Schrei Francis Harry Compton. Wer hat die Doppelhelix der DNA entdeckt?

Schrei Frances Harry Compton Schrei Frances Harry Compton

(Crick) (* 1916), englischer Biophysiker und Genetiker. 1953 erstellte er zusammen mit J. Watson ein Modell der DNA-Struktur ( Doppelhelix), was die Erklärung vieler seiner Eigenschaften und biologischen Funktionen ermöglichte und den Grundstein für die Molekulargenetik legte. Arbeitet an der Entschlüsselung des genetischen Codes. Nobelpreis (1962, gemeinsam mit J. Watson und M. Wilkins).

CRICK (Crick) Francis Harry Compton (8. Juni 1916, Northampton, Großbritannien – 30. Juli 2004, San Diego, USA), englischer Biophysiker und Genetiker. Nobelpreis für Physiologie oder Medizin (1962, gemeinsam mit J. Watson und M. Wilkins (cm. WILKINS (Maurice)).
Geboren in die Familie eines erfolgreichen Schuhherstellers. Nachdem die Familie nach London gezogen war, studierte er an der Mill Hill School, wo er seine Fähigkeiten in Physik, Chemie und Mathematik unter Beweis stellte. Nach seinem Abschluss am Oxford University College erhielt er 1937 einen Bachelor-Abschluss. Naturwissenschaften, schützend These- Viskosität von Wasser bei hohen Temperaturen.
1939, bereits während des Zweiten Weltkriegs, begann er im Forschungslabor des Marineministeriums zu arbeiten und arbeitete an Tiefseeminen. Am Ende des Krieges, während ich weiterhin in dieser Abteilung arbeitete, lernte ich das Buch des bekannten österreichischen Wissenschaftlers E. Schrödinger kennen (cm. SCHRÖDINGER (Erwin)"Was ist Leben? Physikalische Aspekte der lebenden Zelle“ (1944), in dem die raumzeitlichen Ereignisse in einem lebenden Organismus aus der Perspektive der Physik und Chemie erklärt wurden. Die in dem Buch vorgestellten Ideen beeinflussten Crick so sehr, dass er, um Teilchenphysik zu studieren, zur Biologie wechselte. Nachdem er ein Stipendium des Medical Research Council erhalten hatte, begann Crick 1947 am Strangeway Laboratory in Cambridge zu arbeiten, wo er Biologie studierte. organische Chemie und Röntgenbeugungstechniken zur Bestimmung der räumlichen Struktur von Molekülen. Seine Kenntnisse in der Biologie erweiterten sich erheblich, nachdem er 1949 an das berühmte Cavendish Laboratory in Cambridge wechselte – eines der weltweiten Zentren der Molekularbiologie, wo er unter der Leitung des bekannten Biochemikers M. Perutz stand (cm. PERUTZ (Max Ferdinand) Crick untersuchte die molekulare Struktur von Proteinen. Er versuchte es zu finden chemische Basis Genetik, von der er annahm, dass sie in Desoxyribonukleinsäure eingebettet sein könnte (cm.(DEOXYRIBONUCLEINSÄUREN)(DNA).
Im gleichen Zeitraum arbeiteten andere Wissenschaftler zur gleichen Zeit wie Crick auf demselben Gebiet. 1950 gründete der amerikanische Biologe E. Chargaff (cm. CHARGAFF Erwin) von der Columbia University kam zu dem Schluss, dass DNA gleiche Mengen von vier stickstoffhaltigen Basen enthält – Adenin (cm. ADENIN), Timina (cm. TIMIN), Guanin (cm. GUANIN) und Cytosin (cm. CYTOSIN). Englische Kollegen von Crick M. Wilkins (cm. WILKINS (Maurice) und R. Franklin vom King's College der University of London führten Röntgenbeugungsstudien an DNA-Molekülen durch.
1951 begann Crick eine gemeinsame Forschung mit dem jungen amerikanischen Biologen J. Watson (cm. WATSON (James Dewey) am Cavendish Laboratory. Aufbauend auf den frühen Arbeiten von Chargaff, Wilkins und Franklin arbeiteten Crick und Watson zwei Jahre lang an der räumlichen Struktur des DNA-Moleküls und konstruierten ein Modell davon aus Perlen, Drahtstücken und Pappe. Nach ihrem Modell ist DNA eine Doppelhelix, die aus zwei Ketten eines Monosaccharids und eines Phosphats besteht, die durch Basenpaare innerhalb der Helix verbunden sind, wobei Adenin mit Thymin und Guanin mit Cytosin verbunden sind und die Basen durch Wasserstoffbrückenbindungen miteinander verbunden sind. Das Watson-Crick-Modell ermöglichte es anderen Forschern, den Prozess der DNA-Synthese klar zu visualisieren. Die beiden Stränge des Moleküls trennen sich an Wasserstoffbrückenbindungsstellen, wie beim Öffnen eines Reißverschlusses, und dann wird auf jeder Hälfte des alten DNA-Moleküls ein neuer synthetisiert. Die Basensequenz fungiert als Vorlage oder Vorlage für ein neues Molekül.
1953 schlossen sie die Erstellung eines DNA-Modells ab und Crick erhielt in Cambridge einen Doktortitel mit einer Arbeit über Röntgenbeugungsanalyse der Proteinstruktur. 1954 beschäftigte er sich mit der Entschlüsselung des genetischen Codes. Ursprünglich Theoretiker, begann Crick sein Studium bei S. Brenner genetische Mutationen in Bakteriophagen – Viren, die Bakterienzellen infizieren.
Bis 1961 wurden drei Arten von Ribonukleinsäure entdeckt (cm.(Ribonukleinsäuren)(RNA): Bote, Ribosomal und Transport. Crick und seine Kollegen schlugen eine Möglichkeit vor, den genetischen Code zu lesen. Nach Cricks Theorie empfängt die Boten-RNA genetische Informationen von der DNA im Zellkern und überträgt sie an Ribosomen, die Orte der Proteinsynthese im Zellzytoplasma. Transfer-RNA überträgt Aminosäuren auf Ribosomen. Messenger- und ribosomale RNA sorgen im Zusammenspiel miteinander für die Verbindung von Aminosäuren zu Proteinmolekülen in der richtigen Reihenfolge. Der genetische Code besteht aus Tripletts stickstoffhaltiger Basen in DNA und RNA für jede der 20 Aminosäuren. Gene bestehen aus zahlreichen Grundtripletts, die Crick Codons nannte. (cm. CODON) Sie sind bei verschiedenen Arten gleich.
1962 wurden Crick, Wilkins und Watson ausgezeichnet Nobelpreis„für seine Entdeckungen über die Molekülstruktur Nukleinsäuren und ihre Auswirkungen auf die Informationsübertragung in lebenden Systemen.“ Im Jahr seiner Nobelpreisverleihung wurde Crick Leiter des biologischen Labors an der Universität Cambridge und ausländisches Mitglied des Rates des Salk Institute in San Diego (Kalifornien). 1977, nach seinem Umzug nach San Diego, wandte sich Crick der Forschung auf dem Gebiet der Neurobiologie zu, insbesondere den Mechanismen des Sehens und Träumens.
In seinem Buch „Das Leben wie es ist: Sein Ursprung und seine Natur“ (1981) stellte der Wissenschaftler die erstaunliche Ähnlichkeit aller Lebensformen fest. Unter Berufung auf Entdeckungen in der Molekularbiologie, Paläontologie und Kosmologie schlug er vor, dass das Leben auf der Erde möglicherweise von Mikroorganismen stammt, die von einem anderen Planeten im Weltraum verteilt waren. Er und sein Kollege L. Orgel nannten diese Theorie „direkte Panspermie“.
Der Schrei lebte langes Leben Er starb im Alter von 88 Jahren. Zu seinen Lebzeiten erhielt Crick zahlreiche Preise und Auszeichnungen (S. L. Mayer-Preis der Französischen Akademie der Wissenschaften, 1961; Wissenschaftlicher Preis der American Research Society, 1962; Royal Medal, 1972; J. Copley-Medaille). (cm. COPLEY (John Singleton) Royal Society, 1976).

