DNA i Nagroda Nobla: The History of the Discovery of DNA Structure

00:00:06.06Nazywam się więc Erling Norrby i z wykształcenia jestem wirusologiem,
00:00:11.29i wykładałem o wirusach w szkole medycznej
00:00:16.10ale mam też nadrzędne obowiązki administracyjne
00:00:19.27 zarówno w Instytucie Karolinska, szkole medycznej w Sztokholmie,
00:00:23.16 jak i w Królewskiej Szwedzkiej Akademii Nauk w Sztokholmie.
00:00:27.02A historia, o której zamierzam wam opowiedzieć to
00:00:31.21Odkrycie struktury DNA.
00:00:34.01A ci z was na widowni, którzy są trochę młodsi pomyślą
00:00:38.19Ale struktura DNA… to było znane od zawsze.
00:00:42.06Ale tak nie jest.
00:00:43.11Więc nastąpiło prawdziwe odkrycie struktury i w konsekwencji tego,
00:00:49.07 zaczęto również rozumieć ogromny wpływ
00:00:52.06 jaki miała ta cząsteczka.
00:00:53.23Przed tym odkryciem nie była ona znana. W rzeczywistości toczyła się spora debata
00:00:58.21 na temat względnej roli białek w porównaniu z kwasami nukleinowymi,
00:01:04.11 a nacisk kładziono na białka, ponieważ białka
00:01:07.11 miały znacznie większą różnorodność, 20 aminokwasów, które można było zmieniać w nieskończoność.
00:01:11.17 Natomiast DNA było raczej nudną cząsteczką z zaledwie czterema nukleotydami
00:01:16.00I były też pewne błędne dane sugerujące, że względna reprezentacja
00:01:23.13 tych 4 zasad była raczej stała w różnych typach/rodzajach DNA.
00:01:28.10Jak więc dokonano tego odkrycia?
00:01:31.09Cóż, stało się tak, że w latach czterdziestych, rozwój
00:01:36.20 dziedziny fizyki był bardzo, bardzo potężny,
00:01:40.10 i fizycy myśleli, że mogą mieć coś do wniesienia do dziedziny biologii.
00:01:45.01Więc wielu fizyków szkoliło się, aby zrozumieć główne pytania w biologii w tym czasie,
00:01:53.12i zaczęli studiować zjawiska biologiczne.
00:01:57.02W Anglii, Medical Research Council zdecydował się naprawdę zainwestować w to
00:02:02.21aby pobudzić fizyków do studiowania zjawisk biologicznych.
00:02:06.02I powstały dwa ośrodki.00:02:12.16 i był zarządzany przez Lawrence’a Bragga.
00:02:15.10 Został on szefem tej instytucji na początku lat trzydziestych.
00:02:20.01A druga była w King’s College w Londynie.
00:02:26.10A osobą, która była tam odpowiedzialna był John Randall
00:02:31.04, który podczas wojny zrobił… (On był fizykiem)
00:02:36.11 zrobił bardzo ważny wkład w rozwój RADARU
00:02:42.02 który był bardzo krytyczny w decydowaniu o wyniku II Wojny Światowej.
00:02:46.24But there was a kind of gentlemen’s agreement between these two different laboratories,
00:02:53.02and also supported by the Medical Research Council,
00:02:56.18namely that in Cambridge one would study protein structure,
00:03:00.09i że King’s College chcieli studiować inne struktury,
00:03:03.07w tym kwasy nukleinowe.
00:03:05.02A dwie wiodące postacie w laboratorium Cavendish był Max Perutz i John Kendrew.
00:03:12.11Byli to krystalografowie, którzy naprawdę podjął się prawie niemożliwego projektu
00:03:21.16namiętnie do badania bardzo ogromne cząsteczki o złożoności
00:03:27.00that one predicted that it could not be done.
00:03:31.11But they started this in the early ’30s,
00:03:34.09and then they developed this technique step by step,
00:03:40.00 aż do lat 50-tych, a później w latach 50-tych pojawiły się znacznie lepsze komputery.
