ปีแห่งชีวิตของเจมส์ วัตสัน ผู้ค้นพบเกลียวคู่ของดีเอ็นเอ

การค้นพบเกลียวคู่ของ DNA เป็นหนึ่งในเหตุการณ์สำคัญในประวัติศาสตร์ชีววิทยาโลก เราเป็นหนี้การค้นพบครั้งนี้กับคู่หูของ James Watson และ Francis Crick แม้ว่าวัตสันจะได้รับความอื้อฉาวในบางข้อความ แต่ก็เป็นไปไม่ได้เลยที่จะประเมินค่าสูงไปถึงความสำคัญของการค้นพบของเขา

James Dewey Watson - นักชีววิทยาโมเลกุลอเมริกัน นักพันธุศาสตร์และนักสัตววิทยา; เขาเป็นที่รู้จักดีที่สุดจากการมีส่วนร่วมในการค้นพบโครงสร้างของ DNA ในปี 1953 ผู้ได้รับรางวัลโนเบลสาขาสรีรวิทยาหรือการแพทย์

หลังจากสำเร็จการศึกษาจากมหาวิทยาลัยชิคาโกและมหาวิทยาลัยอินเดียนา วัตสันใช้เวลาทำวิจัยทางเคมีร่วมกับนักชีวเคมี เฮอร์แมน คาลคาร์ ในโคเปนเฮเกน ต่อมาเขาย้ายไปที่ห้องปฏิบัติการคาเวนดิชที่มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ ซึ่งเขาได้พบกับเพื่อนร่วมงานในอนาคตและสหายฟรานซิส คริกเป็นครั้งแรก

วัตสันและคริกเกิดแนวคิดเกี่ยวกับเกลียวคู่ของ DNA ในช่วงกลางเดือนมีนาคม พ.ศ. 2496 ขณะศึกษาข้อมูลการทดลองที่รวบรวมโดยโรซาลินด์ แฟรงคลิน และมอริซ วิลกินส์ การค้นพบนี้ได้รับการประกาศโดยเซอร์ ลอว์เรนซ์ แบรกก์ ผู้อำนวยการห้องปฏิบัติการคาเวนดิช; สิ่งนี้เกิดขึ้นในการประชุมทางวิทยาศาสตร์ที่เบลเยียมเมื่อวันที่ 8 เมษายน พ.ศ. 2496 อย่างไรก็ตาม ข้อความสำคัญดังกล่าวไม่ได้รับการสังเกตจากสื่อจริงๆ เมื่อวันที่ 25 เมษายน พ.ศ. 2496 บทความเกี่ยวกับการค้นพบนี้ได้รับการตีพิมพ์ในวารสารวิทยาศาสตร์ Nature นักวิทยาศาสตร์ทางชีววิทยาคนอื่นๆ และผู้ได้รับรางวัลโนเบลจำนวนหนึ่งชื่นชมความยิ่งใหญ่ของการค้นพบนี้อย่างรวดเร็ว บางคนถึงกับเรียกมันว่าเป็นการค้นพบทางวิทยาศาสตร์ที่ยิ่งใหญ่ที่สุดแห่งศตวรรษที่ 20

ในปี 1962 Watson, Crick และ Wilkins ได้รับรางวัลโนเบลสาขาสรีรวิทยาหรือการแพทย์จากการค้นพบของพวกเขา ผู้เข้าร่วมคนที่สี่ของโครงการ โรซาลินด์ แฟรงคลิน เสียชีวิตในปี พ.ศ. 2501 และเป็นผลให้ไม่มีคุณสมบัติได้รับรางวัลอีกต่อไป วัตสันยังได้รับรางวัลอนุสาวรีย์ที่พิพิธภัณฑ์ประวัติศาสตร์ธรรมชาติอเมริกันในนิวยอร์กสำหรับการค้นพบของเขา เนื่องจากอนุสาวรีย์ดังกล่าวสร้างขึ้นเพื่อเป็นเกียรติแก่นักวิทยาศาสตร์ชาวอเมริกันเท่านั้น Crick และ Wilkins จึงถูกทิ้งไว้โดยไม่มีอนุสาวรีย์

วัตสันยังถือว่าเป็นหนึ่งในนักวิทยาศาสตร์ที่ยิ่งใหญ่ที่สุดในประวัติศาสตร์ อย่างไรก็ตาม หลายคนไม่ชอบเขาอย่างเปิดเผยในฐานะบุคคล James Watson มีส่วนเกี่ยวข้องกับเรื่องอื้อฉาวที่ค่อนข้างสูงหลายครั้ง หนึ่งในนั้นเกี่ยวข้องโดยตรงกับงานของเขา - ความจริงก็คือในขณะที่ทำงานเกี่ยวกับแบบจำลอง DNA นั้น Watson และ Crick ใช้ข้อมูลที่ Rosalind Franklin ได้รับโดยไม่ได้รับอนุญาตจากเธอ นักวิทยาศาสตร์ทำงานค่อนข้างแข็งขันกับหุ้นส่วนของแฟรงคลิน วิลกินส์; โรซาลินด์เองอาจไม่รู้จนกระทั่งบั้นปลายชีวิตของเธอว่าการทดลองของเธอมีความสำคัญเพียงใดในการทำความเข้าใจโครงสร้างของ DNA

ตั้งแต่ปีพ.ศ. 2499 ถึง พ.ศ. 2519 วัตสันทำงานที่แผนกชีววิทยาของมหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ด ในช่วงเวลานี้เขาสนใจเรื่องอณูชีววิทยาเป็นหลัก

ในปี พ.ศ. 2511 วัตสันได้รับตำแหน่งเป็นผู้อำนวยการห้องปฏิบัติการ Cold Spring Harbor ในลองไอส์แลนด์ รัฐนิวยอร์ก ด้วยความพยายามของเขา คุณภาพของงานวิจัยในห้องปฏิบัติการเพิ่มขึ้นอย่างมาก และเงินทุนก็ดีขึ้นอย่างเห็นได้ชัด วัตสันเองเกี่ยวข้องกับการวิจัยโรคมะเร็งเป็นหลักในช่วงเวลานี้ ระหว่างทาง เขาได้ทำให้ห้องปฏิบัติการภายใต้การควบคุมของเขาเป็นหนึ่งในศูนย์กลางชีววิทยาระดับโมเลกุลที่ดีที่สุดในโลก

ในปี 1994 วัตสันกลายเป็นประธานศูนย์วิจัยและในปี 2547 - อธิการบดี; ในปี 2550 เขาออกจากตำแหน่งหลังจากกล่าวถ้อยคำที่ไม่เป็นที่นิยมเกี่ยวกับการมีอยู่ของความเชื่อมโยงระหว่างระดับสติปัญญาและต้นกำเนิด

ตั้งแต่ปี พ.ศ. 2531 ถึง พ.ศ. 2535 วัตสันได้ร่วมมืออย่างแข็งขันกับสถาบันสุขภาพแห่งชาติ เพื่อช่วยพัฒนาโครงการจีโนมมนุษย์

วัตสันยังมีชื่อเสียงในเรื่องการแสดงความคิดเห็นที่ยั่วยุอย่างเปิดเผยและมักเป็นที่รังเกียจเกี่ยวกับเพื่อนร่วมงานของเขา ท่ามกลางคนอื่น ๆ เขาพูดถึงแฟรงคลินในสุนทรพจน์ของเขา (หลังจากเธอเสียชีวิต) ข้อความของเขาจำนวนหนึ่งอาจถูกมองว่าเป็นการโจมตีกลุ่มรักร่วมเพศและคนอ้วน

งานชีววิทยา

โรมาโนวา อนาสตาเซีย

ฟรานซิส คริก

เจมส์ วัตสัน

“การค้นพบโครงสร้างรองของ DNA”

จุดเริ่มต้นของเรื่องนี้ถือได้ว่าเป็นเรื่องตลก “และเราเพิ่งค้นพบความลับของชีวิต!” - หนึ่งในชายสองคนที่เข้ามาใน Cambridge Eagle Pub เมื่อ 57 ปีที่แล้ว - 28 กุมภาพันธ์ 1953 กล่าว และคนเหล่านี้ที่ทำงานในห้องทดลองใกล้เคียงก็ไม่ได้พูดเกินจริงเลย หนึ่งในนั้นชื่อฟรานซิส คริก และอีกคนคือเจมส์ วัตสัน

ชีวประวัติ:

