ДНХ-ийн молекулын Ватсон ба Крикийн загвар
20-р зууны эхэн үед бидний генетикийн талаарх ойлголт маш хязгаарлагдмал байсан. Ген нь удамшлын үндсэн нэгж гэдгийг ойлгодог байсан ч тэдгээрийн нарийвчилсан бүтэц, үйлчлэх механизм нь нууц хэвээр байв. 1953 онд хоёр залуу эрдэмтэн Жэймс Ватсон, Фрэнсис Крик нар молекул биологийн орчин үеийн ойлголтын үндэс суурь болсон ДНХ-ийн бүтцийн загварыг санал болгосноор нэгэн нээлт гарсан. Энэхүү нээлт нь генетикийн судалгааны өргөн хүрээг хамарсан замыг нээгээд зогсохгүй анагаах ухаан, шүүх эмнэлгийн болон бусад олон салбарт хувьсгал хийсэн юм.
Түүхийн үндэслэл
Ватсон, Крик нарын энэхүү гайхамшигт нээлтийг гүнзгийрүүлэн судлахаасаа өмнө тухайн үеийн шинжлэх ухааны нөхцөл байдлыг ойлгох нь чухал юм. 19-р зууны сүүлч, 20-р зууны эхэн үед "ген" гэсэн ойлголт сайн мэддэг байсан ч тэдгээрийн физик, химийн бүтэц тодорхойгүй хэвээр байв. Вандуйны ургамал дээр туршилт хийсэн Грегор Мендель зэрэг эрдэмтдийн судалгаагаар шинж чанарууд системтэйгээр удамшиж болохыг харуулсан. Гэсэн хэдий ч энэ мэдээллийг агуулсан бодис тодорхойгүй хэвээр байв.
1928 онд Фредерик Гриффит бактериуд хоорондоо генетикийн мэдээлэл дамжуулж чаддаг гэсэн алдартай туршилтыг танилцуулсан бөгөөд энэ үзэгдлийг хожим нь бактерийн хувирал гэж нэрлэжээ. Гриффит үхлийн бус бактерийн омгийг үхсэн боловч өмнө нь үхлийн аюултай омогтой хольсны дараа үхлийн аюултай болж болохыг харуулсан. Энэ нь тодорхой молекулууд удамшлыг хариуцдаг гэсэн сэжүүрийг өгсөн.
1944 онд Освальд Эйвери болон түүний Рокфеллерийн хүрээлэнгийн хамтрагчид ДНХ-г мэдээлэл тээвэрлэгч гэж тодорхойлсон бөгөөд энэ дүгнэлтийг анх олон эрдэмтэд няцаасан бөгөөд тэд уураг нь нарийн төвөгтэй байдлаасаа болж илүү логик мэдээллийн молекулууд гэж үздэг байв. Гэсэн хэдий ч энэхүү нээлт нь дараагийн судалгааны үндэс суурийг тавьсан юм.
Давхар мушгиа хэлбэрийн загварыг нээсэн нь
Америкийн молекул биологич Жэймс Ватсон, биологич болсон Британийн физикч Фрэнсис Крик нар энд байна. 1950-иад оны эхээр тэр хоёр Кембрижийн Их Сургуулийн Кавендишийн лабораторид ажиллаж байжээ. Хоёулаа ДНХ-ийн бүтэц, генетикийн мэдээллийг хэрхэн хадгалдаг талаар сонирхож байв.
Энэ үед Лондонгийн Кингс коллежийн Розалинд Франклин, Морис Уилкинс нар рентген талстжуулалт ашиглан ДНХ-ийн бүтцийг судалж байжээ. Хожим нь 51-р зураг гэгддэг Франклины туршилтын үр дүн нь түүний мушгиа хэлбэрийн талаар чухал ойлголт өгсөн.
Ватсон, Крик нар ДНХ-ийн үндсэн химийн талаарх мэдлэг болон Франклин, Вилкинсийн туршилтаас олж авсан мэдээллээ ашиглан ДНХ-ийн молекулын алдарт давхар мушгиа загварыг зохион бүтээжээ. Тэд давхар мушгиа нь зөвхөн ДНХ-ийн бүтцийг төдийгүй ДНХ хэрхэн хуулбарлагдаж, генетикийн мэдээллийг хэрхэн дамжуулдагийг тайлбарлаж чадна гэдгийг ойлгосон.
Давхар мушгиа хэлбэрийн загварын шинж чанарууд
Ватсон ба Крикийн давхар спираль загвар нь ДНХ генетикийн мэдээллийг хэрхэн зөөж, дамжуулдаг болохыг тайлбарласан хэд хэдэн чухал шинж чанартай байдаг.
