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가장 중요한 과학적 발견
DNA. 과학적 발견의 역사와 본질
과학으로서의 유전학은 1866년에 등장했습니다. 그레고르 멘델 나중에 유전자라고 불리는 "요소"가 물리적 특성의 유전을 결정한다는 입장을 공식화했습니다. XNUMX년 후, 스위스의 생화학자 프리드리히 미셔는 핵산을 발견하고 그것이 세포핵에 포함되어 있음을 보여주었습니다. 새로운 세기의 문턱에서 과학자들은 유전자가 세포핵의 구조적 요소인 염색체에 위치한다는 사실을 발견했습니다. XNUMX세기 전반에 생화학자들은 핵산의 화학적 성질을 결정했고, XNUMX년대에 연구자들은 유전자가 이러한 산 중 하나인 DNA에 의해 형성된다는 사실을 발견했습니다. 유전자 또는 DNA가 효소라고 하는 세포 단백질의 생합성(또는 형성)을 지시하여 세포의 생화학적 과정을 제어한다는 것이 입증되었습니다. 1944년 미국의 생물학자 Oswald Avery는 Rockefeller Institute for Medical Research에서 일하면서 유전자가 DNA로 구성되어 있다는 증거를 제시했습니다. 이 가설은 1952년 Alfred Hershey와 Martha Chase에 의해 확인되었습니다. DNA가 세포에서 일어나는 기본적인 생화학적 과정을 제어한다는 것은 분명했지만 분자의 구조나 기능은 알려지지 않았습니다. 1951년 봄, 나폴리에서 열린 심포지엄에 참석하던 중 왓슨 Maurice G.F.를 만났습니다. 영국 탐험가 윌킨스. 케임브리지 대학의 King's College 동료인 Wilkins와 Rosalynn Franklin은 DNA 분자의 X-선 회절 분석을 수행하여 DNA 분자가 나선형 계단과 유사한 이중 나선임을 보여주었습니다. 그들이 얻은 데이터는 왓슨으로 하여금 핵산의 화학적 구조를 조사하는 아이디어로 이끌었다. 영아 마비 연구를 위한 전국 학회가 보조금을 제공했습니다. 1951년 XNUMX월, 과학자는 John C. Kendrew와 함께 단백질의 공간 구조를 연구하기 위해 케임브리지 대학의 캐번디시 연구소로 갔다. 그곳에서 그는 만났다 프랜시스 크릭, 생물학에 관심이 있었고 당시 박사 학위 논문을 쓰고 있던 물리학자. 그 후, 그들은 긴밀한 창의적 접촉을 구축했습니다. 1952년부터 Chargaff, Wilkins, Franklin의 초기 연구를 바탕으로 Crick과 Watson은 DNA의 화학 구조를 결정하기 시작했습니다. Francis Harry Compton Creek은 8년 1916월 1934일 Northampton에서 부유한 신발 제조업체인 Harry Compton Creek과 Anna Elizabeth (Wilkins) Creek의 두 아들 중 장로로 태어났습니다. Northampton에서 어린 시절을 보낸 후 그는 고등학교에 다녔습니다. 1939차 세계 대전 이후 경제 위기 동안 가족의 상업 문제는 황폐화되었고 Francis의 부모는 런던으로 이사했습니다. Mill Hill School의 학생으로서 Crick은 물리학, 화학 및 수학에 큰 관심을 보였습니다. XNUMX년에 그는 물리학을 공부하기 위해 University College London에 입학했고 XNUMX년 후 이학사 학위를 받고 졸업했습니다. University College에서 교육을 마친 젊은 과학자는 고온에서 물의 점도를 고려했습니다. 이 작업은 XNUMX년 제XNUMX차 세계대전 발발로 중단되었습니다. 