The Embryo Project Encyclopedia

I April 1953 publiserte James Watson Og Francis Crick «Molekylær Struktur Av Nukleinsyrer: En Struktur Av Deoksyribose Nukleinsyre» eller «En Struktur For Deoksyribose Nukleinsyre» i tidsskriftet Nature. I artikkelen Foreslår Watson og Crick en ny struktur for deoksyribonukleinsyre eller DNA. I 1944 Ble Oswald T. Avery og hans gruppe ved Rockefeller University i New York city, new York publiserte eksperimentelle bevis på AT DNA inneholdt de biologiske faktorene som kalles gener som dikterer hvordan organismer vokser og utvikler seg. Forskerne visste ikke hvordan Dnaá-funksjonen førte til overføring av genetisk informasjon fra celle til celle, eller organisme til organisme. Modellen Som Watson og Crick presenterte, koblet begrepet gener til arvelighet, vekst og utvikling. Fra 2018 aksepterer de fleste forskere Watson og Cricks modell AV DNA presentert i artikkelen. For SITT ARBEID med DNA delte Watson Og Crick I 1962 Nobelprisen i Fysiologi eller Medisin med Maurice Wilkins.

samarbeidet som førte Watson og Crick til å skrive «En Struktur Av Deoksyribose Nukleinsyre» begynte i oktober 1951 kort tid Etter Watson kom Til Cavendish Laboratory Ved University Of Cambridge I Cambridge, England. På den tiden Var Watson en tjuefem år gammel postdoktoralforsker fra Usa og Crick, i en alder av trettifem, Var Doktorgradsstudent ved University Of Cambridge. Watson og Crick begynte å studere strukturen AV DNA sammen kort tid Etter Watson kom Til Cavendish Laboratory. De spiste ofte lunsj sammen og diskuterte sitt arbeid og andres arbeid i laboratoriet. Til slutt ga senior medlemmer Av laboratoriet Watson og Crick et kontorlokal å dele.

i 1944 publiserte Averys group Ved Rockefeller University Hospital en artikkel som ga eksperimentelle bevis på AT DNA inneholdt gener. Tiår før publisering Av Watson og Cricks artikkel, fant forskere bevis på byggesteinene TIL DNA kalt nukleotider. Nukleotider består av tre deler. Midtdelen av nukleotid er et deoksyribosesukker festet til den ene siden av deoksyribosen er en negativt ladet fosfatgruppe bestående av fosfor og oksygen, og på motsatt side av deoksyribosen er en av fire nitrogenbaser, som varierer mellom nukleotider. Forskere hadde publisert på strukturen av DE fire basene I DNA: adenin, tymin, guanin og cytosin. Adenin og guanin er laget av to sammensmeltede ringer og kalles puriner. Cytosin og tymin er enkle ringer strukturer kalt pyrimidiner.

Da Watson og Crick skrev sin artikkel, stolte De på resultatene av røntgenkrystallografieksperimenter. For å utføre røntgenkrystallografi skyter forskere en stråle av røntgenstråler, som er høy-energi elektromagnetiske bølger på en krystall. Når strålen treffer krystallet, sprer røntgenstrålene på en måte som avhenger av de tredimensjonale arrangementene av atomene i krystallet. Forsøket resulterer i et bilde, kalt et diffraksjonsmønster, som forskere bruker til å bestemme den tredimensjonale strukturen til krystallet de observerer. I løpet av årene frem til publiseringen av artikkelen brukte forskere røntgenkrystallografi for å lære OM DEN tredimensjonale strukturen AV DNA. Mens Watson og Crick aldri utførte røntgenkrystallografiforsøk selv, brukte de data fra eksperimenter utført av andre forskere for å utvikle SIN DNA-MODELL.

Watson og Crick foreslo en ny modell FOR den tredimensjonale strukturen AV DNA. Artikkelen besto av mindre enn to sider og hadde en illustrasjon. For å starte papiret, Svarer Watson og Crick på en ANNEN DNA-modell foreslått Av Linus Pauling og Robert Corey, to forskere Ved California Institute of Technology I Pasadena, California. Pauling og Corey foreslo en alternativ modell bare noen få måneder før Watson og Crick skrev sin artikkel.

