ساختمان مولکول DNA

در اواخر قرن نوزدهم یک بیوشیمیست آلمانی نشان داد که اسیدهای نوکلئیک ( مولکول‌های زنجیری بلند که از واحد های ساختمانی کوچک تری به نام " نوکلئوتید" تشکیل شده اند . ) دارای قند، اسید فسفریک و چند باز نیتروژن دار می‌باشند. اندکی بعد مشخص شد که قند موجود در اسیدهای نوکلئیک می‌تواند ریبوز یا دئوکسی ریبوز باشد و لذا اسیدهای نوکلئیک به دو دسته DNA ) DeoxyriboNucleic Acid ) - که قند موجود در آن‌ها دئوکسی ریبوز است - و ( RNA RiboNucleic Acid ) - که قند موجود در آن‌ها ریبوز است - تقسیم می‌شوند. پس از کشف اسوالد اوری لازم شد تا ساختار دقیق مولکول DNA و شیوه‌ی عمل آن معین شود.

    

در سال 1948 لینوس پاولینگ (Linus Pauling) کشف کرد که بسیاری از مولکول‌های پروتئینی به شکل یک مارپیچ (helix) هستند، و تقریباً شکلی شبیه فنر دارند. در سال 1950 نیز اروین شارگاف (Erwin Chargaff) نشان داد که اگرچه آرایش بازهای موجود در ساختار DNA بسیار متنوع است، اما همواره نسبت باز ادنین (A) و باز تیمین (T) موجود در آن با هم برابر است و همین طور نسبت باز سیتوزین (C) با باز گوآنین (G). این دو اکتشاف نقش مهمی را در آشکار شدن ساختمان مولکول DNA ایفا نمود.

در دهه‌ی 1950 همچنان رقابت برای کشف ساختار DNA ادامه داشت. در دانشگاه کمبریج کریک (Francis Crick) و واتسون (James Watson) تحت تأثیر کارهای پاولینگ سعی داشتند تا با ارائه‌ی مدل‌های فیزیکی، ساختارهای احتمالی ممکن برای DNA را محدود کنند تا سرانجام به ساختار