Enzyklopädisches Wörterbuch . 2009 .

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GEN (von griech. genos genus, Ursprung), ein Abschnitt eines genomischen Nukleinsäuremoleküls, der durch eine für ihn spezifische Nukleotidsequenz gekennzeichnet ist, eine Funktionseinheit darstellt, die sich von den Funktionen anderer Gene unterscheidet und in der Lage ist... ... Enzyklopädisches Wörterbuch

Englischer Physiker (durch Ausbildung), Nobelpreisträger für Physiologie oder Medizin im Jahr 1962 (zusammen mit James Watson Und Maurice Wilkins) mit der Formulierung: „für ihre Entdeckung der molekularen Struktur von Nukleinsäuren und ihrer Bedeutung für die Informationsübertragung in lebender Materie.“

Während des Zweiten Weltkriegs arbeitete er bei der Admiralität, wo er magnetische und akustische Minen für die britische Flotte entwickelte.

Im Jahr 1946 Francis Creek lies das Buch Erwin Schrödinger: Was ist Leben aus physikalischer Sicht? und beschloss, die Forschung in der Physik aufzugeben und sich den Problemen der Biologie zu widmen. Später schrieb er, dass man, um von der Physik zur Biologie zu gelangen, „fast wiedergeboren“ werden müsse.

Im Jahr 1947 Francis Creek verließ die Admiralität und ungefähr gleichzeitig mit Linus Pauling stellten die Hypothese auf, dass das Beugungsmuster von Proteinen durch umeinander gewickelte Alpha-Helices bestimmt wird.

Francis Crick interessierte sich für zwei grundlegende ungelöste Probleme der Biologie:
- Wie ermöglichen Moleküle den Übergang vom Nichtleben zum Leben?
- Wie führt das Gehirn das Denken aus?

Im Jahr 1951 Francis Creek getroffen James Watson und gemeinsam wandten sie sich 1953 der Analyse der DNA-Struktur zu.

"Karriere F. Crick kann nicht als schnell und hell bezeichnet werden. Mit fünfunddreißig ist er es immer noch Nicht erhielt den Doktortitel (PhD entspricht in etwa dem Titel „Kandidat der Wissenschaften“ – Anmerkung von I.L. Vikentyev).
Deutsche Bomben zerstörten das Labor in London, in dem er die Viskosität messen sollte warmes Wasser unter Druck.
Crick war nicht sehr verärgert darüber, dass seine Karriere als Physiker in einer Sackgasse gelandet war. Die Biologie hatte ihn bereits gereizt, und so fand er schnell eine Anstellung in Cambridge, wo sein Thema die Messung der Viskosität des Zytoplasmas von Zellen war. Darüber hinaus studierte er Kristallographie bei Cavendish.
Aber Crick hatte nicht genug Geduld, um seine eigenen wissenschaftlichen Ideen erfolgreich zu entwickeln, und auch nicht den nötigen Fleiß, um andere zu entwickeln. Sein ständiger Spott über andere, die Missachtung seiner eigenen Karriere, gepaart mit Selbstvertrauen und der Angewohnheit, anderen Ratschläge zu geben, irritierte seine Cavendish-Kollegen.
Doch Crick selbst war von der wissenschaftlichen Ausrichtung des Labors, das sich ausschließlich auf Proteine ​​konzentrierte, nicht begeistert. Er war sich sicher, dass die Suche in die falsche Richtung ging. Das Geheimnis der Gene liegt nicht in Proteinen, sondern in der DNA. Von Ideen verführt Watson, gab er seine eigene Forschung auf und konzentrierte sich auf die Untersuchung des DNA-Moleküls.
So entstand ein großartiges Duett zweier freundlicher, rivalisierender Talente: ein junger, ehrgeiziger Amerikaner, der sich ein wenig mit Biologie auskennt, und ein kluger, aber unkonzentrierter 35-jähriger Brite, der sich mit Physik auskennt.
Die Kombination zweier Gegensätze verursachte eine exotherme Reaktion.
Innerhalb weniger Monate kamen die beiden Wissenschaftler, nachdem sie ihre eigenen Daten und die zuvor von anderen gesammelten, aber nicht verarbeiteten Daten zusammengetragen hatten, nahe dran größte Entdeckung in der gesamten Menschheitsgeschichte - die Entschlüsselung der DNA-Struktur. […]
Aber es gab keinen Fehler.
Es stellte sich heraus, dass alles denkbar einfach war: Die DNA enthält einen entlang ihres gesamten Moleküls geschriebenen Code – eine elegant verlängerte Doppelhelix, die beliebig lang sein kann.
Der Code wird aufgrund der chemischen Affinität zwischen den Komponenten kopiert Chemische Komponenten- Buchstaben des Codes. Die Buchstabenkombinationen stellen den Text des Proteinmoleküls dar, geschrieben in einem noch unbekannten Code. Die Einfachheit und Eleganz der DNA-Struktur war atemberaubend.
Später Richard Dawkins schrieb: „Das wirklich Revolutionäre an der Ära der Molekularbiologie nach Watson und Crick war, dass der Code des Lebens in digitaler Form niedergeschrieben wurde, unglaublich ähnlich dem Code eines Computerprogramms.“

