Home

Historia odkrycia struktury DNA to przede wszystkim historia wyścigu pomiędzy Watsonem i Crickiem oraz Linusem Paulingiem. W tle pojawiają się oczywiście też nazwiska Wilkinsa i Franklin, a także Roberta Corey’a (który był współautorem struktury Paulinga). Nagłówki gazet i czasopism mniej lub bardziej naukowych rzadko jednak – o ile w ogóle – przywołują nazwiska innych uczestników tego wyścigu.

Pionierski model

Jak wspomniałem w tekście o odkryciach Avery’ego, pod koniec lat 40. i na początku lat 50. niewiele osób sądziło, że DNA ma duże znaczenie dla dziedziczenia – i to pomimo przełomowych eksperymentów Avery’ego i współpracowników. Większość badaczy, wliczając Linusa Paulinga1, uważało, że substancją odpowiedzialną za transfer informacji genetycznej są białka: związki znacznie bardziej skomplikowane niż niespecjalnie rozumiane kwasy nukleinowe. Dlatego praca Edwarda Ronwina, która ukazała się w amerykańskim periodyku Journal of the American Chemical Society w 1951 roku, przeszła bez większego echa.

W publikacji tej Ronwin opisał potencjalną strukturę DNA, w oparciu o dostępne wówczas dane na temat kwasów nukleinowych. A danych tych nie było wiele. Wiedziano jednak na przykład, że w skład kwasów nukleinowych wchodzą cztery rodzaje nukleotydów. Wiedziano, że każdy nukleotyd składa się z reszty fosforanowej, reszty cukrowej oraz różnicującej pomiędzy nukleotydami zasady – płaskiej aromatycznej cząsteczki. Tajemnicą było jednak to,  w jaki sposób połączone są ze sobą te nukleotydy.

Edward Ronwin zaproponował układ następujący:

Struktura zaproponowana przez Ronwina. /Przedruk za zgodą z Ronwin E, J. Am. Chem. Soc., 1951, 73 (11) ©1951

Struktura zaproponowana przez Ronwina. /Przedruk za zgodą z Ronwin E, J. Am. Chem. Soc., 1951, 73 (11) ©1951

W tej strukturze trzon DNA stanowił łańcuch grup fosforanowych, z dużymi zasadami azotowymi sterczącymi na zewnątrz. Ówcześnie istniejące dane krystalograficzne sugerowały, że taki układ jest teoretycznie możliwy. Sam Pauling szybko jednak wytknął autorowi struktury w liście do J Am Chem Soc, że

W zaproponowanej strukturze kwasów nukleinowych każdy atom fosforu wiąże się z pięcioma atomami tlenu; trzy z nich wiążą się z kolejnymi atomami fosforu, zaś pozostałe dwa należą do reszty hydroksylowej oraz wiązania estrowego z resztą cukrową. Nie istnieje, jednakże, żaden precedens dla struktury, w której fosfor wiązałby się z pięcioma atomami tlenu. […] Atom fosforu jest otoczony czterema atomami tlenu w każdym związku, w którym znajduje się na +5 stopniu utlenienia.”

Pauling wytknął też Ronwinowi brak przekonywujących danych eksperymentalnych i w związku z tym uznał hipotetyczny pomysł Ronwina za niegodny większej uwagi. Ronwinowi udało się jednak znaleźć w literaturze przedmiotu związki, w których atom fosforu związany był z pięcioma atomami tlenu (będąc na +5 stopniu utlenienia). W 1952 roku Pauling, w liście do innego chemika, Johna Tinkera z Harvardu, odrzucił jednak te doniesienia mówiąc, że wyszukane przez Ronwina związki są niezwykle niestabilne, zwłaszcza w kontakcie z wilgocią (z którą, jak wiadomo, DNA ma kontakt cały czas). Ponownie też odrzucił pomysł Ronwina, jako niczym nieuzasadnione gdybanie.

Ogólnie jednak, poza małą sprzeczką z Paulingiem (o którym wiadomo też, że adwersarzem potrafił być tyle okrutnym, co nieustępliwym), koncept Ronwina, jak już wcześniej pisałem, raczej szumu nie spowodował.

Temat DNA powrócił jednak w 1953 roku, gdy Nature opublikowało struktury Watsona-Cricka oraz Paulinga-Corey’a. Wspominałem już w innych tekstach, że te prace pierwotnie nie wywołały wcale tyle szumu, ile mogłoby się nam wydawać. Niemniej jednak ich autorzy przeszli potem do historii, jako pierwsi, którym się udało, lub jako wybitni, którym nie wyszło. W tym tłumie nazwisk brakuje jednak jednego, którego przypadek czy też złośliwość losu zepchnęły na margines historii odkrycia struktury DNA.

