A DNS és a Nobel-díj: A DNS szerkezetének felfedezésének története

00:00:06.06A nevem Erling Norrby, és virológusnak készültem,
00:00:11.29és az orvosi egyetemen tanítottam a vírusokról
00:00:16.10mind a Karolinska Intézetben, a stockholmi orvosi iskolában,
00:00:00:23.16és a Svéd Királyi Tudományos Akadémián Stockholmban.
00:00:00:27.02És a történet, amiről most mesélni fogok, az a
00:00:00:31.21a DNS szerkezetének felfedezése.
00:00:00:34.01És azok a hallgatóságból, akik egy kicsit fiatalabbak, azt gondolnák, hogy
00:00:38.19de a DNS szerkezete… ez már mindig is ismert volt.
00:00:42.06De ez nem így van.
00:00:43.11Szóval, valóban felfedezték a szerkezetet, és ennek következtében,
00:00:00:49.07az ember elkezdte megérteni azt a hatalmas hatást is,
00:00:00:52.06amit ez a molekula gyakorolt.
00:00:00:53.23Előtte nem ismerték. Valójában jelentős vita folyt
00:00:00:58.21a fehérjék és a nukleinsavak relatív szerepéről,
00:01:04.11és a hangsúly a fehérjéken volt, mert a fehérjék
00:01:07.11sokkal nagyobb változatossággal rendelkeznek, 20 aminosavval, amelyeket a végtelenségig lehet variálni.
00:01:11.17Aholott a DNS egy meglehetősen unalmas molekula volt, mindössze négy nukleotiddal
00:01:01:16.És voltak olyan téves adatok is, amelyek azt sugallták, hogy a 4 bázis relatív képviselete
00:01:23.13a DNS különböző típusaiban/fajtáiban meglehetősen állandó.
00:01:28.10Hogyan történt ez a felfedezés?
00:01:31.09 Nos, az történt, hogy az 1940-es években a fizika fejlődése
00:01:36.20a fizika nagyon-nagyon erőteljes volt,
00:01:40.10és a fizikusok úgy gondolták, hogy talán tudnak valamit hozzátenni a biológia területéhez.
00:01:01:45.01Szóval sok fizikus képezte magát, hogy megértse a biológia akkori fő kérdéseit,
00:01:01:53.12és elkezdték tanulmányozni a biológiai jelenségeket.
00:01:57.02 Angliában a Medical Research Council úgy döntött, hogy valóban befektet ebbe
00:02:02.21 hogy ösztönözze a fizikusokat a biológiai jelenségek tanulmányozására.
00:02:06.02És két központ jött létre.
00:02:09.00 Az egyik a cambridge-i Cavendish Laboratóriumban volt,
00:02:12.16és ezt Lawrence Bragg vezette.
00:02:15.10Az 1930-as évek elején ő lett az intézmény vezetője.
00:02:20.01A másik pedig a londoni King’s College-ban volt.
00:02:26.10Az ottani vezető John Randall volt, aki a háború alatt… (Fizikus volt)
00:02:36.11jelentősen hozzájárult a RADAR
00:02:42.02 kifejlesztéséhez, ami nagyon fontos volt a második világháború kimenetelének eldöntésében.
00:02:46.24De volt egyfajta gentlemen’s agreement e két különböző laboratórium között,
00:02:02:53.02és az Orvosi Kutatási Tanács is támogatta,
00:02:56.18 nevezetesen, hogy Cambridge-ben az egyik a fehérjék szerkezetét tanulmányozza,
00:03:00.09és a King’s College-ban más szerkezeteket akartak tanulmányozni,
00:03:03.07 beleértve a nukleinsavakat.
00:03:05.02És a Cavendish laboratórium két vezető személyisége Max Perutz és John Kendrew volt.
00:03:12.11Kristallográfusok voltak, akik valóban belevágtak egy szinte lehetetlen projektbe
00:03:21.16 nevezetesen, hogy nagyon nagy molekulákat tanulmányozzanak, olyan komplexitással
00:03:27.