Matt Ridley, Genome: Autobiographie einer Art in 23 Kapiteln, M., Eksmo, 2009, S. 69-71.

Nachdem ich das Erhaltene analysiert habe Maurice Wilkins Daten zur Röntgenstreuung an DNA-Kristallen, Francis Creek zusammen mit James Watson erstellte 1953 ein Modell der dreidimensionalen Struktur dieses Moleküls, das Watson-Crick-Modell.

Francis Creek schrieb 1953 stolz an seinen Sohn: „ Jim Watson und ich habe die vielleicht wichtigste Entdeckung gemacht ... Jetzt sind wir sicher, dass DNA ein Code ist. Somit unterscheidet sich ein Gen durch die Abfolge der Basen („Buchstaben“) von einem anderen (so wie sich gedruckte Textseiten voneinander unterscheiden). Sie können sich vorstellen, wie die Natur Kopien von Genen anfertigt: Wenn zwei Ketten zu zwei separaten Ketten verwoben werden, wobei F jede Kette mit einer anderen Kette verbindet, dann wird A immer bei T sein und G bei C, und wir erhalten zwei Kopien statt einer. Mit anderen Worten: Wir glauben, den zugrunde liegenden Mechanismus gefunden zu haben, durch den Leben aus Leben entsteht … Sie können verstehen, wie aufgeregt wir sind.“

Zitiert in Matt Ridley, Life is a Discrete Code, in: Theories of Everything, hrsg. John Brockman, M., „Binom“; „Wissenslabor“, 2016, S. elf.

genau Francis Creek 1958 „... mit formulierte das „zentrale Dogma der Molekularbiologie“, wonach die Übertragung von Erbinformationen nur in eine Richtung erfolgt, nämlich von der DNA zur RNA und von der RNA zum Protein .
Dies bedeutet, dass die in der DNA aufgezeichneten genetischen Informationen in Form von Proteinen umgesetzt werden, jedoch nicht direkt, sondern mit Hilfe eines verwandten Polymers – der Ribonukleinsäure (RNA), und dieser Weg von Nukleinsäuren zu Proteinen irreversibel ist. Somit wird DNA auf DNA synthetisiert und sorgt so für ihre eigene Reduplikation, d.h. Reproduktion des ursprünglichen genetischen Materials über Generationen hinweg. RNA wird auch auf DNA synthetisiert, was zu Umschreibungen (Transkriptionen) führt. genetische Information in Form mehrerer Kopien der RNA. RNA-Moleküle dienen als Vorlagen für die Proteinsynthese – genetische Informationen werden in die Form von Polypeptidketten übersetzt.“

Gnatik E.N., Der Mensch und seine Perspektiven im Lichte der Anthropogenetik: philosophische Analyse, M., Verlag der Russischen Universität der Völkerfreundschaft, 2005, p. 71.

„1994 erschien ein Buch, das großes Aufsehen erregte Francis Crick„Eine erstaunliche Hypothese. Wissenschaftliche Suche nach der Seele.“
Crick steht Philosophen und der Philosophie im Allgemeinen skeptisch gegenüber, da er deren abstrakte Argumentation für unfruchtbar hält. Erhielt den Nobelpreis für die Entschlüsselung der DNA (mit J. Watson und M. Wilkins) stellte er sich folgende Aufgabe: die Natur des Bewusstseins auf der Grundlage spezifischer Fakten über die Funktionsweise des Gehirns zu entschlüsseln.
Im Großen und Ganzen geht es ihm nicht um die Frage „Was ist Bewusstsein?“, sondern darum, wie das Gehirn es produziert.
Er sagt: „‚Sie‘, Ihre Freuden und Sorgen, Ihre Erinnerungen und Ambitionen, Ihr Gefühl der persönlichen Identität und des freien Willens sind in Wirklichkeit nichts weiter als das Verhalten einer riesigen Gemeinschaft.“ Nervenzellen und ihre interagierenden Moleküle.“
Crick interessiert vor allem die Frage: Was ist die Natur der Strukturen und Muster, die die Verbindung und Einheit des bewussten Handelns gewährleisten („ die Bindung Problem")?
Warum verknüpfen sich sehr unterschiedliche Reize, die das Gehirn empfängt, so miteinander, dass am Ende ein einheitliches Erlebnis entsteht, beispielsweise das Bild einer laufenden Katze?
Es liegt seiner Meinung nach in der Natur der Gehirnverbindungen, dass man nach einer Erklärung für das Phänomen des Bewusstseins suchen sollte.
Die „erstaunliche Hypothese“ lautet tatsächlich, dass der Schlüssel zum Verständnis der Natur des Bewusstseins und seiner qualitativen Bilder die synchronisierten Ausbrüche von Neuronen sein könnten, die in Experimenten im Bereich von aufgezeichnet wurden 35 Vor 40 Hertz in Netzwerken, die den Thalamus mit der Großhirnrinde verbinden.
Natürlich bezweifelten sowohl Philosophen als auch Kognitionswissenschaftler dieses Zögern Nervenstränge, vielleicht wirklich mit der Manifestation phänomenaler Merkmale der Erfahrung verbunden, kann man Hypothesen über das Bewusstsein und seine kognitiven Denkprozesse aufstellen.“

Yudina N.S., Bewusstsein, Physikalismus, Wissenschaft, in Sammlung: Das Problem des Bewusstseins in Philosophie und Wissenschaft / Ed. DI. Dubrovsky, M., „Canon +“, 2009, S. 93.