1. Давхар спираль бүтэц: ДНХ нь бие биенээ ороосон хоёр полинуклеотидын гинжээс бүрдэх бөгөөд давхар спираль бүтэц үүсгэдэг. Эдгээр гинж нь фосфатын нуруу болон дезоксирибозын сахараас бүрдэнэ.
2. Суурийн хослол: ДНХ-ийн хэлхээнүүд азотын суурь хосоор холбогддог. Аденин нь тиминтэй хоёр устөрөгчийн холбоогоор, цитозин нь гуанинтай гурван устөрөгчийн холбоогоор холбогддог. Энэхүү өвөрмөц хэв маяг (нөхөлтийн зарчим) нь ДНХ-ийг зөв хуулбарлах, хуулбарлах боломжийг олгодог.
3. Антипараллель чиглэл: ДНХ-ийн хоёр полинуклеотидын гинж нь антипараллель байдаг; нэг гинж нь 5'-аас 3' хүртэл, нөгөө нь 3'-аас 5' хүртэл үргэлжилдэг. Энэ чиглэл нь репликаци ба транскрипцийн үйл явцад чухал ач холбогдолтой.
4. Хагас консерватив репликаци: Давхар спираль хэлхээний хэлхээ бүр шинэ хэлхээний нийлэгжилтийн загвар болж чаддаг. Үүний үр дүнд хоёр ДНХ молекул үүсдэг бөгөөд тус бүр нь нэг эцэг хэлхээ болон нэг шинэ хэлхээнээс бүрддэг бөгөөд энэ үйл явцыг хагас консерватив репликаци гэж нэрлэдэг.
Нөлөөлөл ба үр дагавар
Биологи, анагаах ухаанд ДНХ-ийн давхар спираль бүтцийг нээсний нөлөөг Ватсон, Крик нар хэт онцлон тэмдэглэх аргагүй юм. Энэ нь удамшил, генетикийн мутаци, хувьслын үндсэн механизмыг тайлбарласан. Энэхүү загвар нь биотехнологи, генийн инженерчлэлийн чиглэлээр нээлт хийх үндэс суурийг тавьж, PCR (Полимеразын гинжин урвал) болон GMO (Генетикийн хувьд өөрчлөгдсөн организм)-ийн инженерчлэл зэрэг техникүүдийг бий болгох боломжийг олгосон.
Цаашилбал, ДНХ-г ойлгох нь ДНХ-ийн шинжилгээгээр дамжуулан шүүх эмнэлгийн хөгжлийг эрчимжүүлж, биологийн дээжээс хувь хүмүүсийг тодорхойлох боломжийг олгосон. Анагаах ухаанд молекулын генетикийн дэвшил нь өвчтөний хувь хүний генетикийн бүтцэд тохируулан эмчилгээг хийх боломжтой хувь хүнд тохирсон анагаах ухааны замыг нээж өгсөн.
Маргаан ба хүлээн зөвшөөрөлт
Ватсон, Крик нар энэ загвараараа өргөнөөр хүлээн зөвшөөрөгдсөн боловч Розалинд Франклин зэрэг бусад эрдэмтдийн оруулсан хувь нэмрийг хүлээн зөвшөөрөх нь чухал юм. Франклины рентген талстжуулалтын туршилтууд нь давхар спираль загварыг боловсруулахад чухал үүрэг гүйцэтгэсэн боловч түүнийг олон жилийн дараа хүлээн зөвшөөрсөн.
1962 онд Ватсон, Крик, Уилкинс нар физиологи буюу анагаах ухааны салбарын Нобелийн шагнал хүртжээ. Харамсалтай нь Франклин 1958 онд өндгөвчний хорт хавдраар нас барж, Нобелийн шагналыг нас барсны дараа олгосонгүй.
Дүгнэлт
Ватсон, Крик нарын ДНХ-ийн молекулын загвар нь 20-р зууны шинжлэх ухааны хамгийн агуу ололт амжилтуудын нэг байв. Энэ нь бидний биологийн үндсэн талыг ойлгох арга барилыг өөрчилсөн төдийгүй олон салбарын томоохон нээлтүүдийг эхлүүлсэн юм. ДНХ-ийн бүтцийг ойлгосноор бид амьдралын нууцыг тайлж, энэхүү жижиг молекулыг хувьсал, удамшил, өвчин гэх мэт гол ойлголтуудтай холбож эхэлсэн. Дараагийн хэдэн арван жилд энэхүү нээлт нь шинжлэх ухааны судалгаанд урам зориг өгч, чиглүүлсээр байсан бөгөөд хүмүүст өөрсдийгөө болон Дэлхий дээрх амьдралыг илүү сайн ойлгоход туслах ДНХ-ийн асар их боломжийг харуулсан.