O telegram za daleko

Uwzględniając to, że zarówno Rosalind Franklin, jak i Maurice Wilkins, oboje pracowali na King’s College w Londynie, mogłoby być niejakim zaskoczeniem, że badacze tej uczelni nie wystawili w wyścigu po strukturę DNA własnego kandydata. Nie jest to do końca prawdą: kandydatura była, był nawet szkic publikacji, która jednak w druku oficjalnie nigdy się nie pojawiła. Autorem zaś był jeden z ostatnich wciąż żyjących bohaterów tamtych wydarzeń, Robert Bruce Fraser.

We wczesnych latach 50. Fraser był doktorantem w King’s i dyskutował przynajmniej z Franklin obecny stan wiedzy na temat DNA. Chciał też spróbować swoich sił w formowaniu modelu jego struktury. W trakcie swojego doktoratu pracował nad wykorzystaniem spektroskopii podczerwonej do badania próbek DNA, które przygotowywała jego żona, Mary Fraser. Małżeństwu udało się dzięki tej technice ustalić, że zasady azotowe w DNA ustawione są pod kątem prostym do osi nici DNA. Wyniki w 1951 roku opublikowali wspólnie w Nature.

Wkrótce potem Fraser stworzył model DNA niezwykle podobny do tego, który co najmniej rok później opisał Pauling. Jednak ze względu na niechęć innych badaczy w King’s do tego przedsięwzięcia, praca ta nie została wówczas opublikowana – i zaważyło to prawdopodobnie na jej późniejszych losach. Fraser po zakończeniu doktoratu przeniósł się do Australii (obecnie mieszka w Nowej Zelandii). Gdy w 1953 roku wiadomo było, że publikacja Cricka i Watsona jest tylko kwestią czasu, Wilkins zachęcił Frasera do przesłania manuskryptu opisującego jego model, tak aby ten mógł zostać opublikowany wraz z innymi strukturami. Watson i Crick mieli pierwotnie wspomnieć o nim w swojej pracy jako o artykule „w druku”.

Fraser napisał swoją pracę w ciągu jednej nocy, a następnie – zapewne też i niemałym kosztem – przetelegrafował ją do Londynu. Jednak gdy Crick ujrzał tę pracę, zadecydował, że nie zostanie ona jednak opublikowana; domyślać się tylko mogę, że taką decyzję mógł podjąć będąc redaktorem Nature. Praca Frasera nie tylko nie jest wspomniane w publikacji Cricka i Watsona – nie została też nigdy formalnie opublikowana.

Przypisy:

1. Warto tu może dodać, że Pauling zasłużył się bardzo badaniami nad białkami; między innymi, wraz z Robertem Corey’em oraz Hermanem Bransonem w 1951 zaproponował struktury drugorzędowe białka znane jako helisa alfa oraz harmonijka beta.

2. A Phospho-tri-anhydride Formula for the Nucleic Acids (1951), E. Ronwin, J Am Chem Soc 73 (11): 5141–5144

3. On a phospho-tri-anhydride formula for the nucleic acids (1952), L. Pauling, V. Schomaker, J Am Chem Soc 74 (4): 1111

4. Physical Studies of Nucleic Acid: Evidence on the Structure of Deoxyribonucleic Acid from Measurements with Polarized Infra-Red Radiation (1951), M.J. Fraser, R.D.B. Fraser, Nature 167: 761-762

Autor: Rafał Marszałek, nicprostszego.pl

Reklamy

One thought on “Zapomniani uczestnicy

  1. Pingback: Podwójna helisa, czyli #DNADay 2018 – nic prostszego

Skomentuj

Wprowadź swoje dane lub kliknij jedną z tych ikon, aby się zalogować:

Logo WordPress.com

Komentujesz korzystając z konta WordPress.com. Wyloguj /  Zmień )

Zdjęcie na Google+

Komentujesz korzystając z konta Google+. Wyloguj /  Zmień )

Zdjęcie z Twittera

Komentujesz korzystając z konta Twitter. Wyloguj /  Zmień )

Zdjęcie na Facebooku

Komentujesz korzystając z konta Facebook. Wyloguj /  Zmień )

Connecting to %s