James Watson ist ein Pionier der Molekularbiologie und gilt neben Francis Crick und Maurice Wilkins als Entdecker der DNA-Doppelhelix. Für ihre Arbeit erhielten sie 1962 den Nobelpreis für Medizin.

James Watson: Biografie

Geboren am 6. April 1928 in Chicago, USA. Er studierte an der Horace Mann School und dann an der weiterführende Schule Südküste. Im Alter von 15 Jahren trat er in die University of Chicago ein Experimentelles Programm Stipendien für hochbegabte Kinder. Sein Interesse am Vogelleben veranlasste James Watson, Biologie zu studieren, und 1947 erhielt er einen Bachelor of Science in Zoologie. Nach der Lektüre von Erwin Schrödingers bahnbrechendem Buch „Was ist Leben?“ er wechselte zur Genetik.

Nachdem er von Caltech und Harvard abgelehnt wurde, erhielt James Watson ein Stipendium für ein Graduiertenstudium an der Indiana University. Für seine Arbeiten über die Auswirkungen von Röntgenstrahlung auf die Vermehrung von Bakteriophagenviren wurde ihm 1950 der Doktortitel in Zoologie verliehen. Von Indiana zog Watson nach Kopenhagen und setzte seine Erforschung von Viren als Fellow am National Research Council fort.

Entschlüsseln Sie die DNA!

Nach einem Besuch im New Yorker Labor in Cold Spring Harbor, wo er die Forschungsergebnisse von Hershey und Chase überprüfte, kam Watson zu der Überzeugung, dass DNA das Molekül war, das für die Übertragung genetischer Informationen verantwortlich ist. Er war fasziniert von der Idee, dass wir herausfinden könnten, wie Daten zwischen Zellen übertragen werden, wenn wir ihre Struktur verstehen. Die Virenforschung interessierte ihn nicht mehr so ​​sehr wie diese neue Richtung.

Im Frühjahr 1951 lernte er auf einer Konferenz in Neapel Maurice Wilkins kennen. Letzteres demonstrierte die Ergebnisse der ersten Versuche, mithilfe der Röntgenbeugung ein DNA-Molekül abzubilden. Watson, begeistert von Wilkins' Daten, kam im Herbst in Großbritannien an. Er bekam eine Stelle am Cavendish Laboratory, wo er begann, mit Francis Crick zusammenzuarbeiten.

Erste Versuche

Um die molekulare Struktur der DNA zu entschlüsseln, entschieden sich James Watson und Francis Crick für einen modellbasierten Ansatz. Beide waren davon überzeugt, dass die Lösung seiner Struktur eine Schlüsselrolle beim Verständnis der Übertragung genetischer Informationen von Eltern- auf Tochterzellen spielen würde. Biologen erkannten, dass die Entdeckung der DNA-Struktur einen großen wissenschaftlichen Durchbruch bedeuten würde. Gleichzeitig waren sie sich der Existenz von Konkurrenten unter anderen Wissenschaftlern wie Linus Pauling bewusst.

Crick und James Watson modellierten DNA mit großer Mühe. Keiner von ihnen hatte einen Chemie-Hintergrund, also benutzten sie Standard-Chemielehrbücher, um Kartonkonfigurationen auszuschneiden chemische Bindungen. Ein Gaststudent bemerkte, dass laut neuen, nicht in den Büchern enthaltenen Daten einige seiner chemischen Bindungen aus Pappe umgekehrt verwendet wurden. Etwa zur gleichen Zeit besuchte Watson einen Vortrag von Rosalind Franklin am nahegelegenen King's College. Anscheinend hörte er nicht genau zu.

Unverzeihlicher Fehler

Aufgrund des Fehlers scheiterte der erste Versuch der Wissenschaftler, ein DNA-Modell zu erstellen. James Watson und Francis Crick konstruierten eine Dreifachhelix mit Stickstoffbasen draußen Strukturen. Als sie das Modell ihren Kollegen vorstellten, kritisierte Rosalind Franklin es scharf. Die Ergebnisse ihrer Forschung zeigten eindeutig die Existenz zweier DNA-Formen. Das feuchtere Modell stimmte mit dem Modell überein, das Watson und Crick zu bauen versuchten, aber sie erstellten ein DNA-Modell ohne das vorhandene Wasser. Franklin bemerkte, dass sich die Stickstoffbasen bei richtiger Interpretation ihrer Arbeit im Inneren des Moleküls befinden würden. Der Direktor des Cavendish-Labors war über ein solches öffentliches Versagen beschämt und empfahl den Forschern, ihren Ansatz aufzugeben. Die Wissenschaftler wandten sich offiziell anderen Bereichen zu, dachten aber privat weiterhin über das DNA-Problem nach.

Spionageentdeckung

Wilkins, der mit Franklin am King's College arbeitete, befand sich in einem persönlichen Konflikt mit ihr. Rosalind war so unglücklich, dass sie beschloss, ihre Forschung an einen anderen Ort zu verlegen. Es ist nicht klar, wie, aber Wilkins erhielt eines ihrer besten Röntgenbilder eines DNA-Moleküls. Sie hätte es ihm vielleicht sogar selbst geschenkt, als sie ihr Büro aufräumte. Es ist jedoch sicher, dass er das Bild ohne Franklins Erlaubnis aus dem Labor holte und es seinem Freund Watson in Cavendish zeigte. Anschließend schrieb er in seinem Buch „The Double Helix“, dass ihm in dem Moment, als er das Foto sah, die Kinnlade herunterfiel und sein Puls schneller wurde. Alles war unglaublich einfacher als das früher erhaltene A-Formular. Darüber hinaus kann das schwarze Kreuz aus Reflexionen, das das Foto dominiert, nur aus einer spiralförmigen Struktur entstanden sein.

