Nhà khoa học bị lãng quên mở đường khám phá cấu trúc DNA | H-care.vn

Theconversation 0 lượt xem
Nhà khoa học bị lãng quên mở đường khám phá cấu trúc DNA

 | H-care.vn

Khi James Michael Creeth hoàn thành việc thêm axit vào mẫu DNA lấy từ tuyến ức của một con bê, anh ta không chỉ hoàn thành các thí nghiệm để lấy bằng Tiến sĩ. Anh ấy đang mở đường cho một khám phá sẽ thay đổi thế giới.

Các nhà khoa học James Watson và Francis Crick là những người đầu tiên giải mã được cấu trúc của DNA, và Rosalind Franklin và Maurice Wilkins thường được ghi nhận là đã chụp được những hình ảnh của phân tử làm cho nó có thể. Nhưng một số nhà khoa học khác đóng vai trò then chốt trong một trong những khám phá khoa học quan trọng nhất của thế kỷ lại ít được biết đến hơn và xứng đáng được tôn vinh.

Vào mùa thu năm 1947, Creeth và những người giám sát tiến sĩ của ông đã công bố bài báo thứ ba trong số ba bài báo của các nhà nghiên cứu tại nơi sau này trở thành Đại học Nottingham, bài báo đã hoàn thiện bằng chứng cần thiết để chỉ ra cách phân tử DNA được liên kết với nhau. Bằng cách chỉ ra rằng DNA chứa chất keo phân tử được gọi là liên kết hydro, họ đã giúp Watson và Crick có thể nhận ra rằng phân tử phải có dạng hai sợi liên kết với nhau trong cấu trúc xoắn kép. Khám phá này, sáu năm sau công trình của Creth, đã dẫn đến việc tạo ra khoa học di truyền như chúng ta biết ngày nay.

See also  Chúng tôi đã hỏi người Việt Nam tại sao họ sử dụng sừng tê giác. Đây là những gì họ đã nói | H-care.vn

Creeth thậm chí còn tạo ra mô hình thô của riêng mình cho DNA, được tạo thành từ hai chuỗi được giữ với nhau bằng các liên kết giữa các khối xây dựng của chúng, không giống như cấu trúc thực tế. Thật không may, những khám phá của anh ấy dường như đã lọt ra khỏi tầm ngắm của hầu hết mọi người. Vì vậy, 70 năm sau, Nottingham đã kỷ niệm việc phát hiện ra liên kết hydro trong DNA bằng một hội nghị đặc biệt được tổ chức tại tòa nhà nơi phát hiện này được thực hiện và một tấm bảng chuyên dụng ở lối vào.

bí ẩn DNA

Creeth sinh năm 1924 và được giáo dục tại Trường Ngữ pháp Quận Northampton địa phương. Anh ấy ở lại East Midlands của Anh để học hóa học tại trường Đại học Nottingham lúc bấy giờ và sau khi tốt nghiệp, anh ấy đã làm tiến sĩ với các nhà hóa học J. Masson Gulland và Denis O. “Doj” Jordan, người đã giúp Creeth đưa ra kết luận sáng tạo của họ.

Vào thời điểm đó, người ta ngày càng quan tâm đến DNA vì các nhà khoa học nghi ngờ rằng nó có thể là chất liên quan đến gen hoặc di truyền. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng nó được tạo thành từ các phần được gọi là nucleotide. Mỗi loại chứa một dư lượng đường được gọi là deoxyribose, một phân tử nhóm phốt phát và một trong bốn loại phân tử nhóm nitơ khác nhau hoặc “bazơ”: thymine (T), cytosine (C), adenine (A) và guanine (G).

Nhưng làm thế nào phân tử DNA được xây dựng và giữ lại với nhau, và làm thế nào nó ghi lại các gen của chúng ta, vẫn còn là một bí ẩn. Một số nhà khoa học thậm chí (không chính xác) đã nghĩ rằng nó có thể có hình dạng của một quả bóng. Nếu họ có thể tìm ra cấu trúc chính xác của nó, họ có thể tiết lộ những bí mật của mã di truyền.