00:03:46.19 I należy podkreślić, że możliwość
00:03:49.20 przetwarzania ogromnych ilości informacji pomogła w tej analizie.
00:03:54.22I w końcu udało się określić trójwymiarową strukturę bardzo złożonych
00:03:59.24 struktur białkowych, takich jak hemoglobina i mioglobina.
00:04:03.11Tak wyglądały badania nad białkami.
00:04:05.16Ale w King’s College był niejaki Maurice Wilkins,
00:04:12.22który dołączył do Randalla jeszcze zanim ten przybył do King’s College
00:04:18.02w St. Andrew’s w Szkocji.
00:04:20.17A on próbował badać kwasy nukleinowe.
00:04:23.25W styczniu 1951 roku dołączyła do niego kobieta naukowiec o nazwisku Rosalind Franklin
00:04:30.22która przyjechała z Francji, gdzie bada nieorganiczne związki węgla.
00:04:37.08Miała bardzo małą wiedzę na temat biologii.
00:04:41.20I dostała to zadanie, aby pomóc lub zbadać DNA,
00:04:47.06i wtedy pomyślała, że misja polega na zrobieniu tego na własną odpowiedzialność.
00:04:51.23Wilkins uważał, że powinni to zrobić w ramach współpracy.
00:04:55.05Ale nigdy nie rozwinęli współpracy między tymi dwiema osobami.
00:04:58.24I są bardzo szczególne historie o tym, jak każde z nich,
00:05:06.17próbowało podejść do tego problemu.
00:05:09.03To, co naprawdę odwróciło całą sprawę, to kiedy jesienią 1950 roku,
00:05:16.00Jim Watson przybył do Cambridge.
00:05:19.23To długa historia, dlaczego tam trafił, ponieważ był na stypendium w Danii.
00:05:23.05Ale był z tego niezadowolony i miał ten pomysł
00:05:26.27, że myślał, iż DNA ma coś wspólnego z materiałem genetycznym.
00:05:31.09 I miał na tym punkcie małą obsesję.
00:05:33.02A potem w 1950 roku był w Neapolu i usłyszał
00:05:38.06wykład Wilkinsa o próbach badania struktury DNA
00:05:43.15poprzez analizę krystalograficzną, i to jeszcze bardziej przekonało go, że to jest rzecz do zrobienia.
00:05:51.07Ale nie był zadowolony z pobytu w Danii,
00:05:55.05 więc z pewną pomocą od swoich mentorów, mógł przenieść się do laboratoriów Cavendisha.
00:06:01.11I kogo tam spotkał?
00:06:04.03Poznał Francisa Cricka. Francis Crick był około 12 lat starszy
00:06:06.29 od Jima Watsona, ale ci dwaj naprawdę tworzyli niezwykłą parę,
00:06:13.00 i wzajemnie się stymulowali.
00:06:14.19I chociaż laboratorium Cavendisha miało pracować nad białkami,
00:06:19.15to ci dwaj panowie nie mogli powstrzymać się
00:06:22.02 od dyskusji na temat kwasu nukleinowego i jego możliwej struktury.
00:06:26.10I nawet stworzyli mały model tego,
00:06:28.22który następnie został im opisany jako całkowicie błędny.
00:06:34.04Mieli potrójną helisę. Mieli bazy rozciągające się na peryferiach.
00:06:38.07 I to było ostro krytykowane. Najwyraźniej było to złe.
00:06:43.06I wtedy Bragg zdecydował, że nie wolno im pracować nad kwasami nukleinowymi.
00:06:48.26Ale można zobaczyć w dokumentach, które są, że wciąż o tym myśleli.
00:06:55.09Spotkali Chargaffa, słynną osobę, która już w tym czasie
00:07:01.02 stwierdziła, że ilość nukleotydów,
00:07:02.24A i T oraz G i C, że są one w równych proporcjach w każdej z tych par.