Nobelpreisträger

Biologen nutzten neue Daten, um ein doppelsträngiges Helixmodell mit stickstoffhaltigen Basen zu erstellen Paare A-T und C-G in der Mitte. Diese Paarung ließ Crick sofort darauf schließen, dass eine Seite des Moleküls als Vorlage für sich präzise wiederholende DNA-Sequenzen dienen könnte, um genetische Informationen während der Zellteilung zu transportieren. Dieses zweite, erfolgreiche Modell wurde im Februar 1951 vorgestellt. Im April 1953 veröffentlichten sie ihre Ergebnisse in der Zeitschrift Nature. Der Artikel sorgte für Aufsehen. Watson und Crick entdeckten, dass DNA die Form einer Doppelhelix oder „Wendeltreppe“ hat. Zwei Ketten darin wurden wie ein „Blitz“ getrennt und die fehlenden Teile nachgebildet. Somit ist jedes Desoxyribonukleinsäuremolekül in der Lage, zwei identische Kopien zu erzeugen.

Die Abkürzung DNA und das elegante Doppelhelix-Modell wurden weltweit bekannt. Auch Watson und Crick wurden berühmt. Ihre Entdeckung revolutionierte das Studium der Biologie und Genetik mögliche Methoden Gentechnik, die in der modernen Biotechnologie eingesetzt wird.

Das Nature-Papier führte dazu, dass ihnen und Wilkins 1962 der Nobelpreis verliehen wurde. Nach den Regeln der Schwedischen Akademie dürfen nicht mehr als drei Wissenschaftler ausgezeichnet werden. Rosalind Franklin starb 1958 an Eierstockkrebs. Wilkins erwähnte sie nebenbei.

In dem Jahr, in dem er den Nobelpreis erhielt, heiratete Watson Elizabeth Lewis. Sie hatten zwei Söhne: Rufus und Duncan.

Fortsetzung der Arbeit

James Watson arbeitete in den 1950er Jahren weiterhin mit vielen anderen Wissenschaftlern zusammen. Sein Genie war seine Fähigkeit, die Arbeit zu koordinieren unterschiedliche Leute und kombinieren Sie ihre Ergebnisse für neue Schlussfolgerungen. 1952 demonstrierte er mit einer rotierenden Röntgenanode die helikale Struktur des Tabakmosaikvirus. Von 1953 bis 1955 Watson arbeitete mit Wissenschaftlern des California Institute of Technology zusammen, um die Struktur der RNA zu modellieren. Von 1955 bis 1956 Er arbeitete erneut mit Crick zusammen, um die Prinzipien der Struktur von Viren aufzudecken. 1956 zog er nach Harvard, wo er RNA- und Proteinsynthese erforschte.

Skandalöse Chronik

1968 wurde ein kontroverses Buch über DNA veröffentlicht, verfasst von James Watson. „Die Doppelhelix“ war voller abfälliger Kommentare und rachsüchtiger Beschreibungen vieler an der Entdeckung beteiligter Personen, insbesondere Rosalind Franklin. Aus diesem Grund weigerte sich Harvard Press, das Buch zu veröffentlichen. Dennoch wurde das Werk veröffentlicht und war ein großer Erfolg. In einer späteren Ausgabe entschuldigte sich Watson für seine Behandlung von Franklin und sagte, er sei sich des Drucks, dem sie als Forscherin in den 1950er Jahren ausgesetzt war, nicht bewusst. Den größten Gewinn erzielte er aus der Veröffentlichung zweier Lehrbücher – „Molekularbiologie des Gens“ (1965) und „Molekularbiologie der Zelle und rekombinante DNA“ (aktualisierte Auflage 2002), die noch vergriffen sind. 2007 veröffentlichte er seine Autobiografie „Vermeide langweilige Menschen“. Lebenslektionen in der Wissenschaft.“

James Watson: Beiträge zur Wissenschaft

1968 wurde er Direktor des Cold Spring Harbor Laboratory. Zu dieser Zeit steckte das Institut in finanziellen Schwierigkeiten, doch Watson war sehr erfolgreich bei der Suche nach Spendern. Die von ihm geleitete Institution hat sich zu einem weltweit führenden Unternehmen auf dem Gebiet der Molekularbiologie entwickelt. Seine Mitarbeiter haben die Natur des Krebses aufgedeckt und erstmals seine Gene entdeckt. Mehr als 4.000 Wissenschaftler aus der ganzen Welt kommen jedes Jahr nach Cold Spring Harbor, so groß ist der große Einfluss des Instituts für internationale Genforschung.

Im Jahr 1990 wurde Watson zum Direktor des Human Genome Project der National Institutes of Health ernannt. Er nutzte seine Fundraising-Fähigkeiten, um das Projekt bis 1992 weiterzuführen. Er verließ das Unternehmen aufgrund eines Konflikts um die Patentierung genetischer Informationen. James Watson glaubte, dass dies nur die Forschung der an dem Projekt beteiligten Wissenschaftler behindern würde.

Kontroverse Aussagen

Sein Aufenthalt in Cold Harbor endete abrupt. Am 14. Oktober 2007 wurde er auf dem Weg zu einer Konferenz in London zum Weltgeschehen befragt. James Watson, ein weltbekannter Wissenschaftler, antwortete, dass er die Aussichten Afrikas düster sehe. Ihm zufolge alles modern Sozialpolitik basiert auf der Tatsache, dass die Intelligenz seiner Bewohner die gleiche ist wie die anderer, aber die Testergebnisse zeigen, dass dies nicht der Fall ist. Er führte seine Überlegungen mit der Idee fort, dass der Fortschritt in Afrika durch schlechtes genetisches Material behindert werde. Der öffentliche Aufschrei gegen diese Bemerkung zwang Cold Spring Harbor, seinen Rücktritt zu fordern. Der Wissenschaftler entschuldigte sich später und zog seine Bemerkungen zurück und sagte, dass „es dafür keine wissenschaftliche Grundlage gibt“. In seiner Abschiedsrede brachte er seine Vision zum Ausdruck, dass „der endgültige Sieg (über Krebs usw.)“ Geisteskrankheit) liegt in unserer Reichweite.“