Tác giả (phải) và Tiến sĩ Guy Channell so sánh mô hình DNA của Creth với mô hình của Crick và Watson.
Judith Wayte, tác giả cung cấp

Các bạn học của Creeth là CJ Threlfall và HFW Taylor đã bắt đầu xâm nhập. Threlfall đã tìm ra cách tinh chế một mẫu DNA để có thể kiểm tra nó nhằm tìm manh mối về cấu trúc. Sau đó, Gulland, Jordan và Taylor đã nghiên cứu DNA tinh khiết bằng cách sử dụng quy trình gọi là chuẩn độ điện thế để theo dõi độ pH của nó thay đổi như thế nào khi axit hoặc kiềm được thêm vào.

Khi họ không nhận được kết quả như mong đợi, họ nghĩ rằng nó có thể được gây ra bởi sự hiện diện của các liên kết hydro trong cấu trúc DNA. Điều này xảy ra khi các nguyên tử hydro chia sẻ electron với các nguyên tử khác, bao gồm oxy và nitơ, và có thể ảnh hưởng đến hình dạng tổng thể của phân tử.

Bước cuối cùng và dứt khoát được Creeth thực hiện trong một thí nghiệm sử dụng một kỹ thuật gọi là phép đo độ nhớt. Điều này cung cấp thước đo kích thước của phân tử DNA trong dung dịch và kích thước có thể thay đổi như thế nào.

Cấu trúc DNA của Creeth, từ một bản vẽ trong luận án tiến sĩ của anh ấy, so với thực tế.
Đại học Nottingham (trái) và Mary Phillips-Jones (phải)

Khi một axit hoặc kiềm mạnh được thêm vào dung dịch, “độ nhớt” hoặc độ dày (khả năng chống chảy) của nó giảm đáng kể, cho thấy sự hiện diện của liên kết hydro. Creeth, Gulland và Jordan kết luận rằng các liên kết hydro nối với các gốc của các nucleotide lân cận.

Axit hoặc kiềm đã phá vỡ hoàn toàn các liên kết này để phá vỡ phân tử DNA thành các đơn vị nhỏ hơn và làm cho dung dịch lỏng hơn nhiều. Mặc dù Creeth và những người giám sát của ông chưa bao giờ thực hiện được bước cuối cùng trong việc xác định cấu trúc chính xác của DNA, nhưng họ đã có thể chỉ ra rằng liên kết hydro phải là một phần quan trọng của phân tử.

điều chỉnh hoàn hảo

Trong luận án tiến sĩ năm 1947 của mình, Creeth đã dự đoán chính xác rằng phân tử DNA bao gồm hai sợi, mỗi sợi có khung đường phốt phát ở bên ngoài và các bazơ liên kết hydro ở bên trong. Cấu trúc hai sợi này sau đó đã được chứng minh là hoàn toàn phù hợp với chức năng sinh học của DNA. Các liên kết hydro đủ mạnh để giữ các sợi bổ sung lại với nhau, nhưng đủ yếu để chúng có thể được tách ra và đọc hoặc sao chép dưới dạng các hướng dẫn di truyền, đây là cơ sở cho cách thức tế bào phân chia và cách thức di truyền gen.

Tuy nhiên, không lâu sau khi bị phát hiện, nhóm này đã giải tán. Gulland chết thảm trong một vụ tai nạn xe lửa ngay sau đó và Jordan chuyển đến Đại học Adelaide qua Princeton. Crick và Watson là cần thiết để xác định cấu trúc chính xác, trong đó các liên kết hydro buộc các chuỗi thành một cấu trúc xoắn kép xoắn.

Mặc dù ba nhà khoa học Nottingham chưa bao giờ tạo ra mối liên hệ cuối cùng, nhưng công việc của họ rất quan trọng trong việc biến một trong những khám phá có ảnh hưởng nhất trong khoa học hiện đại trở thành hiện thực. Nói theo cách riêng của Creeth khi nhìn lại quãng thời gian nghỉ hưu của mình: “Nhìn lại, chúng tôi không chỉ được nhìn thoáng qua mà còn được nhìn thoáng qua về mối liên kết đặc biệt không gì khác hơn là chìa khóa cho sự sống trên hành tinh này.” .

Bài viết liên quan

Leave a Reply

Your email address will not be published.

Protected with IP Blacklist CloudIP Blacklist Cloud