Erken Vakıflar: Nuclein'den Dönüşüm Prensipleri

DNA'nın 1953 yılında çift helix keşfi, bilimsel tarihte en dönüştürücü anlardan biri olarak, onunedity, ⁇ ve yaşam anlayışımızı yeniden şekillendirdi. Ancak bu atılım on yıllar boyunca acı çeken araştırma, serendipitous keşifler ve entelektüel çalışma birçok disiplin ve kıtalar tarafından ortaya çıktı.

Hikaye, Friedrich Miescher ile 1869 yılında başlıyor, İsviçreli bir doktor, ps-soaked bandajlardan izole edilmiş beyaz kan hücrelerinin incelenmesini inceliyordu. Miescher, “nükleik” olarak adlandırdığı hücre çekirdeği içinde bir fosfor-zengin madde tespit etti.

1900'lerin başlarında, biyokimyacı Phoebus Levene DNA'nın kimyasal bileşenlerini tanımlamakla kritik bir ilerleme kaydetti: Deoxyose şeker, fosfat grupları ve dört azot bazları -birine (A), seninmine (T), cytosine (C), ve guanine (G) ancak Levene'nin tetranünükleotid hipotezi bu üsleri basit, monoton bir şekilde tekrarladı, DNA'nın karmaşık genetik bilgileri depolamak için çok kimyasal bir şekilde sıralandığını sonucuna vardı.

Bu görüşü yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş bu deneyi. bu deneyden sorumlu bir şekilde, deney bu deney için bu deneyden sorumluydu.

Gerçek bir atılım 1944 yılında geldi, çünkü Oswald Avery, Colin MacLeod ve Maclyn McCarty Rockefeller Enstitüsü'nde sistematik olarak proteinleri, RNA'yı ve diğer moleküllerin Griffith'in dönüşümlerini ortaya koyduğunda, Alfred Hershey ve Martha Chase'nın genetik materyali takip etmesi – bu DNA'nın derin şüphelerle karşı karşıya kaldığı, DNA'nın sadece DNA'yı doğrudan üremediğini iddia etti.

Chargaff'ın Kuralları ve Yapının Sorunu

Bu deneylerin oluşturduğu gibi:0) [Döneticileri [Döneticileri”, DNA’yı çeşitli türlerden analiz etmek için uygulanan bir biyokimyasal analize tabi olan üç boyutlu mimariye sahip olsa da, Markgaff’un üç boyutlu mimariye ilişkin temelleri 1950 yılında yayınlanan, iki önemli düzenli olarak ortaya koyan bir analiz yöntemiyle, örneğin, Markgaff’ın (Dönetici) arasındaki ayrımı kanıtlayan iki temelsel analiz yöntemin miktarı her zaman eşitlenmiş olur.[Dönemli)[Dönemli)

Bu arada, fiziksel kimyager Linus Pauling, X-ray kristalografi kullanarak proteinlerin alfa-helix yapısını çözerek model inşa yaklaşımlarının gücünü göstermiştir. Pauling'in yöntemleri – doğru moleküler modeller inşa etmek için fiziksel kısıtlamalara sahip kimyasal ilkeleri – 1952'de yapısal biyoloji için bir şablon kurdu.

Çift Helix için Yarış

X-Ray Kristalografi King's College

Londra'da, King'in Koleji Londra'da, iki fizikçi X-ray difraksiyonu DNA fiberlere uyguluyordu. Maurice Wilkins, bir helical yapısı öneren kalıpları teşvik etti. 1951 yılında Rosalind Franklin tarafından katıldı, X-ray diffraction teknikleri incelemiş olan bir uzman.

Franklin probleme olağanüstü deneysel disiplin getirdi. İki DNA biçimini tanımladı - yapısı tanımlayan drier "A-form" ve son derece hidratlanmış "B-form" - ve B-form'un daha net bir difraksiyon modellerini ürettiğini fark etti. Mezun öğrenci Raymond Gosling, Franklin sistematik olarak toplanan görüntüler ve 10 temel çiftleri sırayla yayınladı.

Franklin'in laboratuvar notları ve iç raporları, yapının önemli özelliklerini ortaya koyduğunu ortaya koyuyor: fosfat gruplarının molekülün dışında yalan söylemeleri ve üsler Kasım 1951'de bir colloquium'da bu bulguları sunmalıdır, ki Watson bu konuşmadan notları daha sonra önemli bir şekilde kanıtlayacaktı, ancak başlangıçta bilimsel katkılarını yanlış anlamalı, [[Gücretsiz Franklin Papers içinde depolanmalıdır.

Wilkins, Fotoğraflar 51 ve Data Transfer

Franklin ve Wilkins arasındaki ilişki, Ocak 1953'te Franklin'in bilgisi veya onayı olmadan, Wilkins'in King'in Koleji'ne ziyaret sırasında James Watson'a fotoğraf çekti.