00:03:31.11De ők ezt a 30-as évek elején kezdték el,
00:03:34.09és aztán lépésről lépésre fejlesztették ezt a technikát,
00:03:40.00még az 1950-es években, és aztán később az ’50-es években jöttek sokkal jobb számítógépek.
00:03:46.19És azt kell hangsúlyozni, hogy a lehetőség
00:03:49.20hatalmas mennyiségű információ feldolgozására segített ebben az elemzésben.
00:03:54.22És végül sikerült meghatározni a nagyon összetett
00:03:59.24fehérje szerkezetek háromdimenziós szerkezetét, mint a hemoglobin és a mioglobin.
00:04:03.11Ez volt tehát a fehérje tanulmányozás.
00:04:05.16De a King’s College-ban volt egy Maurice Wilkins nevű személy,
00:04:12.22aki már azelőtt csatlakozott Randallhoz, hogy a King’s College-ba jött volna
00:04:18.02a skóciai St. Andrew’s-ban.
00:04:20.17A nukleinsavakat próbálta tanulmányozni.
00:04:23.25 1951 januárjában csatlakozott hozzá egy Rosalind Franklin
00:04:30.22nevű tudósnő, aki Franciaországból érkezett, ahol szervetlen szénvegyületeket tanulmányozott.
00:04:37.08Neki nagyon kevés ismerete volt a biológiáról.
00:04:41.20És ezt a feladatot kapta, hogy segítsen vagy tanulmányozza a DNS-t,
00:04:47.06és aztán úgy gondolta, hogy a küldetés az, hogy ezt saját felelősségére tegye.
00:04:51.23Wilkins úgy gondolta, hogy ezt együttműködésben kellene csinálniuk.
00:04:55.05De soha nem alakult ki az együttműködés e két személy között.
00:04:58.24És nagyon különleges történetek vannak arról, hogy mindegyikük,
00:05:06.17megpróbálta megközelíteni ezt a problémát.
00:05:09.03Az egészet az fordította meg, amikor 1950 őszén,
00:05:16.00Jim Watson Cambridge-be jött.
00:05:19.23Ez egy hosszú történet, hogy miért került oda, mert ösztöndíjjal Dániában volt.
00:05:23.05De elégedetlen volt ezzel, és volt ez az ötlete
00:05:26.27hogy azt gondolta, hogy a DNS-nek valami köze van a genetikai anyaghoz.
00:05:31.09És egy kicsit megszállottja volt ennek.
00:05:33.02És akkor 1950-ben, Nápolyban volt, és hallotta
00:05:38.06 Wilkins előadását a DNS szerkezetének kristályos analízissel való tanulmányozására tett kísérletekről, és ez még inkább meggyőzte őt arról, hogy ez az a dolog, amit csinálnia kell.
00:05:05:51.07De nem volt elégedett a Dániában töltött idővel,
00:05:55.05így mentorai segítségével át tudott költözni a Cavendish laboratóriumokba.
00:06:01.11És kivel találkozott ott?
00:06:04.03Találkozott Francis Crickkel. Francis Crick körülbelül 12 évvel volt idősebb, mint Jim Watson, de ők ketten tényleg figyelemre méltó párost alkottak,
00:06:13.00és egymást ösztönözték.
00:06:14.19És bár a Cavendish laboratóriumnak a fehérjékkel kellett volna foglalkoznia,
00:06:19.15akkor ez a két úriember nem tudta megállni, hogy ne beszéljen a nukleinsavról és annak lehetséges szerkezetéről.
00:06:26.10És még egy kis modellt is készítettek róla,
00:06:28.22amelyről aztán leírták nekik, hogy teljesen rossz.
00:06:34.04Egy hármas spiráljuk volt. A bázisok a perifériára nyúltak.
00:06:38.07 És ezt erősen kritizálták. Egyértelműen rossz volt.
00:06:43.06És akkor Bragg úgy döntött, hogy nem dolgozhatnak nukleinsavakkal.
00:06:48.26De a dokumentumokból, amik vannak, látszik, hogy tovább gondolkodtak ezen.