ฟรานซิส ครีก

ในช่วงสงคราม Crick ทำงานเกี่ยวกับการสร้างทุ่นระเบิดในห้องปฏิบัติการวิจัยของกระทรวงกองทัพเรืออังกฤษ เป็นเวลาสองปีหลังจากสิ้นสุดสงคราม เขายังคงทำงานในพันธกิจนี้ต่อไป และตอนนั้นเองที่เขาอ่านหนังสือชื่อดังของแอร์วิน ชโรดิงเงอร์เรื่อง “ชีวิตคืออะไร? ลักษณะทางกายภาพของเซลล์ที่มีชีวิต" ตีพิมพ์ในปี พ.ศ. 2487 ในหนังสือ ชโรดิงเงอร์ถามคำถาม: “เหตุการณ์เชิงพื้นที่ที่เกิดขึ้นในสิ่งมีชีวิตสามารถอธิบายจากมุมมองของฟิสิกส์และเคมีได้อย่างไร”
แนวคิดที่นำเสนอในหนังสือเล่มนี้มีอิทธิพลต่อ Crick มากจนเขาตั้งใจจะศึกษาฟิสิกส์ของอนุภาคจึงเปลี่ยนมาเรียนชีววิทยา ด้วยการสนับสนุนของ Archibald W. Will Crick ได้รับทุนจากสภาวิจัยทางการแพทย์และเริ่มทำงานที่ Strangeway Laboratory ในเคมบริดจ์ในปี 1947 ที่นี่เขาศึกษาชีววิทยา เคมีอินทรีย์ และเทคนิคการเลี้ยวเบนรังสีเอกซ์ที่ใช้ในการกำหนดโครงสร้างเชิงพื้นที่ของโมเลกุล

เจมส์ เดเวย์ วัตสัน

เกิดเมื่อวันที่ 6 เมษายน พ.ศ. 2471 ในเมืองชิคาโก รัฐอิลลินอยส์ เป็นบุตรของเจมส์ ดี. วัตสัน นักธุรกิจ และฌอง (มิทเชลล์) วัตสัน บุตรคนเดียวของเขา

เขาได้รับการศึกษาระดับประถมศึกษาและมัธยมศึกษาในชิคาโก ในไม่ช้าก็เห็นได้ชัดว่าเจมส์เป็นเด็กที่มีพรสวรรค์ผิดปกติ และเขาได้รับเชิญให้ไปปรากฏตัวในรายการวิทยุ "Quizzes for Children" หลังจากเรียนมัธยมปลายได้เพียงสองปี วัตสันได้รับทุนในปี พ.ศ. 2486 เพื่อเข้าเรียนวิทยาลัยทดลองสี่ปีที่มหาวิทยาลัยชิคาโก ซึ่งเขาเริ่มมีความสนใจในการศึกษาปักษีวิทยา หลังจากได้รับวิทยาศาสตรบัณฑิตจากมหาวิทยาลัยชิคาโกในปี พ.ศ. 2490 เขาศึกษาต่อที่มหาวิทยาลัยอินเดียนาบลูมิงตัน
ในเวลานี้ วัตสันเริ่มสนใจด้านพันธุศาสตร์ และเริ่มศึกษาในรัฐอินเดียนาภายใต้การแนะนำของผู้เชี่ยวชาญในสาขานี้ เฮอร์แมน เจ. เมลเลอร์ และนักแบคทีเรียวิทยา ซัลวาดอร์ ลูเรีย วัตสันเขียนวิทยานิพนธ์เกี่ยวกับผลของรังสีเอกซ์ต่อการสืบพันธุ์ของแบคทีเรีย (ไวรัสที่ติดเชื้อแบคทีเรีย) และได้รับปริญญาเอกในปี พ.ศ. 2493 ทุนจากสมาคมวิจัยแห่งชาติทำให้เขาสามารถวิจัยต่อเกี่ยวกับแบคทีริโอฟาจได้ที่มหาวิทยาลัยโคเปนเฮเกนในเดนมาร์ก ที่นั่นเขาได้ศึกษาคุณสมบัติทางชีวเคมีของ DNA ของแบคทีริโอฟาจ อย่างไรก็ตาม ในขณะที่เขาเล่าในภายหลัง การทดลองกับฟาจเริ่มมีผลกระทบต่อเขา เขาต้องการเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับโครงสร้างที่แท้จริงของโมเลกุล DNA ซึ่งนักพันธุศาสตร์กำลังพูดถึงอย่างกระตือรือร้น

ในเดือนตุลาคม พ.ศ. 2494ในปีนี้ นักวิทยาศาสตร์ได้ไปที่ห้องทดลองคาเวนดิชที่มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์เพื่อศึกษาโครงสร้างเชิงพื้นที่ของโปรตีนร่วมกับจอห์น ซี. เคนดรูว์ ที่นั่นเขาได้พบกับฟรานซิส คริก (นักฟิสิกส์ที่สนใจด้านชีววิทยา) ซึ่งกำลังเขียนวิทยานิพนธ์ระดับปริญญาเอกของเขาในขณะนั้น
ต่อจากนั้นพวกเขาได้สร้างการติดต่อที่สร้างสรรค์อย่างใกล้ชิด นักประวัติศาสตร์ด้านวิทยาศาสตร์คนหนึ่งกล่าวว่า “นั่นเป็นความรักทางสติปัญญาตั้งแต่แรกเห็น” แม้จะมีความสนใจร่วมกัน มุมมองต่อชีวิตและรูปแบบการคิด วัตสันและคริกก็วิพากษ์วิจารณ์กันอย่างสุภาพ แม้จะสุภาพก็ตาม บทบาทของพวกเขาในเพลงคู่ทางปัญญานี้แตกต่างออกไป “ฟรานซิสคือสมอง ส่วนฉันคือความรู้สึก” วัตสันกล่าว

เริ่มต้นในปี 1952 โดยต่อยอดผลงานในยุคแรกๆ ของ Chargaff, Wilkins และ Franklin, Crick และ Watson ตัดสินใจที่จะพยายามกำหนดโครงสร้างทางเคมีของ DNA

ในช่วงทศวรรษที่ 50 เป็นที่ทราบกันดีว่า DNA เป็นโมเลกุลขนาดใหญ่ที่ประกอบด้วยนิวคลีโอไทด์ที่เชื่อมต่อกันเป็นเส้น นักวิทยาศาสตร์ยังรู้ด้วยว่า DNA มีหน้าที่จัดเก็บและสืบทอดข้อมูลทางพันธุกรรม โครงสร้างเชิงพื้นที่ของโมเลกุลนี้และกลไกที่ DNA ได้รับการถ่ายทอดจากเซลล์หนึ่งไปอีกเซลล์หนึ่งและจากสิ่งมีชีวิตหนึ่งไปอีกสิ่งมีชีวิตหนึ่งยังไม่ทราบแน่ชัด

ใน 1948 ในปีเดียวกันนั้น Linus Pauling ค้นพบโครงสร้างเชิงพื้นที่ของโมเลกุลขนาดใหญ่อื่น ๆ ซึ่งก็คือโปรตีน เมื่อล้มป่วยด้วยหยก Pauling ใช้เวลาหลายชั่วโมงในการพับกระดาษซึ่งเขาพยายามจำลองโครงร่างของโมเลกุลโปรตีน และสร้างแบบจำลองโครงสร้างที่เรียกว่า "เกลียวอัลฟา"

ตามข้อมูลของวัตสัน หลังจากการค้นพบนี้ สมมติฐานเกี่ยวกับโครงสร้างเกลียวของดีเอ็นเอได้รับความนิยมในห้องปฏิบัติการของพวกเขา วัตสันและคริกร่วมมือกับผู้เชี่ยวชาญชั้นนำในการวิเคราะห์การเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์ และคริกสามารถตรวจจับสัญญาณของเกลียวในภาพที่ได้รับในลักษณะนี้ได้เกือบแม่นยำ

พอลลิงยังเชื่ออีกว่า DNA นั้นเป็นเกลียว ยิ่งกว่านั้นประกอบด้วยสามเส้น อย่างไรก็ตามเขาไม่สามารถอธิบายธรรมชาติของโครงสร้างดังกล่าวหรือกลไกของการจำลองตัวเองของ DNA เพื่อถ่ายทอดไปยังเซลล์ลูกสาวได้

การค้นพบโครงสร้างเกลียวคู่นี้เกิดขึ้นหลังจากที่มอริซ วิลกินส์แอบแสดงให้วัตสันและคริกเอ็กซเรย์โมเลกุล DNA ที่ผู้ร่วมงานของเขา โรซาลินด์ แฟรงคลิน ถ่ายไว้ ในภาพนี้ พวกเขาจำสัญญาณของเกลียวได้อย่างชัดเจน และมุ่งหน้าไปที่ห้องปฏิบัติการเพื่อตรวจสอบทุกอย่างในแบบจำลองสามมิติ

ในห้องปฏิบัติการ ปรากฎว่าเวิร์กช็อปไม่ได้จัดหาแผ่นโลหะที่จำเป็นสำหรับโมเดลสเตอริโอ และวัตสันได้ตัดแบบจำลองนิวคลีโอไทด์สี่ประเภทออกจากกระดาษแข็ง - กัวนีน (G), ไซโตซีน (C), ไทมีน (T) และอะดีนีน (A) - และเริ่มวางมันลงบนโต๊ะ . จากนั้นเขาก็ค้นพบว่าอะดีนีนรวมกับไทมีน และกัวนีนกับไซโตซีนตามหลักการ "ล็อคกุญแจ" นี่คือวิธีที่เกลียว DNA ทั้งสองเส้นเชื่อมต่อกัน กล่าวคือ ตรงข้ามกับไทมีนจากเกลียวหนึ่งจะมีอะดีนีนจากอีกเกลียวหนึ่งเสมอ และไม่มีอะไรอื่นอีก

ในอีกแปดเดือนข้างหน้า วัตสันและคริกได้รวมสิ่งที่ค้นพบกับสิ่งที่มีอยู่แล้ว โดยรายงานโครงสร้างของ DNA ในเดือนกุมภาพันธ์ 1953 ของปี.