Trotz dieser Misserfolge stellt der Genetiker James Watson auch heute noch kontroverse Behauptungen auf. Im September 2013 machte er bei einem Treffen zur Hirnforschung am Allen Institute in Seattle erneut eine kontroverse Aussage über seine Überzeugung, dass die Diagnosen zunehmen erbliche Krankheiten kann mit einer späteren Geburt von Kindern verbunden sein. „Je älter man wird, desto wahrscheinlicher ist es, dass man defekte Gene hat“, sagte Watson und schlug außerdem vor, dass genetisches Material von Menschen unter 15 Jahren für eine zukünftige Empfängnis durch In-vitro-Fertilisation gesammelt werden sollte. Seiner Meinung nach würde dies die Wahrscheinlichkeit verringern, dass das Leben der Eltern durch die Geburt eines Kindes mit körperlichen oder geistigen Behinderungen ruiniert wird.

James Dewey Watson – amerikanischer Biochemiker. Geboren am 6. April 1928 in Chicago, Illinois. Er war das einzige Kind des Geschäftsmanns James D. Watson und Jean (Mitchell) Watson. In seiner Heimatstadt erhielt der Junge eine Grund- und weiterführende Ausbildung. Es stellte sich bald heraus, dass James ein ungewöhnlich begabtes Kind war, und er wurde eingeladen, in der Radiosendung „Quizzes for Children“ aufzutreten. Nach nur zwei Jahren an der High School erhielt Watson 1943 ein Stipendium für den Besuch eines experimentellen vierjährigen Colleges an der University of Chicago, wo er ein Interesse am Studium der Ornithologie entwickelte. Nachdem er die Universität 1947 mit einem Bachelor-Abschluss in Naturwissenschaften abgeschlossen hatte, setzte er seine Ausbildung an der Indiana University Bloomington fort.

Geboren in Chicago, Illinois. Im Alter von 15 Jahren begann er sein Studium an der University of Chicago, wo er vier Jahre später seinen Abschluss machte. 1950 erhielten sie ihren Doktortitel von der Indiana University für ihre Erforschung von Viren. Zu diesem Zeitpunkt interessierte sich Watson bereits für Genetik und begann in Indiana unter der Leitung eines Spezialisten auf diesem Gebiet, G.D., zu studieren. Meller und Bakteriologe S. Luria. 1950 erhielt der junge Wissenschaftler den Doktortitel der Philosophie für seine Dissertation über die Wirkung von Röntgenstrahlen auf die Vermehrung von Bakteriophagen (Viren, die Bakterien infizieren). Ein Stipendium der National Research Society ermöglichte es ihm, seine Forschung zu Bakteriophagen an der Universität Kopenhagen in Dänemark fortzusetzen. Dort untersuchte er die biochemischen Eigenschaften der Bakteriophagen-DNA. Wie er sich jedoch später erinnerte, begannen die Experimente mit dem Bakteriophagen ihn zu belasten; er wollte mehr über die wahre Struktur der DNA-Moleküle erfahren, über die Genetiker so begeistert sprachen. Sein Besuch im Cavendish Laboratory im Jahr 1951 führte zu einer Zusammenarbeit mit Francis Crick, die in der Entdeckung der DNA-Struktur gipfelte.

Im Oktober 1951 ging der Wissenschaftler zusammen mit D.K. an das Cavendish Laboratory der Universität Cambridge, um die räumliche Struktur von Proteinen zu untersuchen. Kendrew. Dort traf er Crick, einen Physiker, der sich für Biologie interessierte und zu dieser Zeit seine Doktorarbeit schrieb.

„Es war intellektuelle Liebe auf den ersten Blick“, sagt ein Wissenschaftshistoriker. – Ihre wissenschaftlichen Ansichten und Interessen sind die größten wichtiges Problem, das gelöst werden muss, wenn man Biologe ist.“ Trotz ihrer gemeinsamen Interessen, Lebensauffassungen und Denkweisen kritisierten Watson und Crick einander gnadenlos, wenn auch höflich. Ihre Rollen in diesem intellektuellen Duett waren unterschiedlich. „Francis war das Gehirn und ich war das Gefühl“, sagt Watson.

Ab 1952 beschlossen Crick und Watson, aufbauend auf frühen Forschungen von Chargaff, Wilkins und Franklin, zu versuchen, dies herauszufinden chemische Struktur DNA.

Watson erinnerte an die Einstellung der damaligen Mehrheit der Biologen zur DNA und schrieb: „Nach Averys Experimenten schien es, dass DNA das wichtigste genetische Material war. Also herausfinden chemische Struktur DNA könnte ein wichtiger Schritt zum Verständnis der Reproduktion von Genen sein. Aber im Gegensatz zu Proteinen gab es über die DNA nur sehr wenige chemische Informationen, die genau ermittelt wurden. Nur wenige Chemiker hatten daran gearbeitet, und abgesehen von der Tatsache, dass es sich bei Nukleinsäuren um sehr große Moleküle handelt, die aus kleineren Bausteinen namens Nukleotiden aufgebaut sind, gab es über ihre Chemie nichts, was ein Genetiker begreifen könnte. Darüber hinaus interessierten sich organische Chemiker, die mit DNA arbeiteten, fast nie für Genetik.“

Amerikanische Wissenschaftler haben versucht, alle bisher verfügbaren Informationen über DNA, sowohl physikalisch-chemische als auch biologische, zusammenzuführen. Wie V.N. schreibt Soifer: „Watson und Crick analysierten die Daten der Röntgenbeugungsanalyse von DNA, verglichen sie mit den Ergebnissen chemischer Studien zum Verhältnis von Nukleotiden in der DNA (Chargaff-Regeln) und wandten L. Paulings Idee über die Möglichkeit der Existenz von an helikale Polymere, die er in Bezug auf Proteine ​​exprimierte, auf DNA. Dadurch konnten sie eine Hypothese über die Struktur der DNA aufstellen, wonach die DNA aus zwei Polynukleotidsträngen besteht, die durch Wasserstoffbrückenbindungen verbunden und relativ zueinander verdreht sind. Die Hypothese von Watson und Crick erklärte die meisten Geheimnisse über die Funktionsweise der DNA als genetische Matrix so einfach, dass sie von Genetikern buchstäblich sofort akzeptiert und in kurzer Zeit experimentell bewiesen wurde.“

Basierend darauf schlugen Watson und Crick das folgende DNA-Modell vor:

1. Zwei Stränge in der DNA-Struktur sind umeinander verdreht und bilden eine rechtsdrehende Helix.

2. Jede Kette besteht aus sich regelmäßig wiederholenden Phosphorsäure- und Desoxyribose-Zuckerresten. Stickstoffbasen werden an Zuckerreste gebunden (eine für jeden Zuckerrest).