00:06:55.09Találkoztak Chargaffal, a híres emberrel, aki már akkoriban
00:07:01.02azt mondta, hogy a nukleotidok mennyisége,
00:07:02.24A és T és G és C, hogy ezek egyenlő arányban vannak minden ilyen párban.
00:07:10.04És senki sem értette teljesen, hogy ez miért fontos.
00:07:12.12Szóval Watson és Crick, ők nem dolgozhattak a nukleinsavval,
00:07:19.23de aztán elkezdtek történni a dolgok, mert Linus Paulingnak volt egy fantasztikus előrelépése.
00:07:26.07Ő volt korának a kémia óriása.
00:07:29.03A kémiai kötés tanulmányozásáért ’54-ben Nobel-díjat kapott.
00:07:32.20De mindvégig a fehérjék szerkezete terén volt nagyobb hozzájárulása
00:07:38.14különösen az alfa-hélix.
00:07:41.18És ez egy kicsit bosszantotta a Cavendish csoportot,
00:07:45.21mert ők szerettek volna Pauling előtt járni.
00:07:48.13És akkor Pauling úgy döntött, hogy nem, én megyek a Szent Grálért.
00:07:52.00A DNS szerkezetét fogom tanulmányozni.
00:07:54.12És a pletykák elkezdtek terjedni,
00:07:58.17 ’52-ben ez volt. És akkor Linus Pauling fia, Peter Pauling, a Cavendish laboratóriumban volt.
00:08:08.11És így megkapta az összes információt az apjától,
00:08:11.00és 1952 decembere körül volt egy kézirat Paulingtól,
00:08:18.09a DNS szerkezetéről, és persze Watson és Crick
00:08:21.18 nagyon-nagyon aggódni kezdtek, mert talán Pauling tényleg megoldotta a szerkezetet.
00:08:28.07 Elkezdték átnézni a kéziratát, és nagy meglepetésükre,
00:08:32.09megállapították, hogy a kémia óriása elkövetett néhány nagy-nagy hibát.
00:08:37.27Az általa javasolt modell nagyon hasonlított ahhoz a modellhez, amit Watson és Crick egy évvel korábban javasolt.
00:08:43.11És bebizonyosodott számukra, hogy teljesen téves.
00:08:46.09Ez összefügg azzal, amit Bragg mondott, mert a tudósok versengenek,
00:08:55.04és nem szerette volna, ha Pauling előrébb jut a saját területén.
00:09:00.12Ezért azt mondta Watsonnak és Cricknek, oké, dolgozhattok a DNS-en.
00:09:03.11Ez 1952 karácsonya körül volt.
00:09:07.19Ezután volt három tény, ami hozzáadódott ehhez a nagyon intenzív fejlődéshez
00:09:14.21 1953 januárjában és februárjában,
00:09:17.17és szinte percről percre tudom követni.
00:09:19.24Hát mik voltak ezek a dolgok?
00:09:21.25Hát, Rosalind Franklin tisztázta, hogy a DNS-nek két formája van.
00:09:29.03És mindkettő ki tud kristályosodni,
00:09:31.07De a B forma egy kicsit nedvesebb volt, több víz volt benne,
00:09:35.14Ez nem kristályosodott olyan jól, ezért leginkább az A formával foglalkozott.
00:09:40.05De azt nem értette, hogy ugyanannak a molekulának két formája volt.
00:09:44.27És ha tényleg elhatározta volna, hogy a B formán dolgozik,
00:09:51.28lehet, hogy még jobb eredményeket ért volna el,
00:09:54.23mint amit tett, de nagyon fontos adatokat ért el.
00:09:58.10Watson és Crick tudott erről, mert Perutz,
00:10:05.01aki tagja volt annak a felülvizsgálati bizottságnak, amelyik a King’s College adatait vizsgálta,
00:10:11.07kiszivárogtatta azokat az információkat, amelyek az 1952 decemberi jelentésben voltak.
00:10:16.01Most ezt nagyon sokat vitatták, és Perutz maga mondta, hogy
00:10:20.07 nos, én éretlen voltam, és én nem…. Úgy értem, nem volt titkos anyag, tehát megosztottam.