หนึ่งเดือนต่อมา พวกเขาได้สร้างแบบจำลองสามมิติของโมเลกุล DNA ซึ่งทำจากลูกปัด ชิ้นส่วนของกระดาษแข็ง และลวด
ตามแบบจำลองของคริก-วัตสัน DNA เป็นเกลียวคู่ที่ประกอบด้วยสายโซ่ดีออกซีไรโบสฟอสเฟตสองสายเชื่อมต่อกันด้วยคู่เบส คล้ายกับขั้นบันได ผ่านพันธะไฮโดรเจน อะดีนีนรวมกับไทมีน และกัวนีนกับไซโตซีน

คุณสามารถสลับ:

ก) ผู้เข้าร่วมของคู่นี้;

b) คู่ใดๆ ไปยังอีกคู่หนึ่ง และสิ่งนี้จะไม่นำไปสู่การหยุดชะงักของโครงสร้าง แม้ว่ามันจะมีผลกระทบอย่างเด็ดขาดต่อกิจกรรมทางชีวภาพของมันก็ตาม

โครงสร้างดีเอ็นเอที่เสนอโดยวัตสันและคริกเป็นไปตามเกณฑ์หลักอย่างสมบูรณ์ ซึ่งการเติมเต็มนั้นจำเป็นสำหรับโมเลกุลที่อ้างว่าเป็นที่เก็บข้อมูลทางพันธุกรรม “กระดูกสันหลังของแบบจำลองของเราได้รับคำสั่งอย่างมาก และลำดับคู่เบสเป็นเพียงคุณสมบัติเดียวที่สามารถเป็นสื่อกลางในการถ่ายโอนข้อมูลทางพันธุกรรมได้” พวกเขาเขียน
“โครงสร้างของเรา” Watson และ Crick เขียน “จึงประกอบด้วยสอง chain ซึ่งแต่ละอันเสริมซึ่งกันและกัน”

วัตสันเขียนเกี่ยวกับการค้นพบนี้ถึงเดลบรึคเจ้านายของเขา ซึ่งเขียนถึงนีลส์ โบห์รว่า “สิ่งมหัศจรรย์กำลังเกิดขึ้นในชีววิทยา ฉันคิดว่าจิม วัตสันได้ค้นพบสิ่งที่เทียบได้กับสิ่งที่รัทเธอร์ฟอร์ดค้นพบในปี 1911" เป็นที่น่าระลึกว่าในปี 1911 รัทเทอร์ฟอร์ดค้นพบนิวเคลียสของอะตอม

การจัดเรียงนี้ทำให้สามารถอธิบายกลไกของการคัดลอก DNA ได้: เกลียวสองเส้นแยกออกจากกันและสำหรับแต่ละอันจะมีการเพิ่มสำเนาที่แน่นอนของ "คู่หู" ในอดีตในเกลียวจากนิวคลีโอไทด์ ใช้หลักการเดียวกับการพิมพ์ค่าบวกจากค่าลบในภาพถ่าย

แม้ว่าโรซาลินด์ แฟรงคลิน ไม่สนับสนุนสมมติฐานเกี่ยวกับโครงสร้างเกลียวของ DNA แต่ภาพถ่ายของเธอมีบทบาทสำคัญในการค้นพบวัตสันและคริก

ต่อมาแบบจำลองโครงสร้างดีเอ็นเอที่วัตสันและคริกเสนอได้รับการพิสูจน์แล้ว และใน 1962 ผลงานของพวกเขาได้รับรางวัลโนเบลสาขาสรีรวิทยาหรือการแพทย์ "สำหรับการค้นพบในด้านโครงสร้างโมเลกุลของกรดนิวคลีอิกและเพื่อกำหนดบทบาทในการถ่ายทอดข้อมูลในสิ่งมีชีวิต" ในบรรดาผู้ได้รับรางวัลไม่ใช่โรซาลินด์แฟรงคลินซึ่งเสียชีวิตในเวลานั้น (จากโรคมะเร็งในปี 2501) เนื่องจากไม่มีการมอบรางวัลหลังมรณกรรม

ยม จากสถาบัน Karolinska กล่าวในพิธีมอบรางวัลว่า “การค้นพบโครงสร้างโมเลกุลเชิงพื้นที่ของ DNA มีความสำคัญอย่างยิ่ง เนื่องจากเป็นการสรุปความเป็นไปได้ของการทำความเข้าใจในรายละเอียดอย่างละเอียดถึงลักษณะทั่วไปและลักษณะเฉพาะของสิ่งมีชีวิตทุกชนิด” Engström ตั้งข้อสังเกตว่า "การไขโครงสร้างเกลียวคู่ของกรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิกด้วยการจับคู่ฐานไนโตรเจนที่เฉพาะเจาะจง ทำให้เกิดความเป็นไปได้ที่น่าอัศจรรย์ในการคลี่คลายรายละเอียดของการควบคุมและการถ่ายทอดข้อมูลทางพันธุกรรม"

https://pandia.ru/text/78/209/images/image004_142.jpg" width="624" height="631 src=">

James Watson เป็นผู้บุกเบิกด้านอณูชีววิทยา ผู้ซึ่งร่วมกับ Francis Crick และ Maurice Wilkins ถือเป็นผู้ค้นพบเกลียวคู่ของ DNA ในปี 1962 พวกเขาได้รับรางวัลโนเบลสาขาการแพทย์จากผลงานของพวกเขา

เจมส์ วัตสัน: ชีวประวัติ

เกิดที่ชิคาโก สหรัฐอเมริกา วันที่ 6 เมษายน พ.ศ. 2471 เขาเข้าเรียนที่โรงเรียน Horace Mann และโรงเรียนมัธยม South Shore เมื่ออายุ 15 ปี เขาเข้ามหาวิทยาลัยชิคาโกภายใต้โครงการมอบทุนทดลองสำหรับเด็กที่มีพรสวรรค์ ความสนใจในชีวิตนกทำให้เจมส์ วัตสันศึกษาชีววิทยา และในปี พ.ศ. 2490 เขาได้รับปริญญาวิทยาศาสตรบัณฑิต สาขาสัตววิทยา หลังจากอ่านหนังสือสถานที่สำคัญของ Erwin Schrödinger What is Life? เขาเปลี่ยนมาใช้พันธุกรรม

หลังจากถูกคาลเทคและฮาร์วาร์ดปฏิเสธ เจมส์ วัตสันได้รับทุนเรียนต่อระดับบัณฑิตศึกษาที่มหาวิทยาลัยอินเดียน่า ในปี 1950 สำหรับงานของเขาเกี่ยวกับผลกระทบของรังสีเอกซ์ต่อการสืบพันธุ์ของไวรัสแบคเทอริโอฟาจ เขาได้รับปริญญาเอกสาขาสัตววิทยา จากรัฐอินเดียนา วัตสันย้ายไปโคเปนเฮเกนและศึกษาไวรัสต่อในฐานะเพื่อนที่สภาวิจัยแห่งชาติ

เปิดเผย DNA!

หลังจากเยี่ยมชมห้องปฏิบัติการในนิวยอร์กที่ Cold Spring Harbor ซึ่งเขาตรวจสอบผลการวิจัยของ Hershey และ Chase แล้ว Watson ก็เชื่อว่า DNA เป็นโมเลกุลที่รับผิดชอบในการส่งข้อมูลทางพันธุกรรม เขารู้สึกทึ่งกับแนวคิดที่ว่าถ้าเขาเข้าใจโครงสร้างของมัน เขาก็จะทราบได้ว่าข้อมูลถูกถ่ายโอนระหว่างเซลล์อย่างไร การวิจัยไวรัสไม่ได้สนใจเขามากเท่ากับทิศทางใหม่นี้อีกต่อไป

ในฤดูใบไม้ผลิปี 1951 ที่การประชุมใหญ่ที่เนเปิลส์ เขาได้พบกับมอริซ วิลกินส์ อย่างหลังแสดงให้เห็นผลลัพธ์ของความพยายามครั้งแรกในการใช้การเลี้ยวเบนรังสีเอกซ์เพื่อสร้างภาพโมเลกุลดีเอ็นเอ วัตสันตื่นเต้นกับข้อมูลของวิลคินส์ถึงอังกฤษในฤดูใบไม้ร่วง เขาได้งานที่ Cavendish Laboratory ซึ่งเขาเริ่มร่วมมือกับ Francis Crick

