fbTrack
REKLAMA
REKLAMA

Rzecz o historii

Odkrywcy DNA. Zapomniana Rosalind Franklin

Rosalind E. Franklin (1920–1958)
Domena Publiczna
Podwójna helisa DNA jest wspólnym odkryciem czterech naukowców: trzech mężczyzn i jednej kobiety z dwóch brytyjskich zespołów badawczych. Ale tylko Rosalind Franklin nie została należycie doceniona i nagrodzona za swój olbrzymi wkład w to odkrycie.

Powszechnie uważa się, że przygoda ludzkości z genetyką jako odrębną dziedziną nauki rozpoczęła się w latach 60. XIX wieku od badań opata zakonu augustianów w Brnie na Morawach, księdza Grzegorza Johanna Mendla, który opisał cechy dziedziczne grochu zwyczajnego (pisum sativum). Jego obserwacje stały się podstawą do sformułowania podstawowych praw genetyki nazywanych prawami Mendla.

Reguły te próbowały zdefiniować, jak fizyczne zawiązki cech są dziedziczone przez następne pokolenia. W 1869 r. pracujący w niemieckim laboratorium Adolfa Streckera w Tübingen szwajcarski badacz Johann Friedrich Miescher odkrył w jądrze komórki nieznaną przedtem chemiczną substancję wyodrębnioną z bandaży nasiąkniętych ropą chorych. Głównym składnikiem ropy są białe krwinki, które w odróżnieniu od czerwonych mają jądro, a więc także chromosomy. W 1871 r. ten szwajcarski badacz opublikował artykuł, w którym donosił o odkryciu w jądrze komórki substancji nieodpornej na działanie enzymów trawiących białka. Miescher nazwał substancję nukleiną. Nazwa ta została w 1889 r. zastąpiona przez niemieckiego patologa Richarda Altmana określeniem „kwas nukleinowy". 13 lat później, używając mikroskopu, zaczęto badać jądro komórki i zaobserwowano w nim długie włókniste obiekty, które nazwano chromosomami.

W 1902 r. Walter Sutton z Columbia University zwrócił uwagę, że chromosomy mają związek z „zawiązkami cech" Mendla. Stosownie do tego prawa czynniki dziedziczenia, nazywane genami, musiały znajdować się na chromosomach. Można je było obserwować pod mikroskopem. Tak powstała chromosomowa teoria dziedziczności amerykańskiego biologa Waltera Suttona i jego niemieckiego kolegi Theodora Boveriego. Stosownie do tych praw wprowadzona została w 1909 r. jednostka dziedziczenia, nazwana „genem".

Przełomowym momentem w dziedzinie genetyki było opublikowanie w 1915 r. chromosomowej teorii dziedziczności przez Thomasa Hunta Morgana. Kolejnym krokiem Thomasa Morgana było opublikowanie w 1926 r. teorii genów, a później mapowanie genów na chromosomie muszki owocowej.

Gen jest obecny w każdej komórce żywego organizmu jako nukleoproteina, czyli złożone białko kierujące podziałem komórek, biosyntezą białek. Nukleoproteiny są przekaźnikami dziedzicznych cech. Są ich dwa rodzaje: kwasy nukleinowe i deoksyrybonukleinowe. Podział i różnice między nimi zależą od rodzaju cukrów zawartych w nukleotydach. DNA, czyli kwas deoksyrybonukleinowy, pobudza inne złożone substancje i dostarcza im informacji. Zdolny jest także do samoodtwarzania. Jego cukrowym składnikiem jest dezoksyryboza. Zasadami są: adenina, guanina, cytozyna i tymina.

Odkrycie cząsteczki kwasu deoksyrybonukleinowego było zatem ważnym początkiem, ale przez przeszło 80 lat nic nie było wiadomo o budowie tej molekuły, aż do lat 40. XX wieku, kiedy na naukowym ringu pojawiły się dwa konkurujące ze sobą brytyjskie zespoły: Francisa Cricka i Jamesa Watsona z Laboratorium Cavendish w Cambridge oraz Rosalind Franklin i Maurice Wilkinsa z King's College w Londynie.

