iphone app
android app
iphone app android app
Ηράκλειο, -ο C 
Σάββατο 25 Μαΐου 2019

Η ανακάλυψη του DNA


25/04/2013, 01:24

Σαν σήμερα το 1953 οι επιστήμονες Φράνσις Κρικ και Τζέιμς Γουότσον δημοσιεύουν την πρωτοποριακή εργασία τους για τη χημική δομή του DNA. Για την ανακάλυψή τους αυτή, που χαρακτηρίστηκε ως η μεγαλύτερη του 20ού αιώνα, θα τιμηθούν με το βραβείο Νόμπελ το 1962.

Το δε(σ)οξυριβο(ζο)νουκλεϊ(νι)κό οξύ (Deoxyribonucleic acid - DNA) είναι ένα νουκλεϊκό οξύ που περιέχει τις γενετικές πληροφορίες που καθορίζουν τη βιολογική ανάπτυξη όλων των κυτταρικών μορφών ζωής και των περισσοτέρων ιών. Το DNA συνήθως έχει τη μορφή διπλής έλικας.

Η αποκωδικοποίηση του DNA, η αποσαφήνιση δηλαδή του τρόπου με τον οποίο η δομή του DNA καθορίζει συγκεκριμένες γενετικές επιλογές, επέτρεψε στους επιστήμονες να κατανοήσουν καλύτερα τη γενετική της ζωής και την κληρονόμηση ορισμένων χαρακτηριστικών και νόσων. Επειδή το DNA στα ορισμένα του σημεία είναι ξεχωριστό στον κάθε άνθρωπο, έχουν αναπτυχθεί μέθοδοι βασιζόμενες στην ταυτοποίηση του DNA και βρίσκουν εφαρμογή στην Ιατροδικαστική και στην Εγκληματολογία καθώς επίσης και στην αποσαφήνιση οικογενειακών σχέσεων μεταξύ ατόμων. Τα τελευταία χρόνια γίνεται πιο εντατική η χρήση του DNA και στις μελέτες της Ιστορίας και της Ανθρωπολογίας.

Η ανακάλυψη της δομής του DNA πραγματοποιήθηκε το 1953 από τους Τζέιμς Γουάτσον (James D. Watson) και Φράνσις Κρικ (Francis Crick). Από πολλούς η ανακάλυψη της διπλής έλικας του DNA θεωρείται ως η μεγαλύτερη βιολογική ανακάλυψη του 20ού αιώνα. Για τη συνεισφορά τους στη μελέτη της δομής του DNA, οι Γουάτσον και Κρικ μοιράστηκαν το 1962 το Βραβείο Νόμπελ με τον Μόρις Γουίλκινς, ο οποίος εργάστηκε προς την ίδια κατεύθυνση.

Ποιοι ήταν οι Γουάτσον και Κρικ

Οι Τζέιμς Γουότσον (James Watson) και Φράνσις Κρικ (Francis Crick) ήταν δύο επιστήμονες με διαφορετικά ενδιαφέροντα, ηλικία και χαρακτήρες. Τους ένωσε όμως η διαλεύκανση ενός μυστηρίου: της δομής του DNA. Και τελικά κατάφεραν να μείνουν στην Ιστορία, καθώς έλυσαν το μέγα μυστήριο τού πώς δομείται το DNA και πώς αυτή η δομή τού επιτρέπει να λειτουργεί ως φορέας και μεταφορέας της γενετικής πληροφορίας.

Ο Τζέιμς Γουότσον ήταν Αμερικανός μεταπτυχιακός φοιτητής, ο οποίος βρισκόταν στην Ευρώπη προκειμένου να μάθει Βιοχημεία. Υποστηριζόταν δε από μια υποτροφία της αμερικανικής κυβερνήσεως η οποία του είχε δοθεί για να εργαστεί στην Κοπεγχάγη.

Ο Φράνσις Κρικ ήταν Βρετανός και είχε εργαστεί ως επιστήμων του Πολεμικού Ναυτικού της χώρας του κατά τη διάρκεια του Β’ Παγκοσμίου Πολέμου.