00:07:10.04I nikt nie rozumiał w pełni, dlaczego to było ważne.
00:07:12.12W każdym razie Watsonowi i Crickowi nie pozwolono pracować nad kwasem nukleinowym,
00:07:19.23ale wtedy zaczęły się dziać rzeczy, ponieważ Linus Pauling miał fantastyczny postęp.
00:07:26.07Był gigantem w chemii swoich czasów.
00:07:29.03Zdobył nagrodę Nobla w ’54 za badania wiązania chemicznego.
00:07:32.20Ale przez cały ten czas miał większy wkład w strukturę białek
00:07:38.14szczególnie helisy alfa.
00:07:41.18I to było trochę ku zmartwieniu grupy Cavendisha,
00:07:45.21 ponieważ chcieliby być przed Paulingiem.
00:07:48.13A wtedy Pauling zdecydował, że nie, ja pójdę po świętego Graala.
00:07:52.00Będę badał strukturę DNA.
00:07:54.12I plotki zaczęły się rozchodzić,
00:07:58.17w ’52 to było. I wtedy syn Linusa Paulinga, Peter Pauling, był w laboratorium Cavendisha.
00:08:08.11I tak otrzymał wszystkie informacje od swojego ojca,
00:08:11.00 i około grudnia 1952 był manuskrypt od Paulinga,
00:08:18.09 o strukturze DNA, i oczywiście Watson i Crick
00:08:21.18got all very, very concerned, because maybe Pauling had really solved the structure.
00:08:28.07They started to look at his manuscript, and to their big surprise,
00:08:32.09they found that this giant in chemistry had made some major, major mistakes.
00:08:37.27W rzeczywistości model, który zaproponował, był bardzo podobny
00:08:40.17 do modelu, który Watson i Crick zaproponowali rok wcześniej.
00:08:43.11I został im pokazany jako całkowicie błędny.
00:08:46.09Wiązało się to z tym, co Bragg powiedział, ponieważ naukowcy są konkurencyjni,
00:08:55.04i nie chciałby, aby Pauling wyprzedzał go w jego dziedzinie.
00:09:00.12Więc powiedział do Watsona i Cricka, ok, możecie pracować nad DNA.
00:09:03.11To było około Bożego Narodzenia w 1952 roku.
00:09:07.19Potem nastąpiły trzy fakty, które dodały do tego bardzo intensywnego rozwoju
00:09:14.21 w styczniu i lutym 1953 roku,
00:09:17.17i mogę prawie śledzić to z minuty na minutę.
00:09:19.24Co to były za rzeczy?
00:09:21.25No cóż, Rosalind Franklin wyjaśniła, że były dwie formy DNA.
00:09:29.03I obie mogły się krystalizować,
00:09:31.Ale forma B była trochę bardziej wilgotna, było w niej więcej wody,
00:09:35.14Nie krystalizowała się tak dobrze, więc zajmowała się głównie formą A.
00:09:40.05Ale nie rozumiała, że były to dwie formy tej samej cząsteczki.
00:09:44.27I gdyby naprawdę zdecydowała się pracować nad formą B,
00:09:51.28mogła osiągnąć jeszcze lepsze wyniki
00:09:54.23niż to, co zrobiła, ale osiągnęła bardzo ważne dane.
00:09:58.10Watson i Crick wiedzieli o tym, ponieważ Perutz,
00:10:05.01który był w komisji rewizyjnej, która miała przyjrzeć się danym z King’s College,
00:10:11.07wyjawił informacje, które były w raporcie z grudnia 1952.
00:10:16.01Teraz to było bardzo szeroko dyskutowane i sam Perutz powiedział, że
00:10:20.07well, byłem niedojrzały i nie… To znaczy, to nie był tajny materiał, więc się nim podzieliłem.
00:10:24.22Ale inną rzeczą było coś, co się wydarzyło, a było to w styczniu,
00:10:31.23 ponieważ wtedy Watson odwiedził King’s College i wtedy pokazano mu to zdjęcie.