Watson og Crick begynner sin artikkel med å diskutere den alternative modellen foreslått Av Pauling Og Corey. Selv om Ikke beskrevet i detalj Av Watson og Crick, Pauling-Corey modell AV DNA var en trippel helix, hvor hver av de tre spiralformede tråder inneholdt nukleotider tredd sammen. I Pauling-Corey-modellen møtte de negativt ladede fosfatgruppene inne i trippelhelixen, og basene møtte utenfor trippelhelixen. I sin artikkel kritiserer Watson Og Crick Pauling-Corey-modellen. FOR DET første hevder DE AT DNA-basene ikke kan vende utover med fosfatgruppene vendt innover. Watson og Crick hevder AT DNA-strengene binder sammen gjennom basene, så hvis basene vender utover, ville det ikke være noe som forbinder DNA-strengene. Forfatterne hevdet også at hvis de negativt ladede fosfatbenene i DNA-strengene møtte innover, ville de avstøte hverandre. I tillegg vil arrangementet av atomer I Pauling-Corey-strukturen avvise hverandre. Det konkluderer Watson og Cricks kritikk Av Pauling-Corey-modellen i deres papir.

Watson og Crick fortsetter med en beskrivelse av deres foreslåtte DNA-struktur og et diagram for å gå sammen med deres forslag. De definerer sin struktur som en dobbel helix, med to spiralformede kjeder spolet rundt en teoretisk akse. Ifølge Watson og Crick går DNA-strengene antiparallelt til hverandre. Det betyr at strengene løper i motsatt retning. Nukleotider er ikke helt symmetriske molekyler. De har en topp og en bunn. SÅ når DNA-strengene løper antiparallelt som Watson og Crick beskriver, har en streng nukleotidene vendt mot høyre side opp og den andre strengen har nukleotidene vendt opp ned.

Watson og Crick videreutvikler beskrivelsen av deres struktur ved å sammenligne den med en modell av en kjede av nukleinsyrer foreslått Av Sven Furberg, en krystallograf Ved Birbeck College, I London, Storbritannia, i 1952. Watson og Crick sier at Som Furbergs-modellen har DERES DNA-MODELL basene vendt inn i dobbeltspiralen og fosfatbenene vendt utenfor dobbeltspiralen. Også I likhet Med Furbergs struktur, Forklarer Watson og Crick at basene er vinkelrett på deoksyriboseringene og fosfatgruppene av nukleotidene. Med andre ord, basene er som trinn på en stige, og deoksyribosesukker-og fosfatgruppene er som skinnene på stigen. Etter å ha beskrevet noen gjenværende detaljer om deres struktur, Fullfører Watson og Crick sin generelle beskrivelse av DERES DNA-modell.

Watson og Crick diskuterer deretter de nye funksjonene knyttet til DERES DNA-modell. Den første funksjonen forfatterne diskuterer er hvordan DE TO strengene AV DNA er koblet sammen. Forfatterne sier at en enkelt base fra EN DNA-streng festes til en enkelt base fra motsatt DNA-streng via hydrogenbindinger. I DNA forekommer hydrogenbindinger mellom hydrogenatomer og oksygen-eller nitrogenatomer. Mens hydrogenbindinger er svakere enn fosfatbindingene som forbinder nukleotider sammen i HVER DNA-streng, er de sterke nok til å holde de to spiralformede trådene sammen. Watson og Crick forklarer at for tilstrekkelig hydrogenbinding skal forekomme, innenfor hvert par tilkoblede baser, må en base være en purin, en dobbel ring, og en base må være en pyrimidin, en enkelt ring.

Deretter Beskriver Watson Og Crick den spesifikke identiteten til hver base i et basepar. Forfatterne antar at hver av de fire basene bare kan parre med en annen type base. Adenin, et purin, kan bare parre med tymin, en pyrimidin. Guanin, en purin, kan bare parre med cytosin, en pyrimidin. Basert På denne logikken forklarer Watson og Crick at sekvensen av baser langs EN DNA-streng automatisk bestemmer sekvensen av den andre strengen. Hver base langs EN DNA-streng parrer med sin eneste levedyktige motpart på motsatt streng. For å støtte deres påstand om spesifikk base paring, Watson og Crick sitere eksperimentelle bevis. Erwin Chargaff ved Columbia University i New York city, new York fikk dette beviset. Forfatterne forklarer At Chargaff fastslått AT I DNA er forholdet mellom adenin og tymin og guanin til cytosin alltid omtrent en-til-en. Det betyr at mengden adenin i DNA er omtrent lik mengden tymin, og mengden guanin er omtrent lik mengden cytosin, noe som er sannsynlig tilfelle hvis baseparing I DNA er spesifikk.

Etter diskusjonen om baseparing konkluderer Watson og Crick med røntgenkrystallografi bevis på at de pleide å generere SIN DNA-MODELL. Watson og Crick erkjenner at røntgenkrystallografiske bevis PÅ DNA publisert før de skrev sin artikkel ikke kunne bekrefte sin modell alene, og det trenger mer eksperimentelle bevis for å bevise sin modell. Watson og Crick postulerer da at baseparingsmekanismen de foreslo, innebar en mulig DNA-replikasjonsmekanisme, selv om de ikke beskriver den mekanismen. Forfatterne avslutter deretter sin artikkel med bekreftelser.

