Treść książki
Przejdź do opcji czytnikaPrzejdź do nawigacjiPrzejdź do informacjiPrzejdź do stopki
1010DnA
7
Rys.1.7.WykonanyprzezRosalindFranklinrentgenogramdyfrakcyjnynr51,otrzymany
przyużyciuwłókienDnA0kształtkrzyżaświadczyotym,żeDnAmastrukturęhelikalną.stopień
zaczernieniawewnątrzrombowejpowierzchninad,podipoobustronachkrzyżawskazuje,
żeszkieletcukrowo-fosforanowyjestpołożonynazewnątrzhelisy(patrzrys.1.9).napodstawie
położeniaróżnychplamtworzącychramionakrzyżamożnaobliczyćwymiarycząsteczki,takie
jakśrednica,przyrostdługościhelisynaparęzasadiskokhelisy(patrztab.1.1).brakująceplamy
(zaznaczonestrzałkamiprzerwywkażdymzramionkrzyża)wskazująnawzględneułożenie
dwóchpolinukleotydów.todziękitymbrakującymplamomwatsonicrickdoszlidowniosku,
żenazewnętrznejpowierzchnihelisyznajdująsiędwarowkioróżnejgłębokości(patrzrys.1.9)
(przedrukzr.franklin,r.G.Gosling(1953),Nature171:740-741,zazgodąMacmillanPublishersltd.)
narys.1.5).Ważnąkonsekwencjąpolarności(biegunowości)wiązaniafosfodie-
strowegojestto,żereakcjachemiczna,którawydłużałabypolimerDNAwkie
-
runku5
!→
3
!
,jestróżnaodreakcji,wwynikuktórejnastępowałobywydłużanie
wkierunku3
!→
5
!
.WorganizmachżywychwystępująpolimerazyDNAzdolnedo
przeprowadzaniareakcjitylkowkierunku5!→3!,copowodujedodatkowezna-
czącekomplikacjewprocesiereplikacji(tworzeniawiernejkopii)dwuniciowej
cząsteczkiDNA(sekcja15.3).
Przedrokiem1950wieleróżnychdowodówwskazywało,żecząsteczkiDNA
wkomórcezbudowanesązdwóchlubwięcejpolinukleotydówwjakiśsposób
zesobąpołączonych.Wyjaśnienienaturytejstrukturymogłopomóczrozumieć,
jakdziałajągeny.DlategoWatsoniCrick,jakteżiinnibadacze,staralisięroz-
wikłaćstrukturęDNA.JakpiszeWatsonwksiążceTeDoubleHelix(1968,tłum.
pol.Podwójnaspirala1974),ichpracabyładesperackimwyścigiemzamery-
kańskimbiochemikiemLinusemPaulingiem,którypoczątkowozaproponował
błędnymodelpotrójnejhelisy.DziękitemuWatsoniCrickzyskaliczaspotrzebny
doukończeniastrukturypodwójnejhelisy.Trudnodzisiajoddzielićfaktyodfik-
cji,szczególniejeślichodziorolę,jakąodegrałaRosalindFranklin.Jejbadania
zzastosowaniemdyfrakcjirentgenowskiejdostarczyłyolbrzymiejilościdanych
doświadczalnych,potwierdzającychmodelpodwójnejhelisy.Onasamabyłabar-
dzobliskarozwikłaniatejstruktury.Jednojestpewne-odkryciepodwójnejhelisy
przezWatsonaiCrickawsobotę7marca1953r.byłonajważniejszymwydarzeniem
wbiologiiXXw.
Odkryciepodwójnejhelisymożnauważaćzajedenzpierwszychmultidyscy-
plinarnychbiologicznychprojektówbadawczych.Bywywnioskować,jakajest
strukturapodwójnejhelisy,WatsoniCrickwykorzystaliczteryrodzajedanych.
komórkiludzkie
oczyszczanieDNA
Escherichiacoli
bakterie
1.Wykorzystanieróżnegorodzajudanychbiofizycznychumożliwiłowyde-
dukowanie,jakiesąpodstawowecechytejstruktury.Zawartośćwody
powodujepękaniewiązańfosfodiestrowych
łagodnetraktowaniekwasem
wewłóknachDNAbyłaszczególnieistotna,ponieważumożliwiałaokreś-
leniegęstościwłókna.Liczbałańcuchówwhelisieorazodległośćmiędzy
nukleotydamimusiałabyćzgodnazgęstościąwłókna.Modelpotrójnej
helisyPaulingabyłopartynabłędnychpomiarachgęstości,sugerujących,
chromatograczneokreślenie
żecząsteczkaDNAmastrukturęupakowanąwwiększymstopniu,niżto
ilościkażdegonukleotydu
mamiejscewrzeczywistości.
2.Wzorydyfrakcjipromienirentgenowskich(sekcja11.1),wwiększości
otrzymaneprzezRosalindFranklin,sugerowałyszczegółyhelikalnejstruk-
turyDNA(rys.1.7).
3.Proporcjeilościowezasadazotowych,odkryteprzezErwinaChargafa
zUniwersytetuColumbiawNowymJorku,umożliwiływydedukowanie,
wjakisposóbpolinukleotydysąpołączonewpodwójnejhelisie.Chargaf
prowadziłdługotrwałeseriechromatograficznychbadańpróbekDNA
zróżnychźródeł.Wykazał,żechociażorganizmyróżniąsięzawartością
poszczególnychzasad,jednakmolowailośćadeninyjestzawszerówna
iloścityminy,ailośćguaninyilościcytozyny(rys.1.8).Takieproporcje
ilościowezasaddoprowadziłydosformułowaniaprawłączeniasięzasad
wpary,cobyłopodstawąodkryciastrukturypodwójnejhelisy.
4.Konstruowaniemodeli(wskali)możliwychstrukturDNAbyłojedynązna-
czącąmetodąwprowadzonąprzezsamychWatsonaiCricka.Takiemodele
umożliwiałysprawdzaniewzajemnegopołożeniaróżnychatomów,by
stosunekzasad
AIT
1.00
GIC
1.00
stosunekzasad
AIT
1.09
GIC
0.99
Rys.1.8.DoświadczenieChargafa
pokazującestosunekilościowy
zasadazotowychwDnA0zróżnych
organizmówekstrahowanoDnA
itraktowanogokwasem,bypoddać
hydroliziewiązaniafosfodiestrowe
iuwolnićwolnenukleotydy.ilość
każdegonukleotyduoszacowano
chromatografcznie.Danepokazują
wynikiuzyskaneprzezchargafa.
wynikitewykazały,żewgranicach
błędudoświadczalnegoilośćadeniny
jestrównailoścityminy,ailość
guaniny-ilościcytozyny