ความพยายามครั้งแรก

ในความพยายามที่จะคลี่คลายโครงสร้างโมเลกุลของ DNA James Watson และ Francis Crick ตัดสินใจใช้วิธีการตามแบบจำลอง ทั้งสองคนเชื่อมั่นว่าการแก้ปัญหาโครงสร้างของมันจะมีบทบาทสำคัญในการทำความเข้าใจการถ่ายโอนข้อมูลทางพันธุกรรมจากเซลล์พ่อแม่ไปยังเซลล์ลูกสาว นักชีววิทยาตระหนักดีว่าการค้นพบโครงสร้างของ DNA จะเป็นความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์ครั้งสำคัญ ในเวลาเดียวกัน พวกเขาตระหนักถึงการมีอยู่ของคู่แข่งในหมู่นักวิทยาศาสตร์คนอื่นๆ เช่น Linus Pauling

คริกและเจมส์ วัตสันสร้างแบบจำลอง DNA ด้วยความยากลำบากอย่างยิ่ง ไม่มีพื้นฐานด้านเคมี ดังนั้นพวกเขาจึงใช้หนังสือเรียนเคมีมาตรฐานเพื่อตัดโครงสร้างกระดาษแข็งของพันธะเคมีออก นักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาที่มาเยี่ยมคนหนึ่งตั้งข้อสังเกตว่า ตามข้อมูลใหม่ที่ไม่ได้อยู่ในหนังสือ พันธะเคมีที่ทำจากกระดาษแข็งบางส่วนของเขาถูกนำมาใช้ในทางกลับกัน ในช่วงเวลาเดียวกัน วัตสันเข้าร่วมการบรรยายโดยโรซาลินด์ แฟรงคลิน ที่คิงส์คอลเลจซึ่งอยู่ใกล้เคียง เห็นได้ชัดว่าเขาไม่ได้ฟังอย่างระมัดระวัง

ความผิดพลาดที่ไม่อาจให้อภัย

ผลจากข้อผิดพลาดดังกล่าว ความพยายามครั้งแรกของนักวิทยาศาสตร์ในการสร้างแบบจำลอง DNA จึงล้มเหลว James Watson และ Francis Crick ได้สร้างเกลียวสามชั้นที่มีฐานไนโตรเจนอยู่ด้านนอกของโครงสร้าง เมื่อพวกเขานำเสนอโมเดลนี้แก่เพื่อนร่วมงาน โรซาลินด์ แฟรงคลิน วิพากษ์วิจารณ์อย่างรุนแรง ผลการวิจัยของเธอแสดงให้เห็นอย่างชัดเจนว่ามี DNA สองรูปแบบอยู่ อันที่เปียกกว่านั้นตรงกับอันที่วัตสันและคริกพยายามสร้าง แต่พวกเขาสร้างแบบจำลอง DNA โดยไม่มีน้ำอยู่ แฟรงคลินตั้งข้อสังเกตว่าหากงานของเธอถูกตีความอย่างถูกต้อง ฐานไนโตรเจนก็จะอยู่ภายในโมเลกุล รู้สึกอับอายกับความล้มเหลวในที่สาธารณะเช่นนี้ ผู้อำนวยการห้องปฏิบัติการคาเวนดิชแนะนำให้นักวิจัยละทิ้งแนวทางของตน นักวิทยาศาสตร์ได้ย้ายไปยังสาขาอื่นอย่างเป็นทางการ แต่โดยส่วนตัวแล้วยังคงคิดถึงปัญหาดีเอ็นเอต่อไป

การค้นพบสายลับ

วิลคินส์ ซึ่งทำงานที่คิงส์คอลเลจกับแฟรงคลิน มีความขัดแย้งเป็นการส่วนตัวกับเธอ โรซาลินด์ไม่พอใจมากจนตัดสินใจย้ายงานวิจัยของเธอไปที่อื่น ยังไม่ชัดเจนว่าทำอย่างไร แต่วิลกินส์ได้รับภาพเอ็กซ์เรย์โมเลกุล DNA ที่ดีที่สุดภาพหนึ่งของเธอ เธออาจจะมอบมันให้กับเขาเองตอนที่เธอกำลังทำความสะอาดห้องทำงานของเธอ แต่แน่นอนว่าเขาได้นำภาพดังกล่าวออกจากห้องทดลองโดยไม่ได้รับอนุญาตจากแฟรงคลิน และนำไปให้วัตสันเพื่อนของเขาในเมืองคาเวนดิชดู ต่อมาในหนังสือของเขาเรื่อง “The Double Helix” เขาเขียนว่าทันทีที่เขาเห็นรูปถ่ายนั้น เขากรามค้างและชีพจรเต้นเร็วขึ้น ทุกอย่างเรียบง่ายกว่ารูปแบบ A ที่ได้รับมาก่อนหน้านี้อย่างเหลือเชื่อ ยิ่งกว่านั้น กากบาทสีดำสะท้อนแสงที่ครอบงำภาพถ่ายอาจเกิดขึ้นได้จากโครงสร้างเกลียวเท่านั้น

ผู้ได้รับรางวัลโนเบล

นักชีววิทยาใช้ข้อมูลใหม่เพื่อสร้างแบบจำลองเกลียวคู่ที่มีฐานไนโตรเจนในคู่ A-T และ C-G ตรงกลาง การจับคู่นี้ทำให้ Crick ทราบทันทีว่าด้านหนึ่งของโมเลกุลสามารถใช้เป็นแม่แบบในการทำซ้ำลำดับ DNA อย่างแม่นยำเพื่อนำข้อมูลทางพันธุกรรมระหว่างการแบ่งเซลล์ แบบจำลองที่ประสบความสำเร็จครั้งที่สองนี้ถูกนำเสนอในเดือนกุมภาพันธ์ พ.ศ. 2494 ในเดือนเมษายน พ.ศ. 2496 พวกเขาตีพิมพ์ผลการวิจัยในวารสาร Nature บทความนี้ทำให้เกิดความรู้สึก วัตสันและคริกค้นพบว่า DNA มีรูปร่างเป็นเกลียวคู่หรือ "บันไดวน" โซ่สองเส้นในนั้นถูกตัดออกราวกับ "สายฟ้า" และจำลองส่วนที่ขาดหายไปขึ้นมาใหม่ ดังนั้นแต่ละโมเลกุลของกรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิกจึงสามารถสร้างสำเนาที่เหมือนกันได้สองชุด

ตัวย่อ DNA และแบบจำลองเกลียวคู่อันสง่างามกลายเป็นที่รู้จักไปทั่วโลก วัตสันและคริกก็มีชื่อเสียงเช่นกัน การค้นพบของพวกเขาได้ปฏิวัติการศึกษาชีววิทยาและพันธุศาสตร์ ทำให้เทคนิคทางพันธุวิศวกรรมที่ใช้ในเทคโนโลยีชีวภาพสมัยใหม่เป็นไปได้

บทความเรื่อง Nature นำไปสู่การได้รับรางวัลโนเบลซึ่งมอบให้กับพวกเขาและวิลกินส์ในปี 1962 กฎของ Academy Academy สวีเดนอนุญาตให้นักวิทยาศาสตร์ได้รับรางวัลไม่เกินสามคน โรซาลินด์ แฟรงคลิน เสียชีวิตด้วยโรคมะเร็งรังไข่ในปี พ.ศ. 2501 วิลกินส์พูดถึงเธอในการผ่าน

ในปีที่เขาได้รับรางวัลโนเบล วัตสันแต่งงานกับเอลิซาเบธ ลูวิส พวกเขามีลูกชายสองคน: รูฟัสและดันแคน

ทำงานต่อไป

เจมส์ วัตสันยังคงทำงานร่วมกับนักวิทยาศาสตร์คนอื่นๆ อีกหลายคนตลอดช่วงทศวรรษ 1950 อัจฉริยะของเขาอยู่ที่ความสามารถของเขาในการประสานงานการทำงานของผู้คนต่างๆ และรวมผลลัพธ์ของพวกเขาเพื่อสร้างข้อสรุปใหม่ ในปี 1952 เขาใช้ขั้วบวกเอ็กซ์เรย์แบบหมุนเพื่อแสดงโครงสร้างเกลียวของไวรัสโมเสกยาสูบ ตั้งแต่ 1953 ถึง 1955 วัตสันร่วมมือกับนักวิทยาศาสตร์ที่สถาบันเทคโนโลยีแคลิฟอร์เนียเพื่อสร้างแบบจำลองโครงสร้างของอาร์เอ็นเอ ตั้งแต่ 1955 ถึง 1956 เขาทำงานร่วมกับ Crick อีกครั้งเพื่อเปิดเผยหลักการของโครงสร้างของไวรัส ในปี 1956 เขาย้ายไปมหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ด ซึ่งเขาค้นคว้าเกี่ยวกับ RNA และการสังเคราะห์โปรตีน