Da De utviklet sin MODELL AV DNA, stod Watson og Crick på upubliserte røntgenkrystallografi eksperimentelle data. Forskere ved Kings College London i London, STORBRITANNIA, samlet disse dataene. Rosalind Franklin, en kjemiker, Og hennes graduate student, Raymond Gosling, samlet dataene. Watson og Crick anerkjente disse personene i deres papir. Fra 1951 til 1953 samlet Franklin Og Gosling røntgenbilder av DNA, som de fikk fra RØNTGENSTRÅLER AV DNA-krystaller. Da Watson og Crick skrev «En Struktur For Deoksyribose Nukleinsyre», Hadde Franklin Og Gosling ikke publisert sine mest klare DNA-diffraksjonsbilder, til tross for at bildene hadde forbedringer over de publiserte dataene på den tiden. Tidlig i 1953, uten Franklins kunnskap, Maurice Wilkins en medarbeider ved Kings College viste Watson en Av Franklins klare diffraksjon mønstre AV DNA. Senere Mottok Watson og Crick en rapport Franklin skrev om sine eksperimentelle funn. Denne rapporten inneholdt Data Franklin presentert på et colloquium Ved Kings College i 1951. Når de utviklet SIN EGEN DNA-MODELL, Trakk Watson og Crick konklusjoner fra data som finnes i Både Franklins diffraksjonsbilde og hennes rapport.

I 1962 Delte Watson og Crick Nobelprisen i Fysiologi eller Medisin med Wilkins for deres funn knyttet TIL DNA-strukturen og dens rolle i genetikk, hvorav mange dukket opp i «En Struktur for Deoksyribosenukleinsyre.»Franklin døde i 1958 før tildelingen Av 1962 Nobelprisen og mottok Ikke Nobelprisen, prisen På Nobelprisen er aldri posthumt. Noen spekulerer i at hvis hun levde, ville hun motta det for hennes bidrag til å løse DNA-strukturen. Andre trodde ikke at hun gjorde viktige bidrag til løsningen AV DNA-strukturen. Rollen Franklin spilte i oppdagelsen av strukturen bare realisert etter utgivelsen Av Watsons bok The Double Helix: A Personal Account of The Discovery of THE Structure OF DNA i 1968. Aaron Klug, Franklins siste kandidatstudent og kollega Ved Birkbeck College, I London, arvet hennes notatbøker og papirer da hun døde og publiserte, «Rosalind Franklin og Oppdagelsen AV DNA-Strukturen» en gjennomgang av hennes notatbøker og papirer etter publisering Av Watsons bok. Franklin og Gosling publiserte fem artikler OM DNA-struktur de to første som ble sendt til pressen før Franklin visste Om Watson-Crick-Modellen. Disse papirene var veldig tekniske papirer som omhandler røntgenkrystallografi, noe som kan føre til at de ikke fikk mer oppmerksomhet.

Watson og Cricks struktur AV DNA har fortsatt i stor grad akseptert blant forskere gjennom det tjueførste århundre. Den tredimensjonale strukturen TIL Dna Watson og Crick foreslo kalt B-form DNA, terminologi Franklin laget da hun først samlet diffraksjonsmønstre av DEN FORM FOR DNA. B-form DNA er den mest stabile konformasjonen AV DNA under fysiologiske forhold, SELV OM DNA kan vedta andre tredimensjonale bekreftelser avhengig av basesekvensen og omgivelsene. I de neste syv årene etter 1953-utgivelsen av «En Struktur Av Deoksyribonukleinsyre», oppnådde Wilkins Og hans forskerteam høyere oppløsning røntgendiffraksjonsbilder Av B-FORM DNA FRA en rekke arter. Fra bilder av høyere kvalitet Gjorde Wilkins små justeringer av Dimensjonene Til Watson OG Cricks DNA-struktur.

«»En Struktur Av Deoksyribose Nukleinsyre» hadde umiddelbare virkninger på både studiet AV DNA som genetisk materiale og feltet molekylærbiologi. Watson og Cricks artikkel skiftet forskere bort fra spørsmålet om HVORDAN DNA var strukturert og mot spørsmålet om HVORDAN DNA fungerte. Senere i 1953 skrev Watson og Crick et annet papir, «Genetical Implikasjoner av Strukturen Av Deoksyribonukleinsyre», som adresserte HVORDAN DNA kan selvreplisere for å formidle den genetiske informasjonen som er kodet i den.