Όταν συναντήθηκαν, το φθινόπωρο του 1951, οι Γουότσον και Κρικ είχαν διαφορετική ηλικία και διαφορετικά προσωπικά προβλήματα και ενδιαφέροντα. Ο Γουότσον ήταν μόλις 23 χρόνων, βαριόταν αφόρητα τη Βιοχημεία, την οποία προσπαθούσε με κάθε τρόπο να αποφύγει, και βαθμηδόν πέτυχε να αποφύγει και την Κοπεγχάγη για να εγκατασταθεί στο Κέιμπριτζ.

Ο Κρικ ήταν 35 ετών, είχε ήδη παντρευτεί, είχε ένα γιο, είχε χωρίσει και είχε ξαναπαντρευτεί. Ως επιστήμων δεν είχε διακριθεί και, παρά την ηλικία του, πέτυχε να πάρει μια υποτροφία για να εκπονήσει τη διδακτορική διατριβή του. Μαζί με τη δεύτερη σύζυγό του, την Οντίλ, ζούσαν φτωχικά στο Κέιμπριτζ.

Η συνάντηση των δύο πραγματοποιήθηκε εκεί όπου έμελλε να συνεργαστούν, στο εργαστήριο Κάβεντις (Cavendish). Πρόκειται για ένα διάσημο εργαστήριο Φυσικής το οποίο φέρει το όνομα του Χένρι Κάβεντις, πρωτοπόρου φυσικού του 18ου αιώνα. Στους χώρους του έχουν εργαστεί φυσικοί όπως ο Ράδερφορντ (Ernest Rutherford) και ο Τσάντγουικ (James Chadwick). Εκεί έχουν ανακαλυφθεί το ηλεκτρόνιο και το νετρόνιο και εκεί έχει γίνει η διάσπαση του ατόμου.

Στις αρχές του '50 το εργαστήριο διευθυνόταν από το σερ Λόρενς Μπραγκ (sir Lawrens Bragg), o οποίος περιέγραψε τον ομώνυμο νόμο για τη διάθλαση των ακτίνων Χ και υπήρξε ο νεαρότερος επιστήμονας που τιμήθηκε ποτέ με το βραβείο Νομπέλ. Τόσο η ιστορία του εργαστηρίου όσο και οι επιστήμονες που εργάζονταν σε αυτό το καθιστούσαν ένα μοναδικό περιβάλλον για φιλόδοξους νέους ερευνητές.

Οι Γουότσον και Κρικ δεν είχαν προσέλθει στο εργαστήριο για να μελετήσουν το DNA αλλά τη δομή πρωτεϊνών ιατρικού ενδιαφέροντος, όπως η αιμογλοβίνη (πρωτεΐνη του αίματος η οποία μεταφέρει το οξυγόνο). Επισήμως η μελέτη του DNA είχε ανατεθεί σε άλλο εργαστήριο, στο King's College του Λονδίνου, όπου ο Μόρις Γουίλκινς (Maurice Wilkins) και η Ρόζαλιντ Φράνκλιν (Rosalind Franklin) εργάζονταν για τη διαλεύκανση της δομής του.

Ούτε ο Γουότσον ούτε ο Κρικ ήταν φανατικοί του πειραματισμού. Αντιθέτως, στο γραφείο που μοιράζονταν περνούσαν ατέλειωτες ώρες συζητώντας θεωρητικά προβλήματα και αναζητώντας λύσεις. Το DNA έγινε σταδιακά το κέντρο του ενδιαφέροντός τους. Αντιλήφθηκαν τη σπουδαιότητά του από πειράματα (άλλων) τα οποία καταδείκνυαν ότι αυτό ­ και όχι οι πρωτεΐνες ­ μεταφέρει κληρονομήσιμους χαρακτήρες μεταξύ βακτηρίων. Επίσης από πειράματα άλλων ερευνητών γνώρισαν τη χημική σύστασή του και διάβασαν όση κρυσταλλογραφία θα τους επέτρεπε να αντιληφθούν τι σημαίνουν οι φωτογραφίες που λαμβάνονται από κρυστάλλους DNA με τη βοήθεια ακτίνων Χ.