전쟁 기간 동안 Creek은 영국 해군 연구실에서 광산 생성에 참여했습니다. 전쟁이 끝난 후 XNUMX년 동안 그는 이 사역에서 계속 일했고 그 때 유명한 책을 읽었습니다. 에르빈 슈뢰딩거 "What is Life? Physical Aspects of the Living Cell", 1944년 출판. 책에서 슈뢰딩거는 질문을 던진다. "살아있는 유기체에서 발생하는 시공간적 사건을 물리학과 화학의 관점에서 어떻게 설명할 수 있습니까?" 책에 제시된 아이디어는 Crick에게 많은 영향을 미쳐 입자 물리학을 공부하려는 의도로 생물학으로 전환했습니다. Archibald W. Will의 지원으로 Crick은 Medical Research Council 장학금을 받고 1947년 캠브리지의 Strangeway 연구소에서 일하기 시작했습니다. 여기에서 그는 분자의 공간 구조를 결정하는 데 사용되는 생물학, 유기 화학 및 X선 회절 기술을 연구했습니다. 생물학에 대한 그의 지식은 1949년 세계 분자생물학의 중심지 중 하나인 케임브리지의 캐번디시 연구소로 옮긴 후 크게 확장되었습니다. 막스 퍼루츠(Max Perutz)의 지도 아래 크릭은 단백질의 분자 구조를 탐구했으며 이와 관련하여 단백질 분자의 아미노산 서열에 대한 유전자 코드에 대한 관심을 발전시켰습니다. 약 20개의 필수 아미노산이 모든 단백질이 만들어지는 단위체의 역할을 합니다. 크릭은 "생물과 무생물의 경계"라고 정의한 것을 연구하면서 유전학의 화학적 기초를 찾으려고 노력했습니다. 그가 제안한 대로 디옥시리보핵산(DNA)에 기초할 수 있습니다. 1951년에 XNUMX세의 미국 생물학자 James D. Watson은 Crick을 Cavendish 연구소에서 일하도록 초대했습니다. James Devay Watson은 6년 1928월 1943일 일리노이주 시카고에서 사업가인 James D. Watson과 Jean (Mitchell) Watson의 외동딸로 태어났습니다. 시카고에서 그는 초등 및 중등 교육을 받았습니다. James가 비정상적으로 재능이 있는 아이라는 것이 곧 명백해졌고 그는 어린이를 위한 퀴즈 프로그램에 참여하기 위해 라디오에 초대되었습니다. 고등학교에서 불과 1947년 후 Watson은 실험적인 XNUMX년제 대학에서 공부하기 위해 XNUMX년에 장학금을 받았습니다. 시카고 대학에서 조류학 연구에 관심을 보였습니다. XNUMX년 시카고 대학교에서 이학사 학위를 취득한 후 인디애나 대학교 블루밍턴에서 교육을 계속했습니다. 이때 Watson은 유전학에 관심을 갖게 되었고 이 분야의 전문가 Herman J. Meller와 세균학자 Salvador Luria의 지도하에 인디애나에서 교육을 시작했습니다. 왓슨은 박테리오파지(박테리아를 감염시키는 바이러스)의 번식에 대한 X선의 영향에 관한 논문을 작성하여 1950년에 박사 학위를 받았습니다. 국립 연구 협회의 보조금으로 그는 덴마크 코펜하겐 대학에서 박테리오파지에 대한 연구를 계속할 수 있었습니다. 그곳에서 그는 박테리오파지 DNA의 생화학적 특성을 연구했습니다. 그는 DNA 분자의 진정한 구조에 대해 더 많이 알고 싶었고, 이에 대해 유전학자들은 열성적으로 말했습니다. 크릭과 왓슨은 DNA와 리보핵산(RNA)의 두 가지 유형의 핵산이 있다는 것을 알고 있었으며, 각각은 오탄당 그룹의 단당류, 인산염 및 1953개의 질소 함유 염기인 아데닌, 티민(RNA - 우라실), 구아닌으로 구성되어 있습니다. 및 시토신. 