พงศาวดารอื้อฉาว

ในปี พ.ศ. 2511 มีการตีพิมพ์หนังสือที่เกี่ยวข้องกับ DNA ซึ่งประพันธ์โดย James Watson "The Double Helix" เต็มไปด้วยความคิดเห็นที่เสื่อมเสียและคำอธิบายที่แสดงความพยาบาทของคนจำนวนมากที่เกี่ยวข้องกับการค้นพบนี้ โดยเฉพาะโรซาลินด์ แฟรงคลิน ด้วยเหตุนี้ Harvard Press จึงปฏิเสธที่จะจัดพิมพ์หนังสือเล่มนี้ อย่างไรก็ตามงานนี้ได้รับการตีพิมพ์และประสบความสำเร็จอย่างมาก ในฉบับพิมพ์ต่อมา วัตสันขอโทษสำหรับการปฏิบัติต่อแฟรงคลินของเขา โดยบอกว่าเขาไม่ตระหนักถึงแรงกดดันที่เธอเผชิญในฐานะนักวิจัยหญิงในช่วงทศวรรษปี 1950 เขาได้รับผลกำไรสูงสุดจากการตีพิมพ์หนังสือเรียนสองเล่ม - "Molecular Biology of the Gene" (1965) และ "Molecular Biology of the Cell and Recombinant DNA" (ฉบับปรับปรุงปี 2002) ซึ่งยังไม่มีการพิมพ์ ในปี 2550 เขาได้ตีพิมพ์อัตชีวประวัติของเขา หลีกเลี่ยงคนที่น่าเบื่อ บทเรียนชีวิตทางวิทยาศาสตร์”

เจมส์ วัตสัน: คุณูปการต่อวิทยาศาสตร์

ในปี พ.ศ. 2511 เขาได้ดำรงตำแหน่งผู้อำนวยการห้องปฏิบัติการโคลด์สปริงฮาร์เบอร์ ในขณะนั้น สถาบันประสบปัญหาทางการเงิน แต่วัตสันประสบความสำเร็จอย่างมากในการหาผู้บริจาค สถาบันที่เขาเป็นผู้นำได้กลายเป็นผู้นำระดับโลกในระดับงานในสาขาอณูชีววิทยา พนักงานได้ค้นพบธรรมชาติของมะเร็งและค้นพบยีนของมันเป็นครั้งแรก ในแต่ละปีนักวิทยาศาสตร์มากกว่า 4,000 คนจากทั่วโลกมาที่โคลด์สปริงฮาร์เบอร์ ซึ่งถือเป็นอิทธิพลอันลึกซึ้งของสถาบันวิจัยพันธุศาสตร์นานาชาติ

ในปี พ.ศ. 2533 วัตสันได้รับแต่งตั้งให้เป็นผู้อำนวยการโครงการจีโนมมนุษย์ของสถาบันสุขภาพแห่งชาติ เขาใช้ความสามารถในการระดมทุนเพื่อดำเนินโครงการจนถึงปี 1992 เขาจากไปเนื่องจากความขัดแย้งเรื่องการจดสิทธิบัตรข้อมูลทางพันธุกรรม James Watson เชื่อว่าสิ่งนี้จะขัดขวางการวิจัยของนักวิทยาศาสตร์ที่ทำงานในโครงการนี้เท่านั้น

ข้อความที่ขัดแย้ง

การอยู่ที่โคลด์ฮาร์เบอร์สิ้นสุดลงอย่างกะทันหัน เมื่อวันที่ 14 ตุลาคม พ.ศ. 2550 ระหว่างเดินทางไปการประชุมใหญ่ในลอนดอน เขาถูกถามเกี่ยวกับเหตุการณ์ระดับโลก เจมส์ วัตสัน นักวิทยาศาสตร์ชื่อดังระดับโลกตอบว่าเขาเศร้าโศกกับโอกาสของแอฟริกา ตามที่เขาพูดนโยบายสังคมสมัยใหม่ทั้งหมดตั้งอยู่บนพื้นฐานของความจริงที่ว่าความฉลาดของผู้อยู่อาศัยนั้นเหมือนกับของคนอื่น ๆ แต่ผลการทดสอบระบุว่าไม่เป็นเช่นนั้น เขาคิดต่อไปโดยคิดว่าความก้าวหน้าในแอฟริกาถูกขัดขวางโดยสารพันธุกรรมที่ไม่ดี เสียงโวยวายของสาธารณชนต่อคำพูดนี้ทำให้โคลด์สปริงฮาร์เบอร์ต้องขอลาออก นักวิทยาศาสตร์กล่าวขอโทษในเวลาต่อมาและถอนคำพูดของเขา โดยกล่าวว่า “ไม่มีพื้นฐานทางวิทยาศาสตร์สำหรับเรื่องนี้” ในการกล่าวอำลา เขาได้แสดงวิสัยทัศน์ว่า "ชัยชนะสูงสุด (เหนือโรคมะเร็งและความเจ็บป่วยทางจิต) อยู่ไม่ไกลเกินเอื้อม"

แม้จะมีความล้มเหลวเหล่านี้ นักพันธุศาสตร์ เจมส์ วัตสัน ยังคงอ้างข้อโต้แย้งในปัจจุบัน ในเดือนกันยายน 2013 ในการประชุมด้านวิทยาศาสตร์สมองที่สถาบันอัลเลนในซีแอตเทิล เขาได้แถลงข้อโต้แย้งอีกครั้งเกี่ยวกับความเชื่อของเขาที่ว่าการวินิจฉัยโรคทางพันธุกรรมที่เพิ่มขึ้นอาจเกี่ยวข้องกับการคลอดบุตรในภายหลัง “ยิ่งคุณอายุมากขึ้น โอกาสที่จะมียีนบกพร่องก็จะยิ่งมากขึ้น” วัตสันกล่าว พร้อมแนะนำว่าควรรวบรวมสารพันธุกรรมจากผู้ที่มีอายุต่ำกว่า 15 ปี เพื่อตั้งครรภ์ในอนาคตผ่านการปฏิสนธินอกร่างกาย ในความเห็นของเขา สิ่งนี้จะช่วยลดโอกาสที่ชีวิตของพ่อแม่จะถูกทำลายเนื่องจากการคลอดบุตรที่มีความพิการทางร่างกายหรือจิตใจ

James Dewey Watson - นักชีวเคมีชาวอเมริกัน เกิดเมื่อวันที่ 6 เมษายน พ.ศ. 2471 ในเมืองชิคาโก รัฐอิลลินอยส์ เขาเป็นลูกคนเดียวของนักธุรกิจ James D. Watson และ Jean (Mitchell) Watson ในบ้านเกิดของเขา เด็กชายได้รับการศึกษาระดับประถมศึกษาและมัธยมศึกษา ในไม่ช้าก็เห็นได้ชัดว่าเจมส์เป็นเด็กที่มีพรสวรรค์ผิดปกติ และเขาได้รับเชิญให้ไปปรากฏตัวในรายการวิทยุ "Quizzes for Children" หลังจากเรียนมัธยมปลายได้เพียงสองปี วัตสันได้รับทุนในปี พ.ศ. 2486 เพื่อเข้าเรียนวิทยาลัยทดลองสี่ปีที่มหาวิทยาลัยชิคาโก ซึ่งเขาเริ่มมีความสนใจในการศึกษาปักษีวิทยา หลังจากสำเร็จการศึกษาระดับปริญญาตรีสาขาวิทยาศาสตร์ในปี พ.ศ. 2490 แล้วเขาก็ศึกษาต่อที่ Indiana University Bloomington

เกิดที่เมืองชิคาโก รัฐอิลลินอยส์ เมื่ออายุ 15 ปี เขาเข้ามหาวิทยาลัยชิคาโก และสำเร็จการศึกษาในอีกสี่ปีต่อมา ในปี 1950 พวกเขาได้รับปริญญาเอกจากมหาวิทยาลัยอินเดียนาด้านการศึกษาไวรัส ในเวลานี้ วัตสันเริ่มสนใจเรื่องพันธุศาสตร์และเริ่มศึกษาในรัฐอินเดียนาภายใต้การแนะนำของผู้เชี่ยวชาญในสาขานี้ G.D. เมลเลอร์และนักแบคทีเรียวิทยา S. Luria ในปี 1950 นักวิทยาศาสตร์รุ่นเยาว์ได้รับปริญญาปรัชญาดุษฎีบัณฑิตจากวิทยานิพนธ์เกี่ยวกับผลของรังสีเอกซ์ต่อการสืบพันธุ์ของแบคทีเรีย (ไวรัสที่ติดเชื้อแบคทีเรีย) ทุนจากสมาคมวิจัยแห่งชาติทำให้เขาสามารถวิจัยต่อเกี่ยวกับแบคทีริโอฟาจได้ที่มหาวิทยาลัยโคเปนเฮเกนในเดนมาร์ก ที่นั่นเขาได้ศึกษาคุณสมบัติทางชีวเคมีของ DNA ของแบคทีริโอฟาจ อย่างไรก็ตาม ในขณะที่เขาเล่าในภายหลัง การทดลองกับแบคเทอริโอฟาจเริ่มมีผลกระทบต่อเขา เขาต้องการเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับโครงสร้างที่แท้จริงของโมเลกุล DNA ซึ่งนักพันธุศาสตร์ต่างพูดถึงอย่างกระตือรือร้น การเยือนห้องปฏิบัติการคาเวนดิชของเขาในปี พ.ศ. 2494 นำไปสู่การร่วมมือกับฟรานซิส คริก ซึ่งนำไปสู่การค้นพบโครงสร้างของดีเอ็นเอจนมาถึงจุดสูงสุด

