DNA. Sejarah dan intipati penemuan saintifik

PENEMUAN SAINTIFIK PALING PENTING
Perpustakaan percuma / Buku Panduan / Penemuan saintifik yang paling penting

DNA. Sejarah dan intipati penemuan saintifik

Penemuan saintifik yang paling penting

Buku Panduan / Penemuan saintifik yang paling penting

Genetik sebagai sains timbul pada tahun 1866, apabila Gregor Mendel merumuskan kedudukan bahawa "elemen", kemudian dipanggil gen, menentukan pewarisan sifat fizikal. Tiga tahun kemudian, ahli biokimia Switzerland Friedrich Miescher menemui asid nukleik dan menunjukkan bahawa ia terkandung dalam nukleus sel. Pada ambang abad baru, saintis mendapati bahawa gen terletak dalam kromosom, unsur-unsur struktur nukleus sel. Pada separuh pertama abad ke-XNUMX, ahli biokimia menentukan sifat kimia asid nukleik, dan pada tahun empat puluhan, penyelidik mendapati bahawa gen dibentuk oleh salah satu asid ini, DNA. Telah terbukti bahawa gen, atau DNA, mengarahkan biosintesis (atau pembentukan) protein selular yang dipanggil enzim dan dengan itu mengawal proses biokimia dalam sel.

Menjelang tahun 1944, ahli biologi Amerika Oswald Avery, semasa bekerja di Institut Penyelidikan Perubatan Rockefeller, telah memberikan bukti bahawa gen terdiri daripada DNA. Hipotesis ini disahkan pada tahun 1952 oleh Alfred Hershey dan Martha Chase. Walaupun jelas bahawa DNA mengawal proses biokimia asas yang berlaku di dalam sel, struktur mahupun fungsi molekul tidak diketahui.

Pada musim bunga tahun 1951, semasa menghadiri simposium di Naples, Watson bertemu Maurice G.F. Wilkins, seorang penjelajah Inggeris. Wilkins dan Rosalynn Franklin, rakan-rakannya di King's College, Universiti Cambridge, melakukan analisis difraksi sinar-X bagi molekul DNA dan menunjukkan bahawa ia adalah heliks berganda, menyerupai tangga lingkaran. Data yang mereka perolehi membawa Watson kepada idea untuk menyiasat struktur kimia asid nukleik. Persatuan Kebangsaan untuk Kajian Lumpuh Infantil menyediakan geran.

Pada Oktober 1951, saintis pergi ke Makmal Cavendish Universiti Cambridge untuk mengkaji struktur spatial protein bersama-sama dengan John C. Kendrew. Di sana dia bertemu Francis Crick, seorang ahli fizik yang berminat dalam biologi dan sedang menulis disertasi kedoktorannya pada masa itu.

Selepas itu, mereka menjalin hubungan kreatif yang rapat. Bermula pada tahun 1952, berdasarkan kerja awal Chargaff, Wilkins, dan Franklin, Crick dan Watson berusaha untuk menentukan struktur kimia DNA.

Francis Harry Compton Creek dilahirkan pada 8 Jun 1916 di Northampton, anak sulung kepada dua anak lelaki Harry Compton Creek, pengeluar kasut kaya, dan Anna Elizabeth (Wilkins) Creek. Selepas menghabiskan zaman kanak-kanaknya di Northampton, dia menghadiri sekolah menengah. Semasa krisis ekonomi yang mengikuti Perang Dunia Pertama, urusan komersial keluarga itu menjadi rosak, dan ibu bapa Francis berpindah ke London. Sebagai pelajar di Mill Hill School, Crick menunjukkan minat yang besar dalam fizik, kimia dan matematik. Pada tahun 1934 beliau memasuki University College London untuk belajar fizik dan menamatkan pengajian tiga tahun kemudian dengan ijazah Sarjana Muda Sains. Selepas menamatkan pendidikannya di Kolej Universiti, saintis muda itu menganggap kelikatan air pada suhu tinggi; kerja ini telah terganggu pada tahun 1939 oleh meletusnya Perang Dunia II.

Semasa tahun perang, Creek terlibat dalam penciptaan lombong di makmal penyelidikan Kementerian Tentera Laut Great Britain. Selama dua tahun selepas tamat perang, dia terus bekerja di kementerian ini dan ketika itulah dia membaca buku terkenal itu. Erwin Schrödinger "Apakah Kehidupan? Aspek Fizikal Sel Hidup", diterbitkan pada tahun 1944. Dalam buku itu, Schrödinger bertanyakan soalan. "Bagaimanakah peristiwa spatio-temporal yang berlaku dalam organisma hidup dapat dijelaskan dari sudut fizik dan kimia?"

Idea-idea yang dibentangkan dalam buku itu mempengaruhi Crick sehingga dia, yang berhasrat untuk mempelajari fizik zarah, beralih kepada biologi. Dengan sokongan Archibald W. Will, Crick menerima persekutuan Majlis Penyelidikan Perubatan dan mula bekerja di Makmal Strangeway di Cambridge pada tahun 1947. Di sini dia mempelajari biologi, kimia organik, dan teknik pembelauan sinar-X yang digunakan untuk menentukan struktur ruang molekul. Pengetahuannya tentang biologi berkembang dengan ketara selepas berpindah pada tahun 1949 ke Makmal Cavendish di Cambridge - salah satu pusat biologi molekul di dunia.

Di bawah bimbingan Max Perutz, Crick meneroka struktur molekul protein, yang berkaitan dengannya dia mengembangkan minat dalam kod genetik untuk urutan asid amino dalam molekul protein. Kira-kira 20 asid amino penting berfungsi sebagai unit monomerik dari mana semua protein dibina. Mengkaji apa yang ditakrifkannya sebagai "sempadan antara hidup dan tidak hidup", Crick cuba mencari asas kimia genetik, yang, seperti yang dicadangkannya, boleh diletakkan dalam asid deoksiribo-nukleik (DNA).

Pada tahun 1951, ahli biologi Amerika James D. Watson yang berusia dua puluh tiga tahun menjemput Crick untuk bekerja di Makmal Cavendish.

James Devay Watson dilahirkan pada 6 April 1928 di Chicago, Illinois kepada James D. Watson, seorang ahli perniagaan, dan Jean (Mitchell) Watson, dan merupakan anak tunggal mereka. Di Chicago, beliau menerima pendidikan rendah dan menengah. Ia tidak lama kemudian menjadi jelas bahawa James adalah seorang kanak-kanak yang luar biasa berbakat, dan dia telah dijemput ke radio untuk mengambil bahagian dalam program Kuiz untuk Kanak-kanak. Selepas hanya dua tahun di sekolah menengah, Watson menerima biasiswa pada tahun 1943 untuk belajar di kolej eksperimen empat tahun di Universiti Chicago, di mana beliau menunjukkan minat dalam kajian ornitologi. Selepas memperoleh Ijazah Sarjana Muda Sains dari Universiti Chicago pada tahun 1947, beliau meneruskan pendidikannya di Universiti Indiana Bloomington.

Pada masa ini, Watson mula berminat dalam genetik dan memulakan latihan di Indiana di bawah bimbingan pakar dalam bidang ini Herman J. Meller dan ahli bakteriologi Salvador Luria. Watson menulis disertasi mengenai kesan sinar-X pada pembiakan bakteriofaj (virus yang menjangkiti bakteria) dan menerima Ph.D pada tahun 1950. Geran daripada Persatuan Penyelidikan Kebangsaan membenarkannya meneruskan penyelidikannya tentang bakteriofaj di Universiti Copenhagen di Denmark. Di sana dia mengkaji sifat biokimia DNA bakteriofaj. Namun, seperti yang dia ingat kemudiannya, eksperimen dengan bacteriophage mula membebankannya, dia ingin mengetahui lebih lanjut tentang struktur sebenar molekul DNA, yang menurutnya begitu bersemangat ahli genetik.

Crick dan Watson tahu bahawa terdapat dua jenis asid nukleik - DNA dan asid ribonukleik (RNA), setiap satunya terdiri daripada monosakarida kumpulan pentosa, fosfat dan empat bes nitrogen: adenine, timin (dalam RNA - urasil), guanin. dan sitosin. Sepanjang lapan bulan berikutnya, Watson dan Crick meringkaskan keputusan mereka dengan yang sudah tersedia, membuat laporan mengenai struktur DNA pada Februari 1953. Sebulan kemudian, mereka mencipta model tiga dimensi molekul DNA, diperbuat daripada bola, kepingan. daripada kadbod dan wayar.

Menurut model Crick-Watson, DNA ialah heliks berganda, terdiri daripada dua rantai fosfat deoksiribosa yang disambungkan oleh pasangan asas, serupa dengan anak tangga tangga. Melalui ikatan hidrogen, adenin bergabung dengan timin, dan guanin dengan sitosin. Dengan model ini, adalah mungkin untuk mengesan replikasi molekul DNA itu sendiri.

Model ini membenarkan penyelidik lain untuk menggambarkan replikasi DNA dengan jelas. Kedua-dua rantai molekul dipisahkan pada ikatan hidrogen, seperti membuka ritsleting, selepas itu rantai baru disintesis pada setiap separuh molekul DNA lama. Urutan asas bertindak sebagai templat, atau pelan tindakan, untuk molekul baharu.

Pada tahun 1953, Crick dan Watson menyelesaikan model DNA. Ini membolehkan mereka, bersama-sama Wilkins sembilan tahun kemudian, untuk berkongsi Hadiah Nobel dalam Fisiologi atau Perubatan 1962 "untuk penemuan mereka mengenai struktur molekul asid nukleik dan kepentingannya untuk penghantaran maklumat dalam sistem hidup."

A.V. Engström dari Institut Karolinska berkata pada majlis anugerah itu: "Penemuan struktur molekul spatial ... DNA sangat penting, kerana ia menggariskan kemungkinan untuk memahami dengan terperinci ciri umum dan individu semua makhluk hidup." Engström menyatakan bahawa "mentafsir struktur heliks berganda asid deoksiribonukleik dengan pasangan tertentu bes nitrogen membuka peluang hebat untuk membongkar butiran kawalan dan penghantaran maklumat genetik."

Selepas penerbitan penerangan model dalam majalah Inggeris "Nature" pada April 1953, tandem Crick dan Watson berpecah.

Pada tahun 1965, Watson menulis buku "Molecular Biology of the Gene", yang telah menjadi salah satu buku teks yang paling terkenal dan popular dalam biologi molekul.

Bagi Crick, beliau menerima PhD dari Cambridge pada tahun 1953 dengan disertasi mengenai analisis difraksi sinar-X struktur protein. Pada tahun berikutnya, beliau belajar struktur protein di Institut Politeknik Brooklyn di New York dan memberi syarahan di pelbagai universiti AS. Kembali ke Cambridge pada tahun 1954, beliau meneruskan penyelidikannya di Makmal Cavendish, menumpukan perhatian kepada pentafsiran kod genetik. Pada mulanya seorang ahli teori, Crick mula mengkaji mutasi genetik dalam bacteriophages (virus yang menjangkiti sel bakteria) dengan Sydney Brenner.

Menjelang tahun 1961, tiga jenis RNA telah ditemui: messenger, ribosom, dan transport. Crick dan rakan-rakannya mencadangkan cara untuk membaca kod genetik. Menurut teori Crick, RNA messenger menerima maklumat genetik daripada DNA dalam nukleus sel dan memindahkannya ke ribosom (tapak sintesis protein) dalam sitoplasma sel. Pemindahan RNA membawa asid amino ke dalam ribosom. RNA maklumat dan ribosom, berinteraksi antara satu sama lain, menyediakan gabungan asid amino untuk membentuk molekul protein dalam urutan yang betul. Kod genetik terdiri daripada triplet asas nitrogen DNA dan RNA untuk setiap 20 asid amino. Gen terdiri daripada banyak triplet asas, yang Crick panggil kodon.

Empat puluh tahun tinggal sebelum penyahkodan genom manusia ...

Pengarang: Samin D.K.

Kami mengesyorkan artikel yang menarik bahagian Penemuan saintifik yang paling penting:

▪ Teori penceraian elektrolitik

▪ Model planet atom

▪ Kronologi baru

Lihat artikel lain bahagian Penemuan saintifik yang paling penting.

Baca dan tulis berguna komen pada artikel ini.

<< Belakang

Berita terkini sains dan teknologi, elektronik baharu:

Kulit tiruan untuk emulasi sentuhan 15.04.2024

Dalam dunia teknologi moden di mana jarak menjadi semakin biasa, mengekalkan hubungan dan rasa dekat adalah penting. Perkembangan terkini dalam kulit tiruan oleh saintis Jerman dari Universiti Saarland mewakili era baharu dalam interaksi maya. Penyelidik Jerman dari Universiti Saarland telah membangunkan filem ultra nipis yang boleh menghantar sensasi sentuhan dari jauh. Teknologi canggih ini menyediakan peluang baharu untuk komunikasi maya, terutamanya bagi mereka yang mendapati diri mereka jauh daripada orang tersayang. Filem ultra-nipis yang dibangunkan oleh penyelidik, hanya 50 mikrometer tebal, boleh disepadukan ke dalam tekstil dan dipakai seperti kulit kedua. Filem ini bertindak sebagai penderia yang mengenali isyarat sentuhan daripada ibu atau ayah, dan sebagai penggerak yang menghantar pergerakan ini kepada bayi. Ibu bapa yang menyentuh fabrik mengaktifkan penderia yang bertindak balas terhadap tekanan dan mengubah bentuk filem ultra-nipis. ini ...>>

Petgugu Global kotoran kucing 15.04.2024

Menjaga haiwan peliharaan selalunya boleh menjadi satu cabaran, terutamanya dalam hal menjaga kebersihan rumah anda. Penyelesaian menarik baharu daripada pemula Global Petgugu telah dipersembahkan, yang akan menjadikan kehidupan lebih mudah bagi pemilik kucing dan membantu mereka memastikan rumah mereka bersih dan kemas dengan sempurna. Startup Petgugu Global telah melancarkan tandas kucing unik yang boleh menyiram najis secara automatik, memastikan rumah anda bersih dan segar. Peranti inovatif ini dilengkapi dengan pelbagai sensor pintar yang memantau aktiviti tandas haiwan kesayangan anda dan diaktifkan untuk membersihkan secara automatik selepas digunakan. Peranti ini bersambung ke sistem pembetung dan memastikan penyingkiran sisa yang cekap tanpa memerlukan campur tangan daripada pemilik. Selain itu, tandas mempunyai kapasiti storan boleh siram yang besar, menjadikannya sesuai untuk isi rumah berbilang kucing. Mangkuk sampah kucing Petgugu direka bentuk untuk digunakan dengan sampah larut air dan menawarkan pelbagai jenis tambahan ...>>

Daya tarikan lelaki penyayang 14.04.2024

Stereotaip bahawa wanita lebih suka "budak jahat" telah lama tersebar luas. Walau bagaimanapun, penyelidikan baru-baru ini yang dijalankan oleh saintis British dari Universiti Monash menawarkan perspektif baru mengenai isu ini. Mereka melihat bagaimana wanita bertindak balas terhadap tanggungjawab emosi lelaki dan kesanggupan untuk membantu orang lain. Penemuan kajian itu boleh mengubah pemahaman kita tentang perkara yang menjadikan lelaki menarik kepada wanita. Kajian yang dijalankan oleh saintis dari Universiti Monash membawa kepada penemuan baharu tentang daya tarikan lelaki kepada wanita. Dalam eksperimen itu, wanita ditunjukkan gambar lelaki dengan cerita ringkas tentang tingkah laku mereka dalam pelbagai situasi, termasuk reaksi mereka terhadap pertemuan dengan gelandangan. Sebahagian daripada lelaki itu tidak mengendahkan gelandangan itu, manakala yang lain membantunya, seperti membelikan dia makanan. Kajian mendapati lelaki yang menunjukkan empati dan kebaikan lebih menarik perhatian wanita berbanding lelaki yang menunjukkan empati dan kebaikan. ...>>

Berita rawak daripada Arkib

Samsung terus menyokong Rambus 28.02.2000

Samsung terus menyokong Rambus, yang kedudukannya telah goyah sejak kemasukan terbaru Intel. Bukti ini ialah hakikat bahawa Avo Kanadjian, naib presiden pemasaran untuk Samsung Semiconductor Americ, telah berpindah ke Rambus untuk mengetuai bahagian pemasaran.

Di samping itu, Samsung mengumumkan penyiapan pembangunan cip RDRAM 288 Mbit, menjadi pengeluar pertama yang mencapai tahap ini. Syarikat itu tidak menjanjikan pengeluaran besar-besaran mereka lagi dan diam mengenai harga.

Berita menarik lain:

▪ Kertas debunga yang boleh diguna semula

▪ Ultrabook NEC LaVie GZ 800g

▪ Pelanggan HP T4 730K

▪ Pen mata bola pintar untuk pendigitalan tulisan tangan

▪ STM32CubeIDE - alat pembangunan sejagat baharu daripada ST

Suapan berita sains dan teknologi, elektronik baharu

Bahan-bahan menarik Perpustakaan Teknikal Percuma:

▪ bahagian tapak Eksperimen dalam kimia. Pemilihan artikel

▪ pasal Anika the warrior. Ungkapan popular

▪ artikel Berapa lama seseorang boleh pergi tanpa makanan? Jawapan terperinci

▪ artikel Ahli farmasi-penganalisis dan ahli farmasi-teknologi dalam kawalan kualiti ubat. Arahan standard mengenai perlindungan buruh

▪ artikel Menyambung kad bunyi ke talian telefon. Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik

▪ artikel Cara menyalakan api tanpa mancis. Pengalaman kimia

Tinggalkan komen anda pada artikel ini:

Semua bahasa halaman ini

Laman utama | Perpustakaan | artikel | Peta Laman | Ulasan laman web