Francis Crick: Co-Discoverer Af Dna'S Double Helix

{h1}

Francis crick's arbejde låste hemmeligheden op for, hvordan genetisk materiale bliver overført fra moder til barn.

Francis Crick var en pioner molekylærbiolog, der krediteres sammen med James Watson og Maurice Wilkins med at opdage DNA-molekylets dobbelthelixstruktur. Trioen vandt Nobelprisen i medicin i 1962 for deres arbejde.

Tidligt liv

Francis Harry Compton Crick blev født den 8. juni 1916. Hans far, Harry, var leder for en fabrik, der producerede sko og støvler. Hans mor, Annie, var en lærer. Francis gik til Northampton Grammar School, hvor han blev introduceret til grundlæggende fysik og kemi. I en tidlig alder forsøgte han (uden succes) at producere syntetisk silke i laboratoriet.

Som teenager vandt han et stipendium til Mill Hill School, en privat drengeskole i Nord-London. Han sagde senere, at han ikke kunne huske sig selv som "usædvanligt precocious", men han mindede om at studere Mendellian Genetics alene. Det interesserede ham og blev ikke undervist i skolen på det tidspunkt.

Han fik en bachelorgrad i fysik fra University of London i 1937 før anden verdenskrig afbrød sine studier. Under krigen arbejdede han for den britiske admiralitet for at hjælpe med at udvikle magnetiske og akustiske miner.

Sladderprøve

Fortsat sit arbejde i fysik efter krigen viste sig utilfredsstillende. Crick besluttede at anvende det, han kaldte "sladderprøven" for at bestemme sin fremtid. Crick følte, at videnskabelig indsigt og nye opdagelser kun kunne komme, når en persons nysgerrighed og dedikation blev fremkaldt af lidenskabelig interesse for et emne eller spørgsmål. Han redegjorde for, at de emner, en person vælger at tale om oftest, var nøglen til at identificere den enkeltes sande interesser.

Crick fandt ud af, at hans samtaler var domineret af to fag. Han elskede at tale om det menneskelige sind og bevidstheden, og om en bog, han lige havde læst. "Hvad er livet? Den fysiske aspekter af den levende celle" af Erwin Schrodinger stillede et spørgsmål, som Crick fandt fascinerende: "Hvordan kan begivenhederne af rum og tid, der finder sted inden for den levende organisme, regnes med fysik og kemi? " Crick besluttede at hans baggrund i fysikken havde forberedt ham til at hjælpe med at svare på dette spørgsmål.

Manglende erfaring i biologiske videnskaber vidste, at Crick havde brug for uddannelse, så han gik på arbejde hos Strangeways, et vævskulturlaboratorium tilknyttet Cambridge University. Han tilbragte de næste to år ved hjælp af velkendte fysiske metoder, såsom kvantitativ analyse og kvantemekanik, for at studere et ukendt emne - cytoplasmaet i cellerne. I 1949 sluttede han sig til enheden for medicinsk forskningsråd på Cavendish Laboratory i London, hvor han begyndte sin doktorforskning ved hjælp af røntgendiffraktion for at studere proteinkonstruktionen. Det var der, at han mødte en ung amerikan ved navn James Watson.

På det tidspunkt blev lidt forstået om de fysiske og kemiske processer af arvelighed. Hershey og Chase havde vist, at DNA, et molekyle fundet i kernen i levende celler, var ansvarlig for transmission af arvelig information under dannelsen af ​​nye celler. Det var ikke forstået, hvordan denne proces fungerede. Hvordan blev oplysningerne kopieret fra moderceller til datterceller? Hvordan bruger en celle disse oplysninger til at opbygge proteinerne og udføre de andre funktioner, der er nødvendige for livet? Crick og Watson mente, at forståelsen af ​​DNA-molekylets tredimensionelle struktur ville hjælpe med at svare på disse spørgsmål. De besluttede at prøve at opbygge en visuel model for at hjælpe med at forstå molekylær geometri DNA.

Det var kendt, at DNA er sammensat af en "backbone" bestående af gentagende sukker / fosfat-enheder og fire nitrogenbaser (adenin, cytosin, thymin og guanin), men hvordan blev disse ordnet? Var der to eller tre tråde, der udgør molekylet? Var kvælstofbaserne konfigureret på ydersiden eller indersiden af ​​trådene? Crick og Watson præsenterede deres første model, der brugte en tre-strenget konfiguration med baserne på ydersiden. De parrede matchende nitrogenbaser (for eksempel parring af adenin og adenin eller thymin og thymin). Besøgende forskere, herunder en ung kvinde ved navn Rosalind Franklin, var hårde i deres kritik. Modellen var uhåndterlig; det besvarede ingen af ​​spørgsmålene om, hvordan DNA kunne kode eller kopiere genetiske oplysninger.

