왓슨과 크릭은 염기쌍 내의 각 염기의 특정 신원을 설명한다. 저자는 네 개의 기지는 각각 하나의 다른 유형의 기지와 만 쌍을 이룰 수 있다고 가정합니다. 퓨린 인 아데닌은 피리 미딘 인 티민과 만 짝을 이룰 수 있습니다. 퓨린 인 구아닌은 피리 미딘 인 시토신과 만 쌍을 이룰 수 있습니다. 그 논리를 바탕으로 왓슨과 크릭은 하나의 유전자 가닥을 따라 염기의 서열이 다른 가닥의 서열을 자동으로 결정한다고 설명한다. 각 기지 따라 디엔 가닥 쌍 반대 가닥에 그것의 유일한 실행 가능한 대응. 특정 기본 껍질 벗기기에 대한 그들의 주장을 뒷받침하기 위해 왓슨과 크릭은 실험적 증거를 인용합니다. 뉴욕시 컬럼비아 대학에서 어윈 차 개프,뉴욕 그 증거를 얻을. 저자들은 샤가프가 아데닌 대 티민,구아닌 대 시토신의 비율이 항상 일대일이라고 판단했다고 설명한다. 즉,아데닌의 양이 티민의 양과 같고 구아닌의 양은 시토신의 양과 같습니다.

베이스페어링에 대한 논의가 끝난 후,왓슨과 크릭은 엑스선 결정학적 증거로 결론을 내린다. 왓슨과 크릭은 자신의 논문을 쓰기 전에 발표된 엑스레이의 결정학적 증거가 자신의 모델만을 확인할 수 없었으며,자신의 모델을 증명하기 위해 더 많은 실험적 증거가 필요하다는 것을 인정한다. 왓슨과 크릭은 그들이 제안한 기본 페어링 메커니즘이 그 메커니즘을 설명하지는 않지만 가능한 유전자 복제 메커니즘을 암시한다고 가정합니다. 저자는 그 때 승인에 그들의 기사를 끝낸다.

왓슨과 크릭은 미공개 엑스레이 결정학 실험 데이터에 의존했다. 영국 런던의 킹스 칼리지 런던의 과학자들은 그 데이터를 수집했습니다. 로잘린드 프랭클린,화학자,그녀의 대학원생,레이몬드 고슬링,데이터를 수집. 왓슨과 크릭은 자신의 논문에서 그 개인을 인정했다. 1951 년부터 1953 년까지 프랭클린과 고슬링은 엑스레이 회절 패턴 이미지를 수집했습니다. 왓슨과 크릭이”데옥시리보스 핵산을 위한 구조”를 썼을 때,프랭클린과 고슬링은 그 당시 출판된 데이터에 비해 개선된 이미지들이 있었음에도 불구하고 가장 명확한 유전자 회절 이미지를 공개하지 않았다. 1953 년 초,프랭클린의 지식없이,모리스 윌킨스 킹스 칼리지의 동료는 왓슨에게 프랭클린의 명확한 회절 패턴 중 하나를 보여주었습니다. 나중에 왓슨과 크릭은 프랭클린이 실험 결과에 대해 쓴 보고서를 받았습니다. 그 보고서에는 프랭클린이 1951 년 킹스 칼리지의 콜로키움에서 발표 한 데이터가 포함되어 있습니다. 자신의 유전자 모델을 개발할 때 왓슨과 크릭은 프랭클린의 회절 이미지와 그녀의 보고서 모두에 포함 된 데이터에서 결론을 이끌어 냈습니다.

1962 년 왓슨과 크릭은 노벨 생리학 또는 의학상을 윌킨스와 공유하여 유전자 구조와 유전학에서의 역할과 관련하여 발견했으며,그 중 많은 부분이”데옥시리보스 핵산의 구조”에 등장했다.”프랭클린은 1962 년 노벨상을 수상하기 전에 1958 년에 사망하고 노벨상을받지 못한,노벨상의 수상은 사후에 결코 없다. 어떤 사람들은 그녀가 살아 있다면 그녀는 유전자 구조를 해결에 그녀의 기여를 위해 그것을받을 것이라고 추측. 다른 사람들은 그녀가 유전자 구조의 해결책에 결정적인 기여를했다고 생각하지 않았다. 롤 프랭클린은 왓슨 책 이중 나선의 출판 후 실현 구조의 발견에서 재생:1968 년 유전자 구조의 발견의 개인 계정. 아론 클루그,버크 벡 대학에서 프랭클린스의 마지막 대학원생이자 동료,런던,그녀가 사망하고 출판 할 때 그녀의 노트북과 논문을 상속,”로잘린드 프랭클린과 유전자의 구조의 발견”왓슨 책의 출판 후 그녀의 노트북과 논문의 검토. 프랭클린과 고슬링은 프랭클린이 왓슨-크릭 모델을 알기 전에 처음 두 편을 언론에 보냈다. 이 논문은 엑스레이 결정학을 다루는 매우 기술적 인 논문이었으며,왜 더 많은 관심을받지 못했을 수도 있습니다.

왓슨과 크릭스의 유전자 구조는 21 세기까지 과학자들 사이에서 크게 받아들여졌다. 왓슨과 크릭이 제안한 3 차원 구조는’비형식’이라고 불리는데,프랭클린이 처음 그 형태의’비형식’의 회절 패턴을 수집했을 때 만들어낸 용어이다. 하지만 기본 서열과 주변 환경에 따라 다른 3 차원 확인을 채택할 수 있습니다. 윌킨스와 그의 연구팀은 1953 년”데옥시리보핵산의 구조”가 출판된 후 7 년 동안 다양한 종의 비형태의 더 높은 해상도의 엑스레이 회절 이미지를 얻었다. 높은 품질의 이미지에서,윌킨스는 왓슨과 크릭스 구조의 크기에 작은 조정을했다.

“데옥시리보스 핵산의 구조”는 유전 물질으로서의 유전자에 대한 연구와 분자 생물학 분야 모두에 즉각적인 영향을 미쳤다. 왓슨과 크릭스 기사는 과학자들을 유전자가 어떻게 구조화되었는지에 대한 질문에서 벗어나 유전자가 어떻게 작용했는지에 대한 질문으로 옮겼다. 1953 년 말 왓슨과 크릭은 두 번째 논문”데옥시리보 핵산의 구조에 대한 유전적 의미”를 썼는데,이 논문은 유전자가 어떻게 자기 복제하여 그 안에 암호화된 유전 정보를 전달할 수 있는지를 다루었다.