ในเดือนตุลาคม พ.ศ. 2494 นักวิทยาศาสตร์ได้ไปที่ห้องปฏิบัติการคาเวนดิชที่มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์เพื่อศึกษาโครงสร้างเชิงพื้นที่ของโปรตีนร่วมกับ D.K. เคนดรูว์. ที่นั่นเขาได้พบกับคริก นักฟิสิกส์ผู้สนใจเรื่องชีววิทยา และกำลังเขียนวิทยานิพนธ์ระดับปริญญาเอกอยู่ในขณะนั้น

นักประวัติศาสตร์ด้านวิทยาศาสตร์คนหนึ่งกล่าวว่า “นั่นเป็นความรักทางสติปัญญาตั้งแต่แรกเห็น” “มุมมองและความสนใจทางวิทยาศาสตร์ของพวกเขาเป็นประเด็นที่สำคัญที่สุดในการแก้ไขหากคุณเป็นนักชีววิทยา” แม้จะมีความสนใจร่วมกัน มุมมองต่อชีวิตและรูปแบบการคิด วัตสันและคริกก็วิพากษ์วิจารณ์กันอย่างสุภาพ แม้จะสุภาพก็ตาม บทบาทของพวกเขาในเพลงคู่ทางปัญญานี้แตกต่างออกไป “ฟรานซิสคือสมอง ส่วนฉันคือความรู้สึก” วัตสันกล่าว

เมื่อนึกถึงทัศนคติของนักชีววิทยาส่วนใหญ่ในสมัยนั้นต่อ DNA วัตสันเขียนว่า “หลังจากการทดลองของเอเวอรี่ ดูเหมือนว่า DNA จะเป็นสารพันธุกรรมหลัก ดังนั้นการทำความเข้าใจโครงสร้างทางเคมีของ DNA อาจเป็นก้าวสำคัญในการทำความเข้าใจวิธีการสืบพันธุ์ของยีน แต่ต่างจากโปรตีนตรงที่มีข้อมูลทางเคมีน้อยมากที่ทราบแน่ชัดเกี่ยวกับ DNA มีนักเคมีเพียงไม่กี่คนที่ได้ศึกษาเรื่องนี้ และยกเว้นข้อเท็จจริงที่ว่ากรดนิวคลีอิกเป็นโมเลกุลขนาดใหญ่มากที่สร้างจากโครงสร้างเล็กๆ ที่เรียกว่านิวคลีโอไทด์ ยังไม่มีใครรู้เกี่ยวกับเคมีของพวกมันที่นักพันธุศาสตร์จะเข้าใจได้ ยิ่งไปกว่านั้น นักเคมีอินทรีย์ที่ทำงานกับ DNA แทบไม่เคยสนใจเรื่องพันธุศาสตร์เลย”

นักวิทยาศาสตร์ชาวอเมริกันได้พยายามรวบรวมข้อมูลที่มีอยู่ก่อนหน้านี้ทั้งหมดเกี่ยวกับ DNA ทั้งเคมีกายภาพและชีววิทยา ตามที่ V.N. เขียน โซเฟอร์: “วัตสันและคริกวิเคราะห์ข้อมูลจากการวิเคราะห์การเลี้ยวเบนรังสีเอกซ์ของ DNA เปรียบเทียบกับผลการศึกษาทางเคมีเกี่ยวกับอัตราส่วนของนิวคลีโอไทด์ใน DNA (กฎของชาร์กาฟฟ์) และประยุกต์แนวคิดของแอล. พอลลิงเกี่ยวกับความเป็นไปได้ของการมีอยู่ของ โพลีเมอร์แบบเกลียวซึ่งเขาแสดงออกมาสัมพันธ์กับโปรตีนกับ DNA เป็นผลให้พวกเขาสามารถเสนอสมมติฐานเกี่ยวกับโครงสร้างของ DNA ได้ โดยที่ DNA นั้นประกอบด้วยสายพอลินิวคลีโอไทด์สองเส้นที่เชื่อมต่อกันด้วยพันธะไฮโดรเจนและบิดเบี้ยวซึ่งกันและกันโดยสัมพันธ์กัน สมมติฐานของวัตสันและคริกอธิบายความลึกลับส่วนใหญ่เกี่ยวกับการทำงานของ DNA ในฐานะเมทริกซ์ทางพันธุกรรมจนนักพันธุศาสตร์ยอมรับทันทีและได้รับการพิสูจน์เชิงทดลองในระยะเวลาอันสั้น”

จากข้อมูลนี้ วัตสันและคริกได้เสนอแบบจำลอง DNA ต่อไปนี้:

1. เส้นสองเส้นในโครงสร้าง DNA บิดเกลียวกันและก่อตัวเป็นเกลียวทางขวา

2. แต่ละสายประกอบด้วยกรดฟอสฟอริกและน้ำตาลดีออกซีไรโบสที่ทำซ้ำเป็นประจำ เบสไนโตรเจนติดอยู่กับกากน้ำตาล (หนึ่งอันสำหรับกากน้ำตาลแต่ละอัน)

3. โซ่ถูกยึดโดยสัมพันธ์กันด้วยพันธะไฮโดรเจนที่เชื่อมต่อคู่ของฐานไนโตรเจน ผลปรากฎว่าด้านนอกของเกลียวมีฟอสฟอรัสและคาร์โบไฮเดรตตกค้างและมีฐานอยู่ข้างใน ฐานตั้งฉากกับแกนของโซ่

4. มีกฎการเลือกฐานจับคู่ เบสพิวรีนสามารถรวมกับเบสไพริมิดีนได้ และยิ่งไปกว่านั้น ไทมีนสามารถรวมกับอะดีนีนเท่านั้น และกัวนีนกับไซโตซีน...

5. คุณสามารถสลับ: ก) ผู้เข้าร่วมของคู่นี้; b) คู่ใดๆ ไปยังอีกคู่หนึ่ง และสิ่งนี้จะไม่นำไปสู่การหยุดชะงักของโครงสร้าง แม้ว่ามันจะมีผลกระทบอย่างเด็ดขาดต่อกิจกรรมทางชีวภาพของมันก็ตาม

“โครงสร้างของเรา” Watson และ Crick เขียน “จึงประกอบด้วยสอง chain ซึ่งแต่ละอันเสริมซึ่งกันและกัน”

ในเดือนกุมภาพันธ์ พ.ศ. 2496 คริกและวัตสันรายงานโครงสร้างของดีเอ็นเอ หนึ่งเดือนต่อมา พวกเขาได้สร้างแบบจำลองสามมิติของโมเลกุล DNA ซึ่งทำจากลูกปัด ชิ้นส่วนของกระดาษแข็ง และลวด

แบบจำลองดังกล่าวช่วยให้นักวิจัยคนอื่นๆ เห็นภาพการจำลองดีเอ็นเอได้อย่างชัดเจน โมเลกุลทั้งสองเส้นแยกจากกันที่จุดพันธะไฮโดรเจน เช่น การเปิดซิป จากนั้นโมเลกุลใหม่จะถูกสังเคราะห์บนแต่ละครึ่งหนึ่งของโมเลกุลดีเอ็นเอเก่า ลำดับฐานทำหน้าที่เป็นแม่แบบหรือรูปแบบสำหรับโมเลกุลใหม่

คริกและวัตสันสร้างแบบจำลอง DNA เสร็จในปี 1953 และอีก 9 ปีต่อมา พวกเขาร่วมกับวิลคินส์ได้รับรางวัลโนเบลสาขาสรีรวิทยาหรือการแพทย์ในปี 1962 "สำหรับการค้นพบเกี่ยวกับโครงสร้างโมเลกุลของกรดนิวคลีอิกและความสำคัญของกรดนิวคลีอิกในการถ่ายทอดข้อมูลในการดำรงชีวิต ระบบ" มอริซ วิลกินส์ - การทดลองของเขากับการเลี้ยวเบนรังสีเอกซ์ช่วยสร้างโครงสร้างดีเอ็นเอเกลียวคู่ โรซาลินด์ แฟรงคลิน (พ.ศ. 2463-2558) ผู้มีส่วนช่วยในการค้นพบโครงสร้างของดีเอ็นเอซึ่งหลายคนมองว่ามีความสำคัญมาก ไม่ได้รับรางวัลโนเบลเพราะเธอไม่ได้มีชีวิตอยู่เพื่อดูเวลานั้น