00:10:36.15Zostało ono zrobione przez Rosalind Franklin i jej współpracownika Goslinga,
00:10:41.16jak na nim wymieniono, i jest to bardzo, bardzo szczególne zdjęcie, i kiedy Watson je zobaczył,
00:10:50.10i otrzymał tę informację przez Wilkinsa,
00:10:54.Natychmiast zrozumiał, że to musi być podwójna helisa.
00:10:59.02 I oczywiście Crick, który był tym, który naprawdę znał strukturę,
00:11:02.06 mógł to naprawdę poprzeć i stwierdzić, że to była
00:11:04.21 podwójna helisa z dwoma helisami biegnącymi w przeciwnym kierunku.
00:11:09.01To jest punkt w historii, w którym nigdy nie poznamy prawdy.
00:11:14.09Bo w wielu książkach jest napisane, że to zdjęcie zostało zabrane od Rosalind Franklin
00:11:18.19bez jej wiedzy. I rodzina nadal wierzy, że tak jest.
00:11:23.10Ale masz drugą stronę wersji
00:11:25.08 gdzie jest napisane w książce z adnotacjami Double Helix
00:11:29.00 gdzie jest napisane, że Franklin dała to zdjęcie Wilkinsowi jako prezent i mógł go użyć.
00:11:35.19Personalnie myślę, że prawda jest nieco pomiędzy tymi dwoma.
00:11:40.01Nie sądzę naprawdę, że zdjęcie zostało naprawdę skradzione Franklinowi.
00:11:44.08Gdyby tak było, byłaby znacznie bardziej zdenerwowana.
00:11:47.24A była osobą o dużym temperamencie.
00:11:50.22A później to zdjęcie 51 zostało użyte do zilustrowania
00:11:55.04 struktury DNA, i użyte przez Cricka w recenzjach.
00:11:58.27Istnieje nawet sztuka teatralna, która nazywa się Photograph 51
00:12:02.15that really describes the fascinating life of Rosalind Franklin.
00:12:07.04And I might as well mention that already here she worked on DNA for 27 months,
00:12:14.05and then she left and started to study viruses.
00:12:17.25Did some major contributions to study of virus structure. Była pionierem tej pracy.
00:12:23.13A potem w 1956 roku zdiagnozowano u niej raka jajnika,
00:12:29.14i zmarła w 1958 roku. Nigdy nie była nominowana do Nagrody Nobla.
00:12:33.11Ale była wyraźnie osobą, która mogła być bardzo silnym kandydatem do tego.
00:12:40.12Więc to zdjęcie, poszło dobrze, ale trzecią rzeczą, która była bardzo, bardzo kluczowa,
00:12:46.Aby zbudować model… aby zbudować model, Watson musiał wyciąć różne nukleotydy, a używał do tego podręcznika Davidsona, którego wszyscy używali.
00:13:00:00 To była chemia swoich czasów.
00:13:02.28A potem była jeszcze jedna osoba, znowu w tym samym pokoju
00:13:07.16gdzie byli w laboratoriach Cavendisha, Jerry Donohue,
00:13:09.24który był z Kalifornii, jak ludzie go nazywali.
00:13:12.08I Jerry Donohue z jakiegoś powodu powiedział, że myślę, że nie powinieneś używać struktury
00:13:16.06, która jest w podręczniku Davidsona.
00:13:19.00Powinieneś użyć innej formy zasad,
00:13:20.16i mogę po prostu powiedzieć, że Watson powiedział, och, jakie są te dwie formy zasad? To znaczy, nie wiedział zbyt wiele o chemii.
00:13:26.11Ale zdecydował się nie używać formy enolowej, ale za radą Jerry’ego Donohue użył formy keto.
00:13:33.26I to było to, co naprawdę rozwiązało całą sprawę
00:13:37.04 ponieważ wtedy można było zbudować ostateczny model.
00:13:40.15I właśnie wtedy wszystko się zbiegło.