00:10:24.22De a másik dolog volt valami, ami történt, és ez januárban volt,
00:10:31.23mert akkor Watson meglátogatta a King’s College-ot, és akkor megmutatták neki ezt a képet.
00:10:36.15És ezt Rosalind Franklin és munkatársa, Gosling,
00:10:41.16 ahogy ezen meg van nevezve, készítette, és ez egy nagyon-nagyon különleges kép, és amikor Watson ezt látta,
00:10:50.10és ezt az információt Wilkins-en keresztül kapta,
00:10:54.03 azonnal megértette, hogy ennek egy kettős spirálnak kell lennie.
00:10:59.02 És persze Crick, aki az volt, aki igazán ismerte a szerkezetet,
00:11:02.06meg tudta ezt támasztani, és arra a következtetésre jutott, hogy ez egy kettős spirál, ahol a két spirál ellentétes irányban fut.
00:11:09.01Ez az a pont a történelemben, ahol soha nem fogjuk megtudni az igazságot.
00:11:14.09Mert sok könyvben az áll, hogy ezt a képet Rosalind Franklintól vették
00:11:18.19az ő tudta nélkül. És a család még mindig azt hiszi, hogy ez így van.
00:11:23.10De van a verziónak egy másik oldala is
00:11:25.08ahol azt írja a Dupla Helix kommentált könyvében
00:11:29.00ahol azt írja, hogy Franklin ezt a képet ajándékba adta Wilkinsnek, és ő használhatta.
00:11:35.19Személy szerintem az igazság a kettő között van.
00:11:40.01Nem hiszem, hogy a fényképet tényleg ellopták Franklintől.
00:11:44.08Ha ez lett volna a helyzet, akkor sokkal jobban feldúlt lett volna.
00:11:47.24És ő egy igen temperamentumos ember volt.
00:11:50.22És később ezt az 51-es képet használták a DNS szerkezetének illusztrálására, és Crick is használta a kritikákban.
00:11:58.27Még egy színdarab is van, aminek a címe: 51-es fénykép
00:12:02.15amely valóban leírja Rosalind Franklin lenyűgöző életét.
00:12:07.04És azt is megemlíthetném, hogy már itt 27 hónapig dolgozott a DNS-en,
00:12:14.05és aztán elment, és elkezdte tanulmányozni a vírusokat.
00:12:17.25Nagyban hozzájárult a vírusok szerkezetének tanulmányozásához. Igazán úttörő volt ebben a munkában.
00:12:23.13Azután 1956-ban petefészekrákot diagnosztizáltak nála,
00:12:29.14és 1958-ban meghalt. Soha nem jelölték Nobel-díjra.
00:12:33.11De egyértelműen olyan ember volt, aki nagyon erős jelölt lehetett volna erre.
00:12:40.12Ez a fényképezés tehát jól sikerült, de a harmadik dolog, ami nagyon-nagyon fontos volt,
00:12:46.04az volt, hogy a modellépítéshez… a modellek megépítéséhez,
00:12:53.12Watsonnak ki kellett vágnia a különböző nukleotidokat,
00:12:57.12és Davidson tankönyvét használta, amit mindenki használt.
00:13:00.00Ez volt a korabeli kémia.
00:13:02.28És aztán volt egy másik személy, megint ugyanabban a szobában,
00:13:07.16ahol a Cavendish laboratóriumokban voltak, Jerry Donohue,
00:13:09.24aki kaliforniai volt, ahogy az emberek hívták.
00:13:12.08És Jerry Donohue valamiért azt mondta, hogy szerintem nem kellene használni azt a szerkezetet
00:13:16.06amely ott van Davidson tankönyvében.
00:13:19.00A bázisok másik formáját kellene használni,
00:13:20.16és én csak azt tudom mondani, hogy Watson azt mondta, ó, mi az a két bázisforma? Úgy értem, nem sokat tudott a kémiáról.
00:13:26.11De úgy döntött, hogy nem az enol formát használja, hanem Jerry Donohue tanácsára a keto-formát.