3. Die Ketten werden durch Wasserstoffbrückenbindungen, die Paare stickstoffhaltiger Basen verbinden, relativ zueinander fixiert. Als Ergebnis stellt sich heraus, dass Phosphor- und Kohlenhydratreste vorhanden sind draußen Spirale, in der die Basen eingeschlossen sind. Die Basen stehen senkrecht zur Achse der Ketten.

4. Es gibt eine Auswahlregel für die Paarung von Basen. Eine Purinbase kann sich mit einer Pyrimidinbase verbinden, und darüber hinaus kann sich Thymin nur mit Adenin und Guanin nur mit Cytosin verbinden ...

5. Sie können Folgendes austauschen: a) die Teilnehmer dieses Paares; b) jedes Paar auf ein anderes Paar, und dies führt nicht zu einer Störung der Struktur, hat jedoch einen entscheidenden Einfluss auf seine biologische Aktivität.

„Unsere Struktur“, schrieben Watson und Crick, „besteht somit aus zwei Ketten, die sich gegenseitig ergänzen.“

Im Februar 1953 berichteten Crick und Watson über die Struktur der DNA. Einen Monat später erstellten sie ein dreidimensionales Modell des DNA-Moleküls aus Perlen, Pappstücken und Draht.

Watson schrieb über die Entdeckung an seinen Chef Delbrück, der an Niels Bohr schrieb: „In der Biologie geschehen erstaunliche Dinge. Ich denke, Jim Watson hat eine Entdeckung gemacht, die mit der von Rutherford im Jahr 1911 vergleichbar ist. Es sei daran erinnert, dass Rutherford 1911 den Atomkern entdeckte.

Das Modell ermöglichte es anderen Forschern, die DNA-Replikation klar zu visualisieren. Die beiden Stränge des Moleküls trennen sich an Wasserstoffbrückenbindungsstellen, wie beim Öffnen eines Reißverschlusses, und dann wird auf jeder Hälfte des alten DNA-Moleküls ein neuer synthetisiert. Die Basensequenz fungiert als Vorlage oder Muster für ein neues Molekül.

Die von Watson und Crick vorgeschlagene DNA-Struktur erfüllte perfekt das Hauptkriterium, dessen Erfüllung für ein Molekül erforderlich war, das den Anspruch erhob, ein Speicher für Erbinformationen zu sein. „Das Rückgrat unseres Modells ist hochgeordnet und die Basenpaarsequenz ist die einzige Eigenschaft, die die Übertragung genetischer Informationen vermitteln kann“, schrieben sie.

Crick und Watson vollendeten 1953 das DNA-Modell und erhielten neun Jahre später zusammen mit Wilkins 1962 den Nobelpreis für Physiologie oder Medizin „für ihre Entdeckungen über die molekulare Struktur von Nukleinsäuren und ihre Bedeutung für die Informationsübertragung im Leben“. Systeme.“ Maurice Wilkins – Seine Experimente mit Röntgenbeugung halfen bei der Aufklärung der doppelsträngigen Struktur der DNA. Rosalind Franklin (1920–58), deren Beitrag zur Entdeckung der Struktur der DNA von vielen als sehr bedeutsam angesehen wurde, wurde nicht mit dem Nobelpreis ausgezeichnet, weil sie diese Zeit nicht mehr erlebte.

Nach der Zusammenfassung der Daten zu physischen und chemische Eigenschaften DNA und nach der Analyse der Ergebnisse von M. Wilkins und R. Franklin zur Streuung von Röntgenstrahlen an DNA-Kristallen erstellten J. Watson und F. Crick 1953 ein Modell der dreidimensionalen Struktur dieses Moleküls. Das von ihnen vorgeschlagene Prinzip der Komplementarität der Ketten in einem doppelsträngigen Molekül war von größter Bedeutung. J. Watson hat eine Hypothese über einen semikonservativen Mechanismus der DNA-Replikation. 1958-1959 J. Watson und A. Tissier führten Studien über bakterielle Ribosomen durch, die zu Klassikern wurden. Bekannt sind auch die Arbeiten des Wissenschaftlers zur Erforschung der Struktur von Viren. 1989-1992 J. Watson leitete das internationale wissenschaftliche Programm „Human Genome“.

Watson und Crick entdeckten die Struktur der Desoxyribonukleinsäure (DNA), einer Substanz, die alle Erbinformationen enthält.

In den fünfziger Jahren wusste man, dass DNA ein großes Molekül ist, das aus Tausenden kleiner Moleküle besteht, die in einer Viererreihe miteinander verbunden sind verschiedene Typen– Nukleotide. Wissenschaftler wussten auch, dass es die DNA war, die für die Speicherung und Vererbung genetischer Informationen verantwortlich war, ähnlich einem Text, der in einem aus vier Buchstaben bestehenden Alphabet geschrieben ist. Die räumliche Struktur dieses Moleküls und die Mechanismen, durch die DNA von Zelle zu Zelle und von Organismus zu Organismus vererbt wird, blieben unbekannt.

Im Jahr 1948 entdeckte Linus Pauling die räumliche Struktur anderer Makromoleküle – Proteine ​​– und erstellte ein Strukturmodell namens „Alpha-Helix“.

Pauling glaubte auch, dass DNA darüber hinaus eine Helix sei, die aus drei Strängen bestehe. Allerdings konnte er weder die Natur einer solchen Struktur noch die Mechanismen der DNA-Selbstverdopplung zur Übertragung auf Tochterzellen erklären.