Watson hemen helical imzasını tanıdı. Görüntünün açıklığı, Franklin'in hesaplanan boyutlarıyla bir araya geldi ve Francis Crick'in ihtiyacı olan eksik parçaları verdi.Bu tür verilerle ilgili olarak problemli bir şekilde modern standartlarla ilgili olarak sorun yaşadı - kararlı bir şekilde Watson, Cambridge'e özel bir inançla geri döndü ve üslerin sabit bir çapı korumak için özel olarak çift olması gerekir.

Watson ve Crick Cavendish

James Watson, genç bir Amerikan moleküler biyolog ve Francis Crick, Franklin'in deneysel rigor'dan gelen bir İngiliz fizikçisi, Cambridge'deki Cavendish Laboratuarında bir ofis paylaştı. işbirliği, bilinen kimyasal kısıtlamalara karşı yoğun olarak yapısal olasılıklarla işaretlendi.

1951 yılının sonlarında yapılan ilk denemeleri, dış ve fosfatların merkezi bir temel oluşturan üslerle üçlü bir modeldi. Franklin, modellerini inceledikten sonra, yıkıcı bir eleştiriyi teslim etti: hidrasyon verileri, üsleri kimyasal olarak olumsuz olmayan pozisyonlarda yer aldı ve modeli geri çekti. Cavendish ekibini reddetti ve DNA işini terk etmek için üstünlerinden sonra - büyük ölçüde görmezden gelen yönergeler tarafından talimat verildi.

Crick, ziyaret eden bir matematikçi ile danışmanlık yaptığında, Chargaff'in temel eşdeğerliğinin belirli bir çiftleştirici mekanizmasına işaret ettiğini fark etti: hidroksitle (İki hidrojen bağı) ve eşanine (üç hidrojen bağı) aynı boyutlar üretti.Bu çiftleştirici parametreleri, sadece Chargaff'nın kurallarından memnun değil, aynı zamanda bir purene (A veya G) bir pirimi (T veya C) bir çiftliği ile birlikte geri çevirerek iki taneciklisi de doğru bir şekilde tekrarladı.

Model her şeyi zarif bir şekilde açıkladı: genetik bilgi temel sırada nasıl depolanabilir, nasıl iplik ve tamamlayıcı taban çiftliği ile çoğaltılabilir ve mutasyonların temel değişikliklerden nasıl ortaya çıkabilirdi. Crick daha sonra “yaşamın sırrı” keşfettiklerini belirtti.

Pauling Challenge

Watson ve Crick'e aşina olmayan Linus Pauling de yapıyı kapatmıştı.1983'te Pauling ve Robert Corey, Pauling'in yazmasını görmek için üç aylık bir model yayınladı.

1953'te parçalandı ve Yayınlama

Watson ve Crick, Mart 1953'te modellerini tamamladı. onların dönüm noktası kağıt, "Molecular Nucleic Acid için bir Yapı", hemen ortaya koyduğumuz farkdan kaçamadı [Dönetici materyali için olası bir kopya mekanizması” – 25 Nisan 1953 tarihinde, en concise ve eksi bilimsel kağıtlardan biri.

[FONT=0]Dokuzal , iki destekleyici makaleye ek olarak Watson-Crick kağıdı yayınladı: Wilkins, Alec Stokes ve Herbert Wilson'dan biri ve Franklin ve Gosling'tan başka bir şey, X-ray difraksiyon kanıtlarının, keşifleri yerine bir katkı sağladığına dair bir onay verdi.

Bilimsel topluluk, modeli hızla kabul etti, çünkü bilinen tüm kimyasal ve fiziksel veriler için hesaplandı. 1954'ten itibaren çift helix yaygın olarak doğru olarak kabul edildi. Watson ve Crick yirminci yüzyılın en büyük biyolojik bulmacasını çözdü.

Eşitlikler ve Dönüşümler

Moleküler Biyoloji ve Genetik Kod

Çift helix yapısı biyolojiyi bir tanımlayıcı bilimden bir bilgi bilimine dönüştürdü. Yapının en acil örnekleme yarı muhafazakar replikasyonu oldu, 1958 yılında Matthew Meselson ve Franklin Stahl tarafından, bu mekanizma genetik bilgilerin nesiller boyunca nasıl sadık olabileceğini açıkladı.

Yapı ayrıca genetik koda uyma kapıyı açtı. DNA temel dizilerde saklanmışsa, bu diziler proteinlere nasıl çevrildi? on yıl içinde Marshall Nirenberg, Har Gobind Khorana ve Robert Holley, bu tür üsleri işaret eden bazı görevleri kırarak, genetik amino asitlerin yer aldığına işaret etti. moleküler biyolojinin merkezi dogmaları – DNA'yı kodlayan proteinler – gen eksprese etme prensibini örgütletir.

1970'lerde Recombinant DNA teknolojisi, bilim adamlarının farklı organizmalardan kesme ve splice DNA'yı kesmelerini sağladı. Biyoteknoloji endüstrisi doğdu.TheurFLT:0)Ulusal İnsan Genom Araştırmaları Enstitüsü) bu temel keşiflerin modern tıp ve genomikleri nasıl şekillendirdiğini kapsamlı kaynaklar sunuyor.