00:13:33.26És ez volt az, ami igazán megoldotta az egészet
00:13:37.04mert akkor lehetett felépíteni a végső modellt.
00:13:40.15És ekkor konvergált az egész.
00:13:42.10És a végső modell volt az igazi, mondjuk a szerkezet azonosítása
00:13:49.02 1953. február 28-án reggel.
00:13:52.18És itt van néhány nappal később Watson és Crick egy nagyon híres képen
00:13:57.28mely bemutatja, hogy néz ki a modell.
00:13:59.29Amikor már megvolt ez a modell,
00:14:02.11minden nagyon világossá vált, mert itt volt egy gyönyörű egyszerű molekula,
00:14:09.07amely, amikor replikálódott, megtartotta ugyanazt a szerkezetet a félkonzervatív replikációban.
00:14:15.19Ezek a bázisok is megvoltak, amelyek bármilyen sorrendben jöhettek,
00:14:22.08és így egy információhordozó eszközt jelenthettek.
00:14:28.02És persze nagyon hamar ezután elkezdték tanulmányozni, hogy mi lehet a genetikai nyelv.
00:14:34.22És mivel négy bázis van, és húsz aminosav van,
00:14:40.23Nem volt elég, hogy csak bázispárok legyenek,
00:14:44.22mert ez nem lett volna elég az összes aminosavhoz,
00:14:47.03hogy hármasok kellettek, és akkor
00:14:49.04progresszíven lehetett értelmezni a nyelvet
00:14:53.18amit a természet használt, mióta az élet elkezdett fejlődni…
00:14:58.03ez a DNS tervezte az életet, ami elkezdett fejlődni, és ez volt valami 3.8 milliárd évvel ezelőtt.
00:15:05.19A hatás tehát óriási volt,
00:15:10.05és persze a történet szerint azon a február 28-án,
00:15:13.15Watson és Crick lementek a kocsmába, ahová a napi munka után jártak,
00:15:18.27és azt mondták, hogy megtaláltuk az élet molekuláját.
00:15:21.23Vélhetően ez egy jó történet. Senkinek sem sikerült ezt alátámasztani.
00:15:25.24És valaki például meginterjúvolta Odile Cricket, amikor még élt
00:15:30.14és megkérdezte tőle, hogy volt-e valami különleges azon a február 28-án?
00:15:35.És ő azt mondta, nos, általában, amikor Crick hazajött, mindig volt valami vad történet a nagy felfedezésről, amit tett, mert mindig hipomániás ember volt,
00:15:15:45.07de ezen a napon nagyon jó oka volt rá, hogy az legyen.
00:15:48.03Itt van tehát Watson, amint 1962-ben átveszi a díjat,
00:15:52.10a király őfelsége kezéből.
00:15:55.04Ő volt a harmadik legfiatalabb fiziológiai vagy orvosi Nobel-díjas,
00:16:04.00A legfiatalabb Frederick Banting,
00:16:07.06és aztán Josh Lederberg is fiatalabb volt Watsonnál.
00:16:11.2432 és 33 évvel. De Watson 34 éves volt.
00:16:16.18És egy hosszú, gazdag élet kiváltsága volt
00:16:19.24melyben vissza tudott térni és visszaemlékezni és megvitatni azt a februárt.
00:16:25.02De előtte talán hadd illusztráljam, hogy megpróbáltam különböző fejezetekben
00:16:34.03a könyvben, amit nemrég adtam ki, néhány kis haikut bemutatni.
00:16:42.03És az a haiku, ami a DNS-t tárgyaló fejezethez kapcsolódik, egyszerűen így szól:
00:16:44.15A kettős spirál
00:16:46.11Eternitás egy húrban
00:16:48.05Szimmetria jól kihasználva
00:16:49.20Az örökkévalóságot szeretném hangsúlyozni
00:16:53.12mert ez az a nyelv, amit azóta használnak, amióta
00:16:56.11a genetikai nyelvet feltalálták
00:16:59.21vagy amikor az élet a világra jött

.