Die Entdeckung der Doppelhelix-Struktur erfolgte, nachdem Maurice Wilkins Watson und Crick heimlich gezeigt hatte Röntgen DNA-Moleküle, hergestellt von seiner Mitarbeiterin Rosalind Franklin. Auf diesem Bild erkannten sie deutlich die Anzeichen einer Spirale und machten sich auf den Weg ins Labor, um alles an einem dreidimensionalen Modell zu überprüfen.

Im Labor stellte sich heraus, dass die Werkstatt die für das Stereomodell notwendigen Metallplatten nicht geliefert hatte, und Watson schnitt vier Arten von Nukleotidmodellen aus Pappe aus – Guanin (G), Cytosin (C), Thymin (T) und Adenin (A) – und begann, sie auf dem Tisch auszulegen. Und dann entdeckte er, dass sich Adenin mit Thymin und Guanin mit Cytosin nach dem „Schlüssel-Schloss“-Prinzip verbindet. Genau auf diese Weise sind die beiden Stränge der DNA-Helix miteinander verbunden, das heißt, gegenüber dem Thymin des einen Strangs befindet sich immer Adenin des anderen Strangs und sonst nichts.

Diese Anordnung ermöglichte es, die Mechanismen des DNA-Kopierens zu erklären: Zwei Stränge der Helix divergieren, und jedem von ihnen wird eine exakte Kopie seines früheren „Partners“ in der Helix aus Nukleotiden hinzugefügt. Nach dem gleichen Prinzip wie beim Drucken eines Positivs von einem Negativ auf einem Foto.

Obwohl Franklin die Hypothese der helikalen Struktur der DNA nicht unterstützte, waren es ihre Fotografien, die eine entscheidende Rolle bei der Entdeckung von Watson und Crick spielten. Rosalind erlebte den Preis, den Wilkins, Watson und Crick erhielten, nicht mehr.

Es liegt auf der Hand, dass die Entdeckung der räumlichen Struktur der DNA die Welt der Wissenschaft revolutionierte und eine ganze Reihe neuer Entdeckungen mit sich brachte, ohne die nicht nur die moderne Wissenschaft, sondern auch nicht mehr wegzudenken ist modernes Leben im Allgemeinen

In den sechziger Jahren des letzten Jahrhunderts wurde die Annahme von Watson und Crick über den Mechanismus der DNA-Replikation (Verdoppelung) vollständig bestätigt. Darüber hinaus konnte gezeigt werden, dass an diesem Prozess ein spezielles Protein, die DNA-Polymerase, beteiligt ist.

Etwa zur gleichen Zeit wurde noch etwas anderes getan wichtige Entdeckung – genetischer Code. Wie oben erwähnt, enthält die DNA Informationen über alles, was vererbt wird, einschließlich der linearen Struktur jedes Proteins im Körper. Proteine ​​sind wie DNA lange Molekülketten aus Aminosäuren. Es gibt 20 dieser Aminosäuren. Dementsprechend war unklar, wie die „Sprache“ der DNA, bestehend aus einem Vier-Buchstaben-Alphabet, in die „Sprache“ der Proteine ​​übersetzt wird, in der 20 „Buchstaben“ verwendet werden.

Es stellte sich heraus, dass die Kombination von drei DNA-Nukleotiden eindeutig einer der 20 Aminosäuren entspricht. Und so wird das, was auf der DNA „geschrieben“ ist, eindeutig in Protein übersetzt.

In den siebziger Jahren erschienen zwei weitere die wichtigsten Methoden, basierend auf der Entdeckung von Watson und Crick. Dabei handelt es sich um die Sequenzierung und Gewinnung rekombinanter DNA. Durch die Sequenzierung können Sie die Nukleotidsequenz in der DNA „lesen“. Auf dieser Methode basiert das gesamte Humangenomprogramm.

Die Gewinnung rekombinanter DNA wird auch als molekulares Klonen bezeichnet. Der Kern dieser Methode besteht darin, dass ein Fragment, das ein bestimmtes Gen enthält, in ein DNA-Molekül eingefügt wird. Auf diese Weise werden beispielsweise Bakterien gewonnen, die das Gen für menschliches Insulin enthalten. Auf diese Weise gewonnenes Insulin wird als rekombinant bezeichnet. Alle „gentechnisch veränderten Produkte“ werden nach der gleichen Methode hergestellt.

Paradoxerweise entstand das reproduktive Klonen, über das derzeit alle reden, noch bevor die Struktur der DNA entdeckt wurde. Es ist klar, dass Wissenschaftler, die solche Experimente durchführen, jetzt aktiv die Ergebnisse der Entdeckungen von Watson und Crick nutzen. Doch die Methode basierte zunächst nicht darauf.

Der nächste wichtige Schritt in der Wissenschaft war die Entwicklung der Polymerase-Kettenreaktion in den achtziger Jahren. Diese Technologie dient der schnellen „Reproduktion“ des gewünschten DNA-Fragments und hat bereits zahlreiche Anwendungen in Wissenschaft, Medizin und Technik gefunden. In der Medizin wird PCR zur schnellen und schnellen Durchführung eingesetzt genaue Diagnose Viruserkrankungen. Wenn die DNA-Masse aus der Analyse des Patienten stammt, auch in mindestens hinzufügen Wenn es Gene gibt, die vom Virus mitgebracht werden, kann man mit der PCR deren „Reproduktion“ erreichen und sie dann leicht identifizieren.

EIN V. Engström vom Karolinska Institutet sagte bei der Preisverleihung: „Die Entdeckung der räumlichen Molekülstruktur ... DNA ist äußerst wichtig, weil sie die Möglichkeit aufzeigt, die allgemeinen und individuellen Eigenschaften aller Lebewesen im Detail zu verstehen.“ Engström bemerkte, dass „die Entschlüsselung der Doppelhelixstruktur der Desoxyribonukleinsäure mit ihrer spezifischen Paarung stickstoffhaltiger Basen fantastische Möglichkeiten eröffnet, die Details der Kontrolle und Übertragung genetischer Informationen zu entschlüsseln.“