หลังจากสรุปข้อมูลคุณสมบัติทางกายภาพและเคมีของ DNA และวิเคราะห์ผลลัพธ์ของ M. Wilkins และ R. Franklin เกี่ยวกับการกระเจิงของรังสีเอกซ์บนผลึก DNA แล้ว J. Watson และ F. Crick ในปี 1953 ได้สร้างแบบจำลองของทั้งสาม- โครงสร้างมิติของโมเลกุลนี้ หลักการเสริมกันของโซ่ในโมเลกุลเกลียวคู่ที่พวกเขาเสนอนั้นมีความสำคัญสูงสุด เจ. วัตสันมีสมมติฐานเกี่ยวกับกลไกกึ่งอนุรักษ์นิยมของการจำลองแบบดีเอ็นเอ ในปี พ.ศ. 2501-2502 J. Watson และ A. Tissier ได้ทำการศึกษาไรโบโซมของแบคทีเรียที่กลายมาเป็นคลาสสิก งานของนักวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับการศึกษาโครงสร้างของไวรัสก็เป็นที่รู้จักเช่นกัน ในปี พ.ศ. 2532-2535 เจ. วัตสันเป็นหัวหน้าโครงการวิทยาศาสตร์นานาชาติ "จีโนมมนุษย์"

วัตสันและคริกค้นพบโครงสร้างของกรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิก (DNA) ซึ่งเป็นสารที่มีข้อมูลทางพันธุกรรมทั้งหมด

ในช่วงทศวรรษที่ห้าสิบเป็นที่รู้กันว่า DNA เป็นโมเลกุลขนาดใหญ่ที่ประกอบด้วยโมเลกุลขนาดเล็กหลายพันโมเลกุลจากสี่ประเภทที่แตกต่างกันเชื่อมต่อกันในแนว - นิวคลีโอไทด์ นักวิทยาศาสตร์ยังรู้ด้วยว่าดีเอ็นเอมีหน้าที่จัดเก็บและสืบทอดข้อมูลทางพันธุกรรม คล้ายกับข้อความที่เขียนด้วยตัวอักษรสี่ตัว โครงสร้างเชิงพื้นที่ของโมเลกุลนี้และกลไกที่ DNA ได้รับการถ่ายทอดจากเซลล์หนึ่งไปอีกเซลล์หนึ่งและจากสิ่งมีชีวิตหนึ่งไปอีกสิ่งมีชีวิตหนึ่งยังไม่ทราบแน่ชัด

ในปี 1948 Linus Pauling ค้นพบโครงสร้างเชิงพื้นที่ของโมเลกุลขนาดใหญ่อื่นๆ ซึ่งก็คือโปรตีน และสร้างแบบจำลองของโครงสร้างที่เรียกว่า "เกลียวอัลฟา"

แม้ว่าแฟรงคลินไม่สนับสนุนสมมติฐานเกี่ยวกับโครงสร้างเกลียวของ DNA แต่รูปถ่ายของเธอมีบทบาทสำคัญในการค้นพบวัตสันและคริก โรซาลินด์ไม่ได้มีชีวิตอยู่เพื่อดูรางวัลที่วิลกินส์ วัตสัน และคริกได้รับ

เห็นได้ชัดว่าการค้นพบโครงสร้างเชิงพื้นที่ของ DNA ทำให้เกิดการปฏิวัติในโลกแห่งวิทยาศาสตร์และนำมาซึ่งการค้นพบใหม่ ๆ ทั้งชุดโดยที่ไม่สามารถจินตนาการได้ไม่เพียง แต่วิทยาศาสตร์สมัยใหม่เท่านั้น แต่ยังรวมถึงชีวิตสมัยใหม่โดยทั่วไปด้วย

ในช่วงอายุหกสิบเศษของศตวรรษที่ผ่านมา ข้อสันนิษฐานของวัตสันและคริกเกี่ยวกับกลไกการจำลองดีเอ็นเอ (เพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า) ได้รับการยืนยันอย่างสมบูรณ์ นอกจากนี้ยังแสดงให้เห็นว่าโปรตีนพิเศษ DNA polymerase มีส่วนร่วมในกระบวนการนี้

ในเวลาเดียวกัน ก็มีการค้นพบที่สำคัญอีกอย่างหนึ่ง นั่นคือรหัสพันธุกรรม ตามที่กล่าวไว้ข้างต้น DNA มีข้อมูลเกี่ยวกับทุกสิ่งที่สืบทอดมา รวมถึงโครงสร้างเชิงเส้นของโปรตีนทุกชนิดในร่างกาย โปรตีนก็เหมือนกับ DNA คือสายโซ่โมเลกุลยาวของกรดอะมิโน มีกรดอะมิโนอยู่ 20 ชนิด ดังนั้นจึงไม่มีความชัดเจนว่า "ภาษา" ของ DNA ซึ่งประกอบด้วยตัวอักษรสี่ตัวถูกแปลเป็น "ภาษา" ของโปรตีนอย่างไร โดยมีการใช้ "ตัวอักษร" 20 ตัว

ปรากฎว่าการรวมกันของนิวคลีโอไทด์ DNA สามตัวนั้นสอดคล้องกับกรดอะมิโนหนึ่งใน 20 ตัวอย่างชัดเจน ดังนั้นสิ่งที่ "เขียน" บน DNA จึงถูกแปลเป็นโปรตีนอย่างชัดเจน

ในอายุเจ็ดสิบ มีวิธีการที่สำคัญอีกสองวิธีปรากฏขึ้น โดยอาศัยการค้นพบวัตสันและคริก นี่คือการจัดลำดับและรับดีเอ็นเอรีคอมบิแนนท์ การหาลำดับทำให้คุณสามารถ "อ่าน" ลำดับของนิวคลีโอไทด์ใน DNA ได้ โปรแกรมจีโนมมนุษย์ทั้งหมดเป็นพื้นฐานของวิธีการนี้

การได้รับ DNA รีคอมบิแนนท์นั้นเรียกว่าการโคลนโมเลกุล สาระสำคัญของวิธีการนี้คือชิ้นส่วนที่มียีนเฉพาะเจาะจงจะถูกแทรกเข้าไปในโมเลกุลดีเอ็นเอ ด้วยวิธีนี้ แบคทีเรียจะได้รับซึ่งมียีนสำหรับอินซูลินของมนุษย์ อินซูลินที่ได้รับในลักษณะนี้เรียกว่ารีคอมบิแนนท์ “ผลิตภัณฑ์ดัดแปลงพันธุกรรม” ทั้งหมดถูกสร้างขึ้นโดยใช้วิธีการเดียวกัน

ในทางตรงกันข้าม การโคลนนิ่งระบบสืบพันธุ์ซึ่งทุกคนกำลังพูดถึงอยู่นี้ เกิดขึ้นก่อนที่จะค้นพบโครงสร้างของ DNA เป็นที่ชัดเจนว่าขณะนี้นักวิทยาศาสตร์ที่ทำการทดลองดังกล่าวกำลังใช้ผลการค้นพบวัตสันและคริกอย่างแข็งขัน แต่ในตอนแรกวิธีการนี้ไม่ได้ขึ้นอยู่กับมัน

ขั้นตอนสำคัญต่อไปทางวิทยาศาสตร์คือการพัฒนาปฏิกิริยาลูกโซ่โพลีเมอเรสในช่วงทศวรรษที่ 1980 เทคโนโลยีนี้ใช้เพื่อ "ทำซ้ำ" ชิ้นส่วน DNA ที่ต้องการอย่างรวดเร็ว และพบการใช้งานมากมายในด้านวิทยาศาสตร์ การแพทย์ และเทคโนโลยี ในทางการแพทย์ PCR ใช้เพื่อวินิจฉัยโรคไวรัสได้อย่างรวดเร็วและแม่นยำ หากมวลของ DNA ที่ได้จากการวิเคราะห์ของผู้ป่วยมียีนที่ไวรัสนำมา แม้ว่าจะในปริมาณเพียงเล็กน้อยก็ตาม การใช้ PCR ก็เป็นไปได้ที่จะ "เพิ่มจำนวน" พวกมันและระบุพวกมันได้อย่างง่ายดาย

เอ.วี. Engström จากสถาบัน Karolinska Institutet กล่าวในพิธีมอบรางวัลว่า "การค้นพบโครงสร้างโมเลกุลเชิงพื้นที่ ... DNA มีความสำคัญอย่างยิ่ง เนื่องจากเป็นการสรุปความเป็นไปได้ของการทำความเข้าใจในรายละเอียดอย่างมากถึงลักษณะทั่วไปและลักษณะเฉพาะของสิ่งมีชีวิตทุกชนิด" Engström ตั้งข้อสังเกตว่า "การไขโครงสร้างเกลียวคู่ของกรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิกด้วยการจับคู่ฐานไนโตรเจนที่เฉพาะเจาะจง ทำให้เกิดความเป็นไปได้ที่น่าอัศจรรย์ในการคลี่คลายรายละเอียดของการควบคุมและการถ่ายทอดข้อมูลทางพันธุกรรม"