00:13:42.10A ostateczny model był naprawdę, powiedzmy, że identyfikacja struktury
00:13:49.02 nastąpiła rano 28 lutego 1953 roku.
00:13:52.18A oto kilka dni później Watson i Crick na bardzo słynnym zdjęciu
00:13:57.28ilustrującym jak wygląda ten model.
00:13:59.29Kiedy już mieliśmy ten model,
00:14:02.11wszystko stało się bardzo jasne, ponieważ była to piękna prosta cząsteczka
00:14:09.07która kiedy się replikowała, zachowywała tę samą strukturę w swojej półkonserwatywnej replikacji.
00:14:15.Miała też te bazy, które mogły występować w dowolnej kolejności,
00:14:22.08 i dlatego mogła reprezentować urządzenie przenoszące informacje.
00:14:28.02 I oczywiście, bardzo szybko po tym zaczęto badać, czym mógłby być język genetyczny.
00:14:34.22 A ponieważ są cztery bazy i jest dwadzieścia aminokwasów,
00:14:40.Najwyraźniej nie wystarczyło mieć tylko pary zasad,
00:14:44.22 ponieważ to nie wystarczyłoby dla wszystkich aminokwasów,
00:14:47.03 więc musiały być trójki i wtedy
00:14:49.04progresywnie można było interpretować język
00:14:53.18 którego natura używała odkąd życie zaczęło się rozwijać…
00:14:58.03to DNA zaprojektowało życie, które zaczęło się rozwijać, a było to jakieś 3.8 miliardów lat temu.
00:15:05.19Więc wpływ był absolutnie ogromny,
00:15:10.05i historia mówi oczywiście, że 28 lutego,
00:15:13.15Watson i Crick poszli do pubu, który zwykli odwiedzać po pracy,
00:15:18.27i powiedzieli, że znaleźliśmy cząsteczkę życia.
00:15:21.23Prawdopodobnie to dobra historia. Nikt nie zdołał tego udowodnić.
00:15:25.24I jeden, na przykład, przeprowadził wywiad z Odile Crick, kiedy jeszcze żyła
00:15:30.14i zapytał ją, czy było coś szczególnego w dniu 28 lutego?
00:15:35.00A ona powiedziała, cóż, normalnie, kiedy Crick wracał do domu
00:15:38.03 to zawsze była jakaś szalona historia o wielkim odkryciu, którego dokonał
00:15:41.10 ponieważ zawsze był hipomanem,
00:15:45.07Ale w tym dniu miał kilka bardzo dobrych powodów, aby być tym.
00:15:48.03Oto Watson odbierający nagrodę w 1962 roku,
00:15:52.10z rąk Jego Królewskiej Mości.
00:15:55.04I był trzecim najmłodszym laureatem Nagrody Nobla w dziedzinie fizjologii lub medycyny,
00:16:04.00najmłodszy był Frederick Banting,
00:16:07.06a następnie Josh Lederberg byli również młodsi niż Watson.
00:16:11.2432 i 33 lata każdy. Ale Watson miał 34 lata.
00:16:16.18I miał przywilej długiego, bogatego życia
00:16:19.24w którym mógł wrócić i wspominać i dyskutować o tamtym lutym.
00:16:25.02Ale przed tym może, pozwól mi zilustrować, że starałem się wprowadzić w różnych rozdziałach
00:16:34.03w tej książce, którą właśnie niedawno opublikowałem kilka małych haiku.
00:16:42.03A haiku, które odnosiło się do rozdziału, który omawia DNA, po prostu brzmi,
00:16:44.15Podwójna helisa
00:16:46.11Wieczność w strunie
00:16:48.05Symetria dobrze wykorzystana
00:16:49.20A ja chcę podkreślić wieczność
00:16:53.12Bo to jest język, który był używany od czasu
00:16:56.11wynalezienia języka genetycznego
00:16:59.21lub od czasu powstania życia na świecie.

.