Σύμφωνα με τις διηγήσεις τους, το DNA γίνεται ένα είδος εμμονής γι' αυτούς: το συζητούν παντού και πάντα και, μέσα στον ενθουσιασμό και στην άγνοιά τους, προτείνουν σύντομα ένα μοντέλο. Το πρώτο αυτό μοντέλο καταρρίπτεται αμέσως από το έμπειρο μάτι της Φράνκλιν, η οποία έχει αποδεχτεί μαζί με τον Γουίλκινς την πρόταση των Γουότσον και Κρικ να τους επισκεφτεί στο Κέιμπριτζ για να το δει. Η αποτυχία αυτή τους κόστισε πολύ: εκτός από τη χαμένη υπερηφάνειά τους, οι δύο ερευνητές έχασαν και την ανοχή των πρεσβυτέρων του εργαστηρίου, οι οποίοι αντιμετώπιζαν πια «τον Αμερικανό και τον άλλο» ως τσαρλατάνους.

Σε αυτό το βαρύ κλίμα συνέχισαν την αναζήτησή τους οι Γουότσον και Κρικ. Πορεύτηκαν δε με κάτι σχεδόν απλοϊκό: προσπαθούσαν να διαλευκάνουν την τρισδιάστατη δομή του DNA χτίζοντας μοντέλα. Με άλλα λόγια, παίζοντας όπως παίζουν τα παιδιά με τα τουβλάκια... Φυσικά, εν αντιθέσει με τα παιδικά τουβλάκια, δεν έχτιζαν τα μοντέλα τους στην τύχη. Προσπαθούσαν αυτά να ανταποκρίνονται στα πειραματικά δεδομένα που είχαν συγκεντρωθεί από άλλους ερευνητές.

Όταν τελικά πέτυχαν να δημιουργήσουν ένα μοντέλο που να πληροί τις πειραματικές προϋποθέσεις των κρυσταλλογραφικών και στοιχειομετρικών δεδομένων, οι Γουότσον και Κρικ έμειναν εκστατικοί με την απλότητά του: πρόκειται για μια ελικοειδή δομή αποτελούμενη από δύο αντιπαράλληλες αλυσίδες. Αυτή τη φορά, η αποδοχή του μοντέλου τους από τη Φράνκλιν (αλλά και τον Μόρις Γουίλκινς και το διάσημο Αμερικανό Λίνους Πόλιν, ο οποίος έχει διαλευκάνει τη δομή της α' έλικας των πρωτεϊνών και ο οποίος βρίσκεται σε επίσκεψη στο εργαστήριό τους), σημαίνει ότι έχουν πετύχει το στόχο τους.

Πυρετωδώς ετοίμασαν το άρθρο με το οποίο θα ανήγγελλαν την επιτυχία τους. Το άρθρο, το οποίο στάλθηκε στην επιστημονική επιθεώρηση "Nature" στις 2 Απριλίου του 1953, αρχίζει με την εξής πρόταση: «Θα θέλαμε να προτείνουμε μια δομή για το άλας του δεσοξυριβονουκλεϊνικού οξέος (DNA). Η δομή αυτή διαθέτει καινοφανή χαρακτηριστικά τα οποία είναι αξιοσημείωτου βιολογικού ενδιαφέροντος».

Η εμφάνιση του άρθρου, στο τεύχος της 25ης Απριλίου 1953, σηματοδότησε για τους Γουότσον και Κρικ το τέλος ενός αγώνα δρόμου στον οποίο είχαν κόψει το νήμα. Ταυτοχρόνως όμως υπήρξε και η λυδία λίθος για τη γέννηση ενός νέου επιστημονικού κλάδου, της Μοριακής Βιολογίας, της οποίας την ανάπτυξη βιώνουμε ακόμη και σήμερα.


Κλινάκη Βικη
  Εκτύπωση
 
   



TOP ΕΙΔΗΣΕΙΣ | ΓΝΩΜΗ | ΟΙΚΟΝΟΜΙΑ | ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΣ | ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ | ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ | ΑΘΛΗΤΙΣΜΟΣ | ΕΝΤΥΠΟ PDF | MEDIA | LIFESTYLE | EΚΠΑΙΔΕΥΣΗ | ΥΓΕΙΑ | ΓΥΝΑΙΚΑ | ΤΑΞΙΔΙΑ | ΨΥΧΑΓΩΓΙΑ | AUTOMOTO | BLOGS | ΧΡΗΣΙΜΑ TOP
TEST_MAIL