James Dewey Watson (6 เมษายน 1928, ชิคาโก, อิลลินอยส์) เป็นนักชีววิทยาชาวอเมริกัน ผู้ได้รับรางวัลโนเบลสาขาสรีรวิทยาหรือการแพทย์ ปี 1962 ร่วมกับ Francis Crick และ Maurice H.F. Wilkins สำหรับการค้นพบโครงสร้างของโมเลกุล DNA

เจมส์รู้สึกทึ่งกับการสังเกตชีวิตของนกตั้งแต่วัยเด็ก เมื่ออายุ 12 ปี วัตสันได้เข้าร่วม Quiz Kids รายการตอบคำถามทางวิทยุยอดนิยมสำหรับคนหนุ่มสาวที่ฉลาด ด้วยนโยบายเสรีนิยมของประธานาธิบดี Robert Hutchins แห่งมหาวิทยาลัยชิคาโก เขาจึงเข้ามหาวิทยาลัยเมื่ออายุ 15 ปี หลังจากอ่านหนังสือของ Erwin Schrödinger เรื่อง What Is Life ตามฟิสิกส์? วัตสันเปลี่ยนความสนใจทางวิชาชีพจากการเรียนปักษีวิทยาไปเป็นการศึกษาพันธุศาสตร์ เขาได้รับปริญญาตรีสาขาสัตววิทยาจากมหาวิทยาลัยชิคาโกในปี พ.ศ. 2490

ในปี 1951 เขาเข้าห้องทดลองคาเวนดิชที่มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ ซึ่งเขาศึกษาโครงสร้างของโปรตีน ที่นั่นเขาได้พบกับนักฟิสิกส์ ฟรานซิส คริก ผู้สนใจเรื่องชีววิทยา

ในปี 1952 วัตสันและคริกเริ่มทำงานเกี่ยวกับการสร้างแบบจำลองโครงสร้างของดีเอ็นเอ การใช้กฎของชาร์กาฟฟ์และภาพถ่ายเอ็กซ์เรย์ของโรซาลินด์ แฟรงคลิน และมอริซ วิลกินส์ ทำให้เกิดแบบจำลองขดลวดคู่ขึ้น

เป็นเวลา 25 ปีที่เขากำกับสถาบันวิทยาศาสตร์ Cold Spring Harbor ซึ่งเขาได้ทำการวิจัยเกี่ยวกับพันธุศาสตร์ของมะเร็ง

ตั้งแต่ปี 1989 ถึง 1992 - ผู้จัดงานและผู้นำโครงการจีโนมมนุษย์เพื่อถอดรหัสลำดับ DNA ของมนุษย์ในขณะเดียวกันก็มุ่งหน้าไปยังโครงการลับเฟาสท์

ในปี 2550 เขาพูดสนับสนุนความจริงที่ว่าตัวแทนของเชื้อชาติต่าง ๆ มีความสามารถทางสติปัญญาที่แตกต่างกันซึ่งถูกกำหนดโดยพันธุกรรม เนื่องจากการละเมิดความถูกต้องทางการเมือง เขาจึงเรียกร้องคำขอโทษต่อสาธารณะ และในเดือนตุลาคม พ.ศ. 2550 วัตสันลาออกอย่างเป็นทางการในตำแหน่งหัวหน้าห้องปฏิบัติการที่เขาทำงานอยู่ ขณะเดียวกันเขายังคงเป็นผู้นำการวิจัยในห้องทดลองเดียวกัน

จากข้อมูลของ Independent การศึกษา DNA ของ James Watson พบว่ามียีนแอฟริกันที่มีความเข้มข้นสูง และยีนเอเชียในระดับที่น้อยกว่า มีข้อเสนอแนะในภายหลังว่าการวิเคราะห์จีโนมมีข้อผิดพลาดที่สำคัญ
ปัจจุบันกำลังทำงานเพื่อค้นหายีนสำหรับอาการป่วยทางจิต

หนังสือ (3)

หลีกเลี่ยงที่จะน่าเบื่อ บทเรียนจากชีวิตที่อยู่ในวิทยาศาสตร์

นักชีววิทยาชื่อดัง James Watson มีชื่อเสียงจากการค้นพบโครงสร้างของ DNA (ร่วมกับ Francis Crick) ในปี 1953 ซึ่งเขาได้รับรางวัลโนเบล วัตสันกลายเป็นผู้อำนวยการคนแรกของศูนย์วิจัยจีโนมมนุษย์แห่งชาติ (สหรัฐอเมริกา) และเป็นหัวหน้าโครงการจีโนมมนุษย์ที่มีชื่อเสียงในเวลาต่อมา

ในหนังสืออัตชีวประวัติของเขาหลีกเลี่ยงความน่าเบื่อ วัตสันเขียนเกี่ยวกับการค้นพบอันโด่งดังของเขา วิธีการทำงานของวิทยาศาสตร์อเมริกัน และบทเรียนที่เขาสามารถเรียนรู้จากประสบการณ์ชีวิตของเขาเองและจากการสังเกตผู้อื่น นี่เป็นเหตุการณ์สุดท้ายที่ทำให้หนังสือของวัตสันไม่เพียงแต่น่าหลงใหล แต่ยังมีประโยชน์มากด้วย:

“หลีกเลี่ยงความน่าเบื่อ” เป็นทั้งบันทึกความทรงจำโดยละเอียดของนักวิทยาศาสตร์ผู้ยิ่งใหญ่และเป็นแนวทางในการบรรลุความสำเร็จทางวิทยาศาสตร์ เมื่อพูดถึงเส้นทางชีวิตของเขาผู้เขียนให้คำแนะนำเชิงปฏิบัติและการปฏิบัติแก่ผู้อ่านเกี่ยวกับวิธีการประสบความสำเร็จในอาชีพทางวิทยาศาสตร์และบางทีวันหนึ่งอาจค้นพบตัวเองได้อย่างโดดเด่น

อณูชีววิทยาของยีน

หนังสือเล่มนี้เขียนโดยผู้ได้รับรางวัลโนเบล J. Watson และครอบครองสถานที่พิเศษในวรรณคดีเกี่ยวกับอณูชีววิทยา

เป็นแนวทางที่ดีเยี่ยมสำหรับสาขาชีววิทยาใหม่ที่กำลังพัฒนาอย่างรวดเร็วนี้ และสรุปหลักฐานที่เป็นปัจจุบันที่สุด พิจารณาหลักการของทฤษฎีโครโมโซมของการถ่ายทอดทางพันธุกรรม, ปฏิสัมพันธ์ของโมเลกุลที่ทำงานทางชีวภาพ, โครงสร้างและหน้าที่ของเยื่อหุ้มเซลล์, บทบาทของตัวควบคุมการเผาผลาญต่างๆ, ทฤษฎีไวรัสของมะเร็ง, ปัญหาและงานของพันธุวิศวกรรม

หนังสือเล่มนี้เขียนได้อย่างชัดเจน มีเหตุมีผล และมีผู้อ่านที่สนใจเป็นอย่างมาก

เกลียวคู่

ผู้เขียนหนังสือเล่มนี้คือ James D. Watson นักวิทยาศาสตร์ชาวอเมริกันผู้โด่งดัง ใครก็ตามที่ติดตามความสำเร็จล่าสุดของชีววิทยาโลกคงเคยได้ยินชื่อของเขาถัดจากชื่อของชาวอังกฤษ Francis Crick และ Maurice Wilkins นักวิทยาศาสตร์ทั้งสามคนนี้ซึ่งได้รับรางวัลโนเบลในปี พ.ศ. 2505 ได้ค้นพบหนึ่งในการค้นพบทางชีววิทยาที่สำคัญที่สุดของศตวรรษที่ 20: พวกเขาสร้างโครงสร้างของโมเลกุล DNA ซึ่งเป็นสารพันธุกรรมของเซลล์ที่เก็บข้อมูลเกี่ยวกับลักษณะทางพันธุกรรมของ สิ่งมีชีวิต

“The Double Helix” เรื่องราวอัตชีวประวัติที่วัตสันให้รายละเอียดว่าเขาและผู้เขียนร่วมค้นพบการค้นพบนี้ได้อย่างไร แนะนำให้ผู้อ่านรู้จักกับ “ครัว” ของวิทยาศาสตร์อันยิ่งใหญ่ การนำเสนอที่ผ่อนคลายลักษณะที่สดใสของตัวละคร - นักวิทยาศาสตร์ชาวอเมริกันและชาวยุโรปที่มีชื่อเสียงภาษาวรรณกรรมที่เป็นรูปเป็นร่างจะดึงดูดความสนใจของนักวิทยาศาสตร์ไม่เพียงเท่านั้น แต่ยังรวมถึงผู้ชื่นชอบวรรณกรรมวิทยาศาสตร์ยอดนิยมให้กับหนังสือเล่มนี้ด้วย