다음 XNUMX개월 동안 Watson과 Crick은 XNUMX년 XNUMX월에 DNA 구조에 대한 보고서를 작성하여 이미 사용 가능한 결과로 결과를 요약했습니다. 한 달 후 그들은 공, 조각으로 만들어진 DNA 분자의 XNUMX차원 모델을 만들었습니다. 골판지와 철사. Crick-Watson 모델에 따르면 DNA는 사다리의 가로대와 유사한 염기쌍으로 연결된 두 개의 디옥시리보스 인산 사슬로 구성된 이중 나선입니다. 수소 결합을 통해 아데닌은 티민과 결합하고 구아닌은 시토신과 결합합니다. 이 모델을 사용하여 DNA 분자 자체의 복제를 추적하는 것이 가능했습니다. 이 모델을 통해 다른 연구자들은 DNA 복제를 명확하게 시각화할 수 있었습니다. 분자의 두 사슬은 마치 지퍼를 여는 것처럼 수소 결합에서 분리되며, 그 후 오래된 DNA 분자의 각 절반에 새로운 사슬이 합성됩니다. 염기 서열은 새로운 분자에 대한 주형 또는 청사진 역할을 합니다. 1953년 Crick과 Watson은 DNA 모델을 완성했습니다. 이것은 1962년 후 Wilkins와 함께 "핵산의 분자 구조에 관한 발견과 살아있는 시스템에서 정보 전달의 중요성에 대한 발견"으로 XNUMX년 노벨 생리학·의학상을 공동 수상하게 했습니다. AV Karolinska 연구소의 Engström은 수상식에서 "공간 분자 구조의 발견...DNA는 매우 중요합니다. 왜냐하면 DNA는 모든 생명체의 일반적이고 개별적인 특성을 매우 자세하게 이해할 수 있는 가능성을 설명하기 때문입니다."라고 말했습니다. Engström은 "질소 염기의 특정 쌍을 가진 데옥시리보핵산의 이중 나선 구조를 해독하면 유전 정보의 제어 및 전송 세부 사항을 풀 수 있는 환상적인 기회가 열립니다."라고 말했습니다. 1953 년 XNUMX 월 영국 잡지 "Nature"에 모델 설명이 게시 된 후 Crick과 Watson의 탠덤이 헤어졌습니다. 1965년 Watson은 "Molecular Biology of the Gene"이라는 책을 저술하여 분자생물학에서 가장 유명하고 인기 있는 교과서 중 하나가 되었습니다. Crick은 1953년에 캠브리지에서 단백질 구조의 X선 회절 분석에 관한 논문으로 박사 학위를 받았습니다. 다음 해에 그는 뉴욕의 브루클린 폴리테크닉 연구소에서 단백질 구조를 공부하고 여러 미국 대학에서 강의했습니다. 1954년 케임브리지로 돌아온 그는 캐번디시 연구소에서 유전 암호 해독에 집중하면서 연구를 계속했습니다. 처음에 이론가였던 Crick은 Sydney Brenner와 함께 박테리오파지(박테리아 세포를 감염시키는 바이러스)의 유전적 돌연변이를 연구하기 시작했습니다. 1961년까지 세 가지 유형의 RNA(메신저, 리보솜 및 수송)가 발견되었습니다. Crick과 그의 동료들은 유전자 코드를 읽는 방법을 제안했습니다. Crick의 이론에 따르면 메신저 RNA는 세포핵의 DNA로부터 유전 정보를 받아 세포질의 리보솜(단백질 합성 부위)으로 전달합니다. Transfer RNA는 아미노산을 리보솜으로 운반합니다. 서로 상호 작용하는 정보 및 리보솜 RNA는 아미노산의 조합을 제공하여 올바른 순서로 단백질 분자를 형성합니다. 유전자 코드는 20개의 아미노산 각각에 대해 DNA와 RNA의 질소 함유 염기의 삼중항으로 구성됩니다. 유전자는 Crick이 코돈이라고 부르는 수많은 기본 삼중항으로 구성됩니다. 인간 게놈의 해독까지 XNUMX년이 남았다... 저자: Samin D.K.
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