Omkring denne tid kom Crick og Watson på tværs af to vigtige stykker information. Jerry Donohue, en kemiker fra USA, påpegede, at konfigurationen for thymin og guanin, som de anvendte i deres modeller, var ukorrekt. Da Watson brugte den korrekte kemiske bindingsinformation til at skære nye kartonmodeller af hver kvælstofbase, lavede han en spændende opdagelse. Ved hjælp af de nye former var det indlysende, at adeninbaserne ville passe perfekt til thymin og cytosinpasning med guanin. Omkring samme tid blev Watson vist Rosalind Franklins krystaldiografografi af DNA, som han indså, viste tegn på, at DNA-molekylet var dobbeltstrenget, og at nitrogenbasisene skulle placeres inde i sukker / fosfat-rygrader, ligesom løb i en stige.

Crick forstod straks konsekvenserne af den nye model. Hvis de svage hydrogenbindinger, der holder bundparet "rungs" af stigen, blev brudt, kunne hver halvdel af "stigen" tjene som en skabelon til replikering af informationen kodet af nitrogenbundsbestemmelsen. Den komplementære sammenkobling af adenin med thymin og cytosin med guanin forklarede, hvordan nøjagtige oplysninger kunne replikeres hver gang en celle opdeler. Parring af baserne viste også, hvordan molekylet blev snoet i en spiralform.Den 28. februar 1953 fascinerede Crick andre videnskabsmænd, der blev samlet om aftenen på en lokal pub ved at oplyse, at han og Watson havde "fundet livets hemmelighed". De præsenterede deres resultater i tidsskriftet Nature, udgivet den 30. maj 1953.

Studerer RNA

Cricks vigtigste arbejde i 1950'erne og 1960'erne vedrørte, hvordan informationen i DNA bruges af cellen til at danne de tusindvis af proteiner, der er nødvendige for livet. I midten af ​​slutningen af ​​1950'erne arbejdede Crick med et nyt videnskabsmand for at opdage, hvordan information fra DNA, som er opbevaret i cellens kerne, kunne overføres til ribosomer i cytoplasmaet, hvor proteiner syntetiseres. Crick og andre mistanke om, at ribosomal RNA (rRNA) var messenger ansvarlig; en ide, der senere viste sig at være forkert.

Signifikante mængder af RNA var blevet fundet i ribosomer, og nogle RNA var til stede i kernen, men der var problemer. Strengene af rRNA var ret korte, mens strengene af aminosyrer, der udgør forskellige typer af proteiner, kunne være meget lange. For det andet var mængden af ​​ribosomalt RNA fundet i cellerne af forskellige arter konstant, mens mængden af ​​DNA varierer mellem arter. Crick, der arbejder med Sydney Brenner, opdagede, at en anden type RNA (kaldet messenger RNA) danner en midlertidig kopi af en del af DNA-skabelonen i kernen og transporterer denne kopi til ribosomet. Ribosomal RNA "læser" koden, og en tredje type RNA (transfer RNA) bevæger sig gennem cellen, der finder de korrekte aminosyrer og bringer dem til ribosomet, der skal samles i proteiner.

Crick næste viste sin opmærksomhed for at opdage, hvordan kun fire nitrogenbaser eventuelt kunne kode for de 20 aminosyrer, der er byggestenene af proteiner. Det var tydeligt, at grupper af baser skulle "læses" sammen for at kode for hver type aminosyre.

Problemet var matematik. Læsning af den genetiske kode i grupper af to betød, at der kun var 16 mulige kombinationer (4x4.) Hvis ribosomet læste koden i grupper på tre baser, var der imidlertid 64 mulige kombinationer (4x4x4) og kun 20 aminosyrer. Seymor Benzer dannede udtrykket "codon" for at betyde en gruppe af tre baser i ribosomet og "anitcodon" for de tilsvarende baser på overførsels-RNA'et.

Crick hypothesized, at overførsel RNA havde en gruppe af baser i den ene ende, der ville "plugge" til en tilsvarende gruppe på ribosomet. Overførsels-RNA'en ville samle en aminosyre i den ene ende og transportere den til ribosomet. En gruppe af baser i den anden ende af overførsels-RNA'et ville "plugge i" en matchende gruppe af tre baser på ribosomet. Ribosomet vil derefter binde aminosyrerne til en proteinkæde.