Tıbbi Devrimler

DNA yapısal bilgisinin klinik etkisi derin olmuştur. DNA'nın yapısını anlamak, hedefli tedavilerin geliştirilmesini sağlar - spesifik genetik hedeflerle etkileşime girmek için tasarlanmış ilaçlar. Monoclonal antikorlar, tyrosine kinase inhibitörleri ve PARP inhibitörleri tüm genetik testlerin bilgisine bağlıdır.

Gen tedavisi, bir kez spekülatif olarak, onaylanmış tedavilere olgunlaşmıştır. 2016 yılında Avrupa'da şiddetli bir kombine immüniteficilik için ilk gen terapisi onaylandı. Luxturna, 2017 yılında kabul edilen kalıtsal retina hastalığı RPE65) geninde mutasyonlar nedeniyle kalıtsal olarak kabul edildi.

Jennifer Doudna, Emmanuelle Charpentier ve meslektaşları tarafından geliştirilen CRISPR-Cas9 gen düzenleme, doğrudan temel öğrenme ilkelerine dayanan Watson ve Crick tarafından açıklanan bu teknoloji, DNA dizilerinin yaşamdaki kesin modifikasyonunu sağlar, hastalığa neden olan mutasyonlar için klinik çalışmalar yapar.

Adli Bilimler ve İnsan Kimlik

Klinik dışında, DNA yapısı, suç sahnelerini astronomik bir şekilde mahkum etti. Alec Jeffreys 1984 yılında DNA parmak izi geliştirdi, insan genomunun bireysel özelliklere özgü desenler oluşturmak için değişken bölgeleri kullandı. Teknik, 1992 yılında kurulmuş olan astronomik hassas veya aşırı mahkum edilen yanlış hükümlerle karşı karşıya kalabilir.

Ancestry testleri milyonlarca insanı genetik mirasına bağladı, aynı zamanda bireylerin kişisel kimliklerini nasıl anladığını da yeniden şekillendirdi.

Tarım ve Evrimsel Biyoloji

Tarımda, genetik olarak değiştirilmiş ürünler, gelişmekte olan ülkelerde bir eksikliğini ortaya çıkardılar, bu uygulamalar gıda güvenliğine katkıda bulundu, ancak aynı zamanda kendi insekseri üreten Bt mısır, kimyasal pestisit kullanımını azalttı. Golden pirinç, gelişmekte olan ülkelerde beta-karotene üretmek için mühendisi, adresler vitamin A eksikliğini de artırdı.

Evrimsel biyoloji, karşılaştırmalı genomikler tarafından yeniden şekillendirilmiştir. Tüm genomları sıralayabilme ve karşılaştırma yeteneği bilim insanlarının anatomi ve fosillerden evrimsel ilişkileri takip etmelerine ve geliştirme modellerini onaylamasına izin verdi.

Tarihsel Yanmalar ve Dersler

Çift helix hikayesi de, tanıma, kredi ve bilimin sosyal yapıları hakkında dikkatli bir hikayedir. Rosalind Franklin'in önemli katkıları, 1958 yılında ovarian kanserleri tarafından bilinmeyen, profesyonel izolasyon ve bilimsel kredi kongreleri tarafından da tartışıldı.

1962 yılında, Watson, Crick ve Wilkins, Nobel Ödülü Fizikioloji veya Tıp alanında aldı. Nobel kuralları Franklin'in kabul edilemediğini, ancak tarih öncesi kabul edilenlerin on yıllar boyunca süren yeniden değerlendirmeleri teşvik etti. Watson'ın kendi daha sonra tartışmalı ifadeleri, bireysel kusurların dışında duruyor.

Tarih, bu atılımların nadiren yalnız başarı olduğunu gösteriyor. Kollektif, sık sık sık tartışmalı, insan çabalarından ortaya çıkıyor. Franklin'in deneysel disiplini, Chargaff'ın sayısal kuralları, Pauling'in model oluşturma yaklaşımı ve Watson ve Crick'in teorik içgörülerleri aynı zarif yapıda bir araya geliyor.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

DNA'nın çift helix yapısının elisitasyonu, akademik bir soruyu cevap vermekten daha fazlasını yaptı. Bilim adamlarının birbiriyle disiplin soruşturmasının ve insan merakının en basit örneklerinden nasıl inşa ettiklerine dair mavi baskıyı sağladı.

Bugün, tüm genomları saatlerce sıralıyoruz ve bu çiftleri cerrahi hassasiyetle düzenleriz.:0)Doğa DNA 50. yıldönümü arşivi[Dönetici: 1), orijinal yayınları keşfetmekle ilgilenenler için tarihsel materyallerden oluşan bir koleksiyondur. - T ile C, G ile bir araya gelmek - modern biyolojinin merkezi örgütlenme prensibini korumak.