Περιγράψτε τα δεδομένα που χρησιμοποιούνται από τον Watson και τον Crick για τον προσδιορισμό της δομής του DNA;
1. Εικόνες περίθλασης ακτίνων Χ από το Rosalind Franklin:
Αυτό ήταν κρίσιμο. Οι εικόνες περίθλασης ακτίνων Χ του Franklin, ιδιαίτερα η διάσημη "φωτογραφία 51", παρείχαν βασικές γνώσεις:
* Διπλή έλικα: Η εικόνα έδειξε ένα σαφές μοτίβο έλικας, υποδεικνύοντας ότι το μόριο DNA είχε ελικοειδές σχήμα.
* Διαστάσεις: Οι εικόνες αποκάλυψαν την απόσταση μεταξύ των επαναλαμβανόμενων μονάδων της έλικας και της συνολικής διαμέτρου του μορίου.
2. Χημικά δεδομένα από το Erwin Chargaff:
Τα πειράματα του Chargaff σχετικά με τη σύνθεση των βάσεων DNA παρείχαν τους ακόλουθους σημαντικούς κανόνες:
* ίσες ποσότητες πουρίνες και πυριμιδίνες: Ο Chargaff παρατήρησε ότι η ποσότητα αδενίνης (Α) ισοδυναμούσε πάντα με την ποσότητα θυμίνης (Τ) και η ποσότητα της γουανίνης (G) ισοδυναμούσε πάντα με την ποσότητα κυτοσίνης (C).
* Ειδική παραλλαγή των ειδών: Αν και οι αναλογίες A =T και G =C κρατούσαν αληθινές, οι συνολικές αναλογίες αυτών των βάσεων ποικίλλουν μεταξύ διαφορετικών ειδών.
3. Προηγούμενη γνώση της δομής DNA:
Ο Watson και ο Crick δεν ξεκίνησαν από το μηδέν. Γνώριζαν τα εξής:
* Φωσφορικό-ζάχαρη ραχοκοκαλιά: Προηγούμενες εργασίες είχαν διαπιστώσει ότι το DNA αποτελείται από νουκλεοτίδια που περιείχαν φωσφορική ομάδα, ζάχαρη (δεοξυριβόζη) και αζωτούχο βάση.
* Τέσσερις βάσεις: Οι τέσσερις αζώτες (a, t, g, c) ήταν γνωστές και οι χημικές τους δομές ήταν καλά κατανοητικές.
4. Κατασκευή και μειώσεις μοντέλου:
Ο Watson και ο Crick χρησιμοποίησαν αυτά τα στοιχεία για να δημιουργήσουν φυσικά μοντέλα DNA, δοκιμάζοντας διαφορετικές ρυθμίσεις των εξαρτημάτων μέχρι να βρουν ένα που ταιριάζει στα δεδομένα. Καθοδηγούνται από τις ακόλουθες αρχές:
* Συμπληρωματική ζεύγος βάσεων: Οι αναλογίες A =T και G =C τους οδήγησαν στην έννοια του συμπληρωματικού ζεύγους βάσεων, όπου ένα πάντα συνδυασμένο με το T και G πάντοτε σε συνδυασμό με C. Αυτό εξασφάλισε ότι οι δύο κλώνοι της έλικας είχαν συμπληρωματικές αλληλουχίες.
* Αντιπαράλλακια: Συνειδητοποίησαν ότι τα δύο σκέλη της έλικας έτρεχαν σε αντίθετες κατευθύνσεις (αντιπαράλληλη), η οποία ήταν ζωτικής σημασίας για τη ζεύγη βάσης και τη σταθερότητα του μορίου.
Συνοπτικά, Το έργο του Watson και του Crick χτίστηκε σε ένα θεμέλιο πειραματικών δεδομένων από τους Franklin και Chargaff, σε συνδυασμό με την υπάρχουσα γνώση της δομής του DNA και πολλών έξυπνων μοντέλων και αφαίρεσης. Αυτός ο συνδυασμός τους επέτρεψε να ξεκλειδώσουν τα μυστικά της διπλής έλικας DNA.