I 1961 foreslog Crick et eksperiment, der viste, at overførsel RNA skulle "læses" i grupper på tre. Sammen med Brenner og Leslie Barnett introducerede han en mutagent, der enten kunne tilføje eller slette en base fra messenger RNA-kopien af ​​DNA-informationen. Proteiner syntetiseret fra den ændrede kode blev deformeret fra det punkt, hvor tilsætningen eller deletionen fandt sted. Ændrede proteiner var generelt ufunktionelle.

Crick forklarede, at det var som en sætning bestående af tre bogstaver, hvori et brev blev ændret. Alt, der følger ændringen, ville være gibberish.

For eksempel giver følgende sætning mening: Den fede kat spiste den store rotte.

Sletning af et brev forårsager en "faseforskydning" i alle de følgende ord.

Den resulterende sætning ville være uigenkendelig: Thf atc ata tet har igr ved

I 1960'erne arbejdede Crick med flere forskerhold. Et vigtigt projekt "løst den genetiske kode", der viser at mange aminosyrer er kodet af mere end et codon. (For eksempel kan aminosyren Leucin kodes af seks forskellige kodoner.) Crick hjalp også med at identificere "start" og "stop" kodonerne, der informerer ribosomet, når man skal stoppe med at tilføje aminosyrer til en proteinkæde og starte en ny sekvens. Han blev kendt for sin evne til at arbejde med mange forskellige mennesker; førende kolleger til at danne effektive forskningshold. Andre respekterede bredden og dybden af ​​hans viden og hans evne til at korrelere information fra mange kilder og formulere praktiske teorier.

I 1966 skiftede Crick sin forskning i bredere spørgsmål. Han ønskede at vide, hvordan gener kontrollerer celledeling, celledifferentiering og orgelvækst. Sammen med forskerholdene ledte han, hans arbejde hjalp til at danne grundlag for moderne udviklingsbiologi, som er et af de mest produktive forskningsområder i dag.

I 1970'erne skiftede Crick fokus igen. Denne gang vendte han sig om til den anden af ​​de to lidenskaber han havde afsløret, da han påbegyndte sin "sladderprøve" i starten af ​​sin karriere. Hvordan regnes det menneskelige sind og den menneskelige bevidsthed af de fysiske og kemiske processer i hjernen? I denne periode læste Crick udførligt om nye opdagelser inden for neurobiologi og udviklede flere vigtige teorier.

Navnlig er han ansvarlig for ideen om "opmærksom bias". Attentional bias er, hvordan hjernen skærmer sensorisk input om størrelse, form, farve, bevægelse mv., Hvilket gør det muligt at danne et koncept og en etiket for et objekt eller en begivenhed, samtidig med at man undgår sensorisk overbelastning fra irrelevante oplysninger. En anden af ​​Crick's teorier var, at REM søvn og drømmer er hjernens "husrensning" -mekanisme for at afskaffe irrelevant hukommelse og forbedre bevarelsen af ​​funktionel hukommelse.

Crick fortsatte med at arbejde inden for neurobiologi gennem 1980'erne og 90'erne. Han udgav i 1981 en bog, "Livets selv", om evolution og muligheden for, at mikroorganismer ansvarlige for det første liv på Jorden blev "podet" af intelligens fra rummet.I 1994 forklarede en anden bog, "The Astonishing Hypothesis" sin forskning i neurobiologi og hans overbevisning om, at "vores sind - vores hjernes opførsel - helt kan forklares af samspillet mellem nerveceller (og andre celler) uden årsag af en uden for vitale kræfter. " Selv om han var ateist, var han ærlig nok til at indrømme det: "Jeg har endnu ikke fremlagt nogen teori, der er både roman og forklarer også de mange afbrudte eksperimentelle fakta (om det menneskelige sind) på en overbevisende måde." Han arbejdede på en anden neurobiologi bog med Christof Koch indtil et par dage før hans død af tyktarmskræft den 28. juli 2004.


Video Supplement: The DNA Double Helix Discovery — HHMI BioInteractive Video.




DA.WordsSideKick.com
All Rights Reserved!
Reproduktion Af Materialer Tilladt Kun Prostanovkoy Aktivt Link Til Webstedet DA.WordsSideKick.com

© 2005–2019 DA.WordsSideKick.com