Niedoceniona badaczka

Urodzony w 1928 r. w USA James Watson był z wykształcenia biologiem. Zawsze podkreślał, że do genetyki zainspirowała go wydana w 1944 r. książka Erwina Schrödingera „Czym jest życie?". Fizyk Schrödinger, jeden z twórców mechaniki kwantowej, przekonywał w niej, że: „życie można ujmować w kategoriach przechowywania i przekazywania informacji biologicznej. Chromosomy w tym modelu należy traktować po prostu jako nośnik informacji". Ponieważ w każdej komórce jest jej upakowanej tak dużo, to logiczne się wydawało, że musi być ściśnięta w coś, co Schrödinger nazywał „kodem dziedziczenia, który musi tkwić w chromosomie na poziomie struktury cząsteczkowej. Aby zrozumieć życie, trzeba te cząsteczki zidentyfikować, a kod złamać".

Poglądy Schrödingera wywarły ogromne wrażenie także na Francisie Cricku, brytyjskim biochemiku, który od 1951 r. pracował nad krystalografią białek na Uniwersytecie Cambridge. Chociaż Crick z racji swoich ateistycznych przekonań odrzucał działanie Boga w procesie powstawania życia, to zarazem nie wierzył w samoistne powstanie życia „wytworzonego" z materii nieożywionej. W 1951 r. Rosalind Franklin otrzymała trzyletnie stypendium na prace badawcze w King's College w Londynie. Jej praca polegała na udoskonaleniu doświadczeń w otrzymywaniu rentgenogramów. W tym czasie pracami nad rozwiązaniem zagadnienia DNA z użyciem krystalografii promieni X zajmował się Maurice Wilkins. Franklin rozpoczęła badania podczas jego chwilowej nieobecności. Po powrocie do pracy Wilkins sądził, że Franklin jest tylko jego asystentką, co rozpoczęło okres bardzo złych relacji między uczonymi, często kończących się kłótniami.

James Watson opisywał Rosalind Franklin jako perfekcjonistkę w pracy naukowo-badawczej. Z uwagi na te cechy miała skrajnie wygórowane wymagania wobec swoich współpracowników. Pochodząca z bogatej bankierskiej rodziny żydowskiej Franklin potrafiła być bardzo pryncypialna, co nie przysparzało jej przyjaciół. Nauka była pasją jej życia i celem, który stawiała ponad wszystko. Była alpinistką o bardzo silnej osobowości. Pomogło jej to strawić niechęć, z jaką męskie środowisko naukowe w King's College w Londynie traktowało kobiety-naukowców.

Franklin przy współpracy studenta Raymonda Goslinga udało się uzyskać dwa zestawy zdjęć skrystalizowanych włókien DNA, z których jedno było bardziej nawodnione niż drugie. Na tej podstawie wywnioskowała, jakie są podstawowe wymiary nici DNA, a obecność fosforanów na zewnątrz nici wskazywała na podwójną spiralną strukturę. Uczona zaprezentowała swoje wyniki na wykładzie w King's College, ale Watson nie zwracał uwagi na jej odkrycie. Cricka również nie interesowała współpraca z Franklin. To biochemik Maurice Wilkins był tym, który przekazał Crickowi i Watsonowi dane z przełomowych dla nauki rentgenogramów DNA bez zgody Franklin. Później Wilkins uznał to za kradzież swojej i Franklin pracy. Zdjęcia Rosalind Franklin potwierdziły trójwymiarową budowę cząsteczki DNA. Crick i Watson, opierając się na nich, snuli teoretyczne hipotezy i budowali specjalne modele. Były one niechętnie przyjmowane, a nawet wręcz odrzucane przez Franklin. Uczona twardo obstawała przy tym, co udało się jej uzyskać na zdjęciach rentgenowskich.

Modele Cricka i Watsona budziły rozbawienie, ale i zaciekawienie środowiska naukowego Cavendish Laboratory w Cambridge. Uporczywe budowanie trójwymiarowych modeli DNA nasunęło naukowcom pomysł, że cząsteczka DNA zbudowana jest z dwóch połączonych w pary łańcuchów A-T adenina-tymina i G-C guanina-cytozyna. W tym modelu podwójnej helisy dwie nici cząstek biegną w przeciwnych kierunkach. Swoją budową przypominają drabinkę sznurową. Jest tylko jeden wyjątek – komórki reprodukujące się nie są połączone w pary. Swoje odkrycie zaprezentowali po raz pierwszy 4 i 28 lutego 1953 r. w pubie, w którym zwyczajowo jedli lunch.

Nobel dla rasisty

25 kwietnia 1953 r. w czasopiśmie naukowym „Nature" ukazały się dwa artykuły. Jeden był autorstwa Rosalind Franklin i Maurice'a Wilkinsa, w którym uczeni zaprezentowali analizę danych uzyskanych dzięki zdjęciom rentgenowskim nici DNA perfekcyjnie wykonanym przez Rosalind Franklin. W tym samym numerze Francis Crick i James Watson opisali strukturę DNA na podstawie zbudowanego przez nich modelu podwójnej helisy. I to oni zgarnęli laury chwały, mimo że bez Franklin nie osiągnęliby sukcesu.

Niestety, stosowanie przez dr Franklin techniki rentgenowskiej dyfrakcji krystalicznej wiązało się ze stałym wystawianiem się na szkodliwe promieniowanie rentgenowskie. Poza tym wiele wskazuje, że w jej rodzinie często zdarzały się przypadki raka, co wskazywało na dziedziczenie tej choroby. Rosalind Franklin zmarła na raka jajników w 1958 r., mając zaledwie 37 lat. Kiedy choroba bardziej się rozwinęła, badaczka zaprzyjaźniła się z Francisem Crickiem i jego żoną. To oni opiekowali się nią, gdy w stadium terminalnym zamieszkała w ich domu. Cztery lata później jej koledzy Francis Crick, James Watson i Maurice Wilkins odebrali w Sztokholmie Nagrodę Nobla za odkrycie struktury DNA. Podczas przemówień po otrzymaniu dyplomów nie wspomnieli jednak, że swój wielki sukces zawdzięczali pracom swojej koleżanki, wielkiej uczonej, której badania miały główne i decydujące znaczenie dla sukcesu jej rywali i kolegów.

Pominięcie Rosalind Franklin podczas rozdania tych nagród uznano za krzywdzące dla wielkiej uczonej. Królewska Szwedzka Akademia Nauk tłumaczyła się, że Nagroda Nobla nie może być przyznana pośmiertnie, a w dodatku mogą być za jeden projekt badawczy nagrodzone najwyżej trzy osoby. Dla wielkiej uczonej i tak zabrakłoby miejsca. Dopiero w 1997 r. australijski astronom amator przypomniał światu o genialnej badaczce, kiedy odkrytą przez siebie asteroidę nazwał 9241„Rosfranklin".

Po zakończeniu pracy naukowej Maurice Wilkins zajął się pracą we własnym ogrodzie. James Watson wrócił do USA i we wczesnych latach 90. XX wieku wziął udział w badaniach nad rozpracowaniem ludzkiego genomu. 14 lipca 2007 r. Watson stwierdził w czasie wywiadu dla „The Sunday Times", że przedstawiciele rasy czarnej nie dorównują inteligencją przedstawicielom rasy białej. Za tę wypowiedź dla środowiska naukowego stał się persona non grata.

Źródło: Rzeczpospolita
REKLAMA
REKLAMA
REKLAMA
NAJNOWSZE Z RP.PL
REKLAMA
REKLAMA
REKLAMA
REKLAMA: automatycznie wyświetlimy artykuł za 15 sekund.
REKLAMA
REKLAMA