5. Το μοντέλο της διπλής έλικας του DNA
Η ΑΝΑΚΑΛΥΨΗ ΤΗΣ ΔΟΜΗΣ ΤΟΥ DNA
Στις
αρχές του 1950ένας νεαρός Αμερικανός
επιστήμονας, ο Τ.Γουάτσον, πήγε στο Πανεπιστήμιο
του Καίμπριτζ, στην Αγγλία, προκειμένου
να μελετήσει προβλήματα μοριακής (κρυσταλλογραφικής)
δομής του DΝΑ. Στο εργαστήριο του
Καβέντις συνάντησε έναν Άγγλο φυσικό, το
Φ. Κρικ, που, όπως και ο ίδιος,
ενδιαφερόταν για τη μελέτη του DΝΑ.
Γρήγορα άρχισαν να δουλεύουν μαζί για
την ανακάλυψη της δομής του μορίου
αυτού. Αν και δεν προχώρησαν οι ίδιοι σε
πειράματα, κατάφεραν να συνδυάσουν
και να συνθέσουν τα ως τότε
δεδομένα σε ένα ενιαίο μοντέλο. Από
προγενέστερες έρευνες άλλων ερευνητών
γνώριζαν ότι το μόριο περιέχει
νουκλεοτίδια, που αποτελούνται
από το σάκχαρο δεσοξυριβόζη, μια
φωσφορική ομάδα και μια αζωτούχα βάση,
που είναι πουρίνη ή πυριμιδίνη. Οι
μελέτες με ακτίνες χ είχαν στο
μεταξύ αποδείξει ότι και το DΝΑ, όπως
και μερικές πρωτεΐνες, παρουσιάζει
μορφή έλικας. Ο
Λ. Πάουλινγκ, ένας ήδη αναγνωρισμένος επιστήμονας;
είχε καταλήξει στο ότι, όπως και στις
πρωτεΐνες, η ελικοειδής δομή του DΝΑ
συγκρατείται λόγω δεσμών υδρογόνου,
που αναπτύσσονται μεταξύ διαδοχικών στροφών
του μορίου.
Τα δεδομένα εξάλλου
της εργασίας ενός άλλου επιστήμονα,
του Ε. Χάργκαφ, έδειχναν ότι η αναλογία
αδενινών -θυμινών είναι 1 : 1 , όπως
επίσης ότι 1 : 1 είναι και η αναλογία
γουανινών -κυτοσινών, που υπάρχουν στο
μόριο. Από το ισάριθμο των αδενινών με τις θυμίνες και των γουανινών με τις κυτοσίνες οι Τ. Γουάτσον και Φ. Κρικ οδηγήθηκαν στο συμπέρασμα ότι τα μέλη κάθε ζευγαριού είναι συμπληρωματικά ή, με άλλα λόγια, ότι οι δύο κλώνοι συγκρατούνται με δεσμούς υδρογόνου, που αναπτύσσονται μεταξύ των συμπληρωματικών βάσεων.
Για
την εργασία τους αυτή τιμήθηκαν το
1962 με βραβείο Νόμπελ. Είναι χαρακτηριστικό ότι ο Φ.Κρικ, έγραφε κάποτε: «Θυμάμαι μια τραγουδίστρια σε ένα νυκτερινό κέντρο στη Χονολουλού, που μου έλεγε πως, όταν ήταν μαθήτρια, καταράστηκε το Γουάτσον κι με. να για τα δύσκολα πράγματα που έπρεπε να μάθει για το DΝΑ. Στην πραγματικότητα, «oι ιδέες που χρειάζσνται,για να καταλάβει κανείς τη δομή, όταν αυτή παρουσιάζεται σωστά, είναι πολύ εύκολες, αφού δεν παραβιάζουν την κοινή λογική, πράγμα που συμβαίνει με την κβαντομηχανική ή τη σχετικότητα». |
Σύμφωνα με το μοντέλο αυτό :
Οι δύο αλυσίδες είναι αντιπαράλληλες, δηλαδή το 3' άκρο της μιας είναι απέναντι από το 5' άκρο της άλλης και σχηματίζουν στο χώρο μια δεξιόστροφη έλικα
Η διπλή έλικα έχει σταθερό σκελετό που αποτελείται από επαναλαμβανόμενα μόρια φωσφορικής ομάδας - δεσοξυριβόζης ενωμένων με φωσφοδιεστερικό δεσμό. Ο σκελετός αυτός είναι υδρόφιλος και βρίσκεται στο εξωτερικό του μορίου. Στο εσωτερικό του σταθερού αυτού σκελετού βρίσκονται οι υδρόφοβες αζωτούχες βάσεις.
Η έλικα έχει διάμετρο 2.0 nm και βήμα 0.34 nm.