دانشمندان، جیمز واتسون و فرانسیس کریک به‌عنوان اولین افرادی که روی ساختار دی‌ان‌ای کار کردند مشهور شدند و روزالین فرانکلین و موریس ویلکینز هم برای ثبت تصاویر مولکولی که زمینه‌ساز این امر شدند، شناخته می‌شوند. اما برخی دیگر از دانشمندان نقش محوری در یکی از مهم‌ترین کشفیات قرن ایفا کرده اند، در حالی که بسیار کمتر شناخته شده اند و شایسته تقدیر هستند.
در پاییز ۱۹۴۷، کریث و سرپرست‌های پژوهش دکترای او، سومین و آخرین برگه از نتایج پژوهش‌شان را که در دانشگاه ناتینگهام صورت گرفته بود منتشر کردند. این برگه، شواهد لازم برای اینکه بدانیم مولکول دی‌ان‌ای چگونه نگه داشته می‌شود را تکمیل می‌کرد. با اثبات این امر که دی‌ان‌ای دارای چسب مولکولی است که باعنوان پیوند هیدروژنی شناخته می‌شود، برای واتسون و کریک آشکار شد که این مولکول شامل دو رشته می‌شود که در مارپیچی دوگانه به هم متصل‌ند. این کشف، شش سال بعد باعث پدید آمدن علم ژنتیک به شکلی که امروز میشناسیم شد.
مقاله‌های مرتبط:
کریث حتی مدل فرضی خود از دی‌ان‌ای را ساخت که چندان هم بی‌شباهت به ساختار واقعی دی‌ان‌ای نبود. این مدل متشکل از دو زنجیره می‌شد که بین قطعاتش پیوندی برقرار بود. متاسفانه کشفیات او از دید بسیاری دور ماند. اما ۷۰ سال بعد، دانشگاه ناتینگهام در کنفرانسی ویژه کشف پیوندهای هیدروژنی در ساختار دی‌ان‌ای را در همان ساختمانی که این کشف در آن روی داده بود جشن گرفت.
راز دی‌ان‌ای
کریث در سال ۱۹۲۴ متولد شد و در مدرسه دستور زبان نورثهمپتون تحصیل کرد. او در همان میدلند شرقی باقی ماند و در رشته‌ی شیمی در کالج ناتینگهام ادامه‌ی تحصیل داد. کریث تحت نظر اساتیدی همچون ج. ماسون و دنیس جردن از رسالهی دکترای خود دفاع کرد. اساتیدی که بعدها به کریث در رسیدن به نظریات پیشگامانه‌اش کمک کردند.
در آن زمان توجهات زیادی به دی‌ان‌ای در بین محافل علمی جلب شده بود. زیرا دانشمندان احتمالات زیادی مبنی بر ارتباط این ماده با ژن‌ها و وراثت می‌دادند. پژوهش‌ها نشان داد که دی‌ان‌ای از بخش‌هایی با نام نوکلئوتید ساخته شده است. هر کدام از نوکلئوتیدها از مولکول قندی به نام دئوکسی ریبوز، یک گروه فسفات و یکی از چهار گروه مولکول نیتروژنی ساخته شده‌اند. این چهار گروه مولکولی نیتروژنی عبارتند از: تیمین، سیتوزین، آدنین و گوانین.
جیمز مایکل کریث در پاییز ۱۹۴۷، سومین و آخرین برگه از نتایج پژوهشش را منتشر کردند. این برگه، شواهد لازم برای اینکه بدانیم مولکول دی‌ان‌ای چگونه نگه داشته می‌شود را تکمیل می‌کرد
اما چگونگی ساخت و اتصال ژن‌ها ناشناخته باقی ماند. برخی دانشمندان حتی گمان می‌کردند که ساختار دی‌ان‌ای ممکن است به شکل توپ باشد. شاید اگر می‌توانستند روی ساختار دقیق دی‌ان‌ای کار کنند، اسرار کدهای ژنتیکی را کشف می‌کردند.
همکلاسی‌های کریث، یعنی ترلفال و تیلور هم با این موضوع درگیر شدند. ترلفال سعی کرد راهی برای خالص‌سازی نمونه‌های دی‌ان‌ای بیابد تا سرنخ‌هایی درباره ساختار آن بیابد. گولاند، جردن و تیلور بعدها با فرآیندی که تیتراسیون الکترومتریک نامیده می‌شود، روی ساختار دی‌ان‌ای خالص‌سازی شده مطالعه کردند که این ماده با قرارگیری در محیط اسیدی یا بازی چه تغییری پیدا می‌کنند.
وقتی آن‌ها به نتایج مورد انتظارشان نرسیدند، فکر کردند این اتفاق ممکن است به‌دلیل وجود پیوند هیدروژنی در ساختار دی‌ان‌ای رخ داده باشد. این مورد وقتی پیش می‌آید که اتم‌های هیدروژن، با برخی اتم‌های خاص از جمله اکسیژن و نیتروژن، الکترون به اشتراک می‌گذارند که روی شکل کلی مولکول اثرگذار است.
قدم پایانی و قطعی در این زمینه، آزمایش کریث با استفاده از تکنیک ویسکومتری بود. این امر، مقیاسی از اندازه مولکول دی‌ان‌ای در حالت محلول و چگونگی تغییر اندازه آن ارائه داد.
وقتی یک اسید یا باز قوی به محلول اضافه می‌شد، گرانروی (مقاومت یک مایع در برابر اعمال تنش برشی) آن به میزان قابل‌توجهی کاهش پیدا می‌کرد. این اتفاق به دلیل حضور پیوندهای هیدروژنی روی می‌دهد. کریث، گولاند و جردن نتیجه گرفتند که در این شرایط، پیوندهای هیدروژنی به پایه‌های نوکلئوتیدهای مجاور می‌پیوندند.
اسیدها و بازها، این پیوندها را به طور برگشت‌ناپذیری مختل می‌کنند تا مولکول دی‌ان‌ای به واحدهای کوچکتری تقسیم شوند و حالت سیال‌تری پیدا کنند. اگرچه کریث و سرپرست‌های این پژوهش نتوانستند ساختار دقیق دی‌ان‌ای را کشف کنند اما نشان دادند که پیوندهای هیدروژنی باید بخش مهمی از ساختار دی‌ان‌ای باشند.
در رسالهی دکترای سال ۱۹۴۷ خود، کریث به درستی حدس زد که مولکول دی‌ان‌ای شامل دو زنجیره می‌شود که هر کدام یک ساختمان قند-فسفات در بیرون و پیوندهای هیدروژنی در داخل دارند. بعدها مشخص شد که این ساختار دو زنجیره‌ای بهترین حالت برای عملکرد زیست‌شناختی دی‌ان‌ای است. پیوندهای هیدروژنی به اندازه‌ای مستحکم بودند که بتوانند مجموعه زنجیره‌ها را نگه دارند اما ضعیفتر از آن بودند که بتوانند بطور کامل جدا شوند و مثل دستورهای ژنتیکی، خوانده و تکثیر شوند.
مدتی پس از این کشفیات، اعضای این گروه از هم جدا شدند. گولاند در یک سانحه قطار جان باخت و جردن به دانشگاه آدلاید نقل مکان کرد. با این حال کریک و واتسون به تشریح دقیق ساختار مارپیچ دوگانه دی‌ان‌ای پرداختند.
اگرچه سه دانشمند دانشگاه ناتینگهام هیچ‌گاه به نتیجه نهایی و دقیقی درباره ساختار دی‌ان‌ای نرسیدند اما پژوهش‌های آن‌ها در ممکن ساختن یکی از تاثیرگذارترین کشفیات علم مدرن، بسیار حیاتی بود.
به گفته کریث در روزهای پس از بازنشستگی:
ما صرفا یک نگاه اجمالی و گذرا به موضوع نداشتیم، بلکه دیدی صحیح از مسئله‌ای یافتیم که کم اهمیت‌تر از رمزگشایی حیات روی این سیاره نبود.
ارسال دیدگاه