Ameriški biolog James Watson: biografija, osebno življenje, prispevek k znanosti. DNK dvojna vijačnica

James Watson je pionir molekularne biologije, ki se skupaj s Francisom Crickom in Mauriceom Wilkinsom šteje za odkritje dvojne vijačnice DNA. Leta 1962 so za svoje delo postali Nobelovi nagrajenci zdravila.

James Watson: Biografija

Rojen v Chicagu, ZDA, 6. aprila 1928. Študiral je na šoli Horace Mann, nato pa na južni srednji šoli. V starosti 15 let je vstopil na Univerzo v Chicagu na eksperimentalni štipendijski program za nadarjene otroke. Zanimanje za življenje ptic je pripeljalo Jamesa Watsona do študija biologije, leta 1947 pa je prejel diplomo iz zoologije. Po branju epohalne knjige Erwina Schrödingerja »Kaj je življenje?« Se je preusmeril na genetiko.

James Watson, ki ga je zavrnil California Institute of Technology in Harvard, je dobil štipendijo za podiplomski študij na Univerzi Indiana. Leta 1950 je za svoje delo o vplivu rentgenskih žarkov na razmnoževanje bakteriofagnih virusov prejel doktorat iz zoologije. Iz Indiana se je Watson preselil v Kopenhagen in nadaljeval študij virusov kot uslužbenec Nacionalnega raziskovalnega sveta.

Rešiti DNK!

Po obisku Newyorškega laboratorija v Cold Spring Harbourju, kjer se je seznanil z rezultati raziskave Hershey in Chase, je Watson prišel do zaključka, da je DNA molekula, ki je odgovorna za prenos genetskih informacij. Bil je navdušen nad idejo, da če razumete njeno strukturo, lahko ugotovite, kako se podatki prenašajo med celicami. Raziskave virusov ga ne zanimajo več kot ta novi trend.

Spomladi leta 1951 je na konferenci v Neaplju srečal Mauricea Wilkinsa. Slednji so pokazali rezultate prvih poskusov uporabe rentgenske difrakcije za slikanje Molekule DNA. Watson, ki ga je vznemiril Wilkins, je prišel v Združeno kraljestvo jeseni. Nastanil je v laboratoriju Cavendish, kjer je začel delati z Francisom Crickom.

Prvi poskusi

V poskusu, da bi razkrili molekularno strukturo DNK, sta se James Watson in Francis Crick odločila uporabiti pristop, ki temelji na modelih zgradb. Oba sta bila prepričana, da bo rešitev za njeno strukturo igrala ključno vlogo pri razumevanju prenosa genetskih informacij od starševskih do hčerinskih celic. Biologi so spoznali, da bi bilo odkritje strukture DNK največji znanstveni preboj. Hkrati so se zavedali obstoja tekmovalcev med drugimi znanstveniki, kot je npr Linus Pauling.

Crick in James Watson sta zelo težko oblikovala DNA. Nobeden od njih ni imel kemijske izobrazbe, zato so uporabljali standardne kemijske učbenike za rezanje kartonskih konfiguracij kemičnih vezi. Gost diplomant je ugotovil, da je po novih podatkih, ki manjkajo iz knjig, ena od njegovih kemijskih kemijskih povezav uporabljena v nasprotni smeri. Približno ob istem času se je Watson udeležil predavanja Rosalind Franklin na bližnji šoli King's College. Očitno ni poslušal zelo previdno.

Nepopravljiva napaka

Zaradi napake je prvi poskus znanstvenikov, da bi zgradili model DNA, propadel. James Watson in Francis Creek sta na zunanji strani zgradila trojno vijačnico z dušikovimi bazami. Ko so predstavili model kolegom, jo ​​je Rosalind Franklin močno kritizirala. Rezultati njenih raziskav so jasno dokazali obstoj dveh oblik DNK. Bolj vlažen od njih je ustrezal tistemu, ki sta ga Watson in Crick poskušala zgraditi, vendar sta ustvarila model DNK brez vode, ki je v njej prisotna. Franklin je opozoril, da če so njena dela pravilno interpretirana, se bodo dušikove baze nahajale znotraj molekule. Ob takem javnem neuspehu se počuti neudobno, zato je direktor laboratorija Cavendish priporočil, da raziskovalci opustijo svoj pristop. Znanstveniki so se uradno ukvarjali z drugimi področji, vendar so zasebno še naprej razmišljali o problemu DNK.

Odprto odprtino

Wilkins, ki je delal pri Kings Collegeu pri Franklinu, je bil z njo v osebnem konfliktu. Rosalind je bila tako nesrečna, da se je odločila, da bo svoje raziskave prenesla na drugo mesto. Ni jasno, kako, toda Wilkins ima na voljo eno svojih najboljših rentgenskih slik DNA molekule. Mogoče ji je celo sama dala, ko je čistila svojo pisarno. Vendar je gotovo, da je vzel sliko iz laboratorija brez dovoljenja Franklina in ga pokazal svojemu prijatelju Watsonu v Cavendishu. Nato je v svoji knjigi »Double Helix« napisal, da je v trenutku, ko je videl sliko, njegova čeljust padla in se mu povečal utrip. Vse je bilo neverjetno preprostejše od predhodno pridobljene A-oblike. Poleg tega bi lahko črni križ odsevov, ki so prevladovala na fotografiji, nastal le iz spiralne strukture.

Nobelov nagrajenec

Biologi so uporabili nove podatke, da so izdelali model z dvojno verigo z dušikovimi bazami v parih A-T in CG v središču. Takšno združevanje je takoj sprožilo Crick, da bi ena stran molekule lahko služila kot šablona za natančno ponavljanje zaporedij DNA za prenos genetskih informacij med delitvijo celic. Ta drugi uspešen model je bil predstavljen februarja 1951. Aprila 1953 so objavili svoje ugotovitve v reviji Nature. Članek je povzročil občutek. Watson in Crick sta ugotovila, da ima DNA obliko dvojne vijačnice ali "spiralno stopnišče". Dve verigi v njem sta bili odklopljeni, kot "strela", in reproducirali manjkajoče dele. Tako je vsaka molekula deoksiribonukleinska kislina ustvariti dve enaki kopiji.

Kratica DNA in eleganten model dvojne vijačnice sta postala znana vsem svetu. Watson in Crick sta tudi znana. Njihovo odkritje je naredilo revolucijo v študiju biologije in genetike, ki je omogočila metode genskega inženiringa, ki se uporabljajo v sodobni biotehnologiji.

Članek v Naravi je vodil do podelitve Nobellove nagrade in Wilkinsove nagrade leta 1962. Pravila švedske akademije omogočajo dodelitev največ treh znanstvenikov. Rosalind Franklin je umrla zaradi raka jajčnikov leta 1958. Wilkins je to omenil.

V letu, ko je prejel Nobelovo nagrado, se je Watson poročil z Elizabeth Lewis. Imela sta dva sinova: Rufusa in Duncana.

Nadaljevanje dela

James Watson je v petdesetih letih še naprej sodeloval s številnimi znanstveniki. Njegov genij je vključeval sposobnost usklajevanja dela različnih ljudi in združevanja rezultatov za nove zaključke. Leta 1952 je uporabil rotacijsko rentgensko anodo, da bi prikazal spiralno strukturo tobačnega mozaičnega virusa. Od 1953 do 1955 Watson je sodeloval z znanstveniki iz Caltecha za modeliranje strukture RNA. Od leta 1955 do 1956 spet je delal z Scream nad razkritjem načel struktura virusov. Leta 1956 se je preselil na Harvard, kjer je študiral sintezo RNA in beljakovin.

Škandalozna kronika

Leta 1968 je bila objavljena škandalozna knjiga o DNK, katere avtor je bil James Watson. "Dvojna vijačnica" je bila polna ponižujočih komentarjev in zlobnih opisov mnogih ljudi, ki so sodelovali pri odkritju, zlasti Rosalind Franklin. Zaradi tega je izdaja Harvard Pressa zavrnila tiskanje knjige. Kljub temu je bilo delo objavljeno in je bilo zelo uspešno. V poznejši reviziji se je Watson opravičil za svojo interpretacijo Franklina in dejal, da ni vedel za pritisk, s katerim se je soočila leta 1950 kot ženska raziskovalka. Največji dobiček je dobil z objavo dveh učbenikov - "Molekularna biologija gena" (1965) in "Molekularna biologija celične in rekombinantne DNA" (posodobljena izdaja iz leta 2002), ki sta še vedno izven tiska. Leta 2007 je objavil avtobiografijo »Izogibaj se dolgočasnim ljudem. Lekcije življenja v znanosti.

James Watson: prispevek k znanosti

Leta 1968 je postal direktor laboratorija Cold Spring Harbor. Takrat je bil inštitut v finančnih težavah, vendar je bil Watson zelo uspešen pri iskanju donatorjev. Institucija, ki jo vodi, je postala vodilna v svetu na področju dela na področju molekularne biologije. Njeno osebje je odkrilo naravo raka in najprej odkrilo njegove gene. Vsako leto več kot 4.000 znanstvenikov z vsega sveta prihaja v Cold Spring Harbor - tako globoko pod vplivom Inštituta za mednarodne genetske raziskave.

Leta 1990 je bil Watson imenovan za vodjo projekta človeškega genoma na Nacionalnem inštitutu za zdravje. Svoje sposobnosti je uporabil za zbiranje sredstev za vodenje tega projekta do leta 1992. Odšel je zaradi spora glede patentiranja genetskih informacij. James Watson je verjel, da bi to le oviralo raziskave znanstvenikov, ki delajo na projektu.

Sporne besede

Njegovo bivanje v Cold Harbourju se je nenadoma končalo. 14. oktobra 2007, na poti na konferenco v Londonu, so ga vprašali o dogodkih v svetu. James Watson, svetovno znani učenjak, je odgovoril, da so ga zasenčile možnosti za Afriko. Po njegovem mnenju vsa sodobna socialna politika temelji na dejstvu, da je inteligenca njenih prebivalcev enaka inteligenci drugih, vendar rezultati testov kažejo, da to ni tako. Nadaljeval je z mislijo, da napredek v Afriki ovira slabi genski material. Javni protest proti tej izjavi je prisilil Cold-Spring-Harbour, naj zaprosi za njegov odstop. Znanstvenik se je pozneje opravičil in zavrnil njegove izjave, pri čemer je dejal, da za to ni znanstvenih razlogov. V svojem poslovilnem govoru je izrazil svojo vizijo, da je "končna zmaga (nad rakom in duševnimi boleznimi) znotraj našega dosega."

Kljub tem zastojem, genetik James Watson še danes daje sporne izjave. Septembra 2013, na Inštitutu Allen v Seattlu, na sestanku, ki je bil posvečen preučevanju možganov, je spet podal kontroverzno izjavo o svojem prepričanju, da je povečanje diagnosticiranih dednih bolezni lahko posledica poznejšega rojstva otrok. "Starejši dobite, bolj je verjetno, da boste imeli defektne gene," je dejal Watson, kar je tudi pokazalo, da je treba genetski material zbrati od ljudi, mlajših od 15 let, za nadaljnje spočetje z in vitro oploditvijo. Po njegovem mnenju bi to zmanjšalo možnosti, da bi bilo življenje staršev pokvarjeno zaradi rojstva otroka s telesnimi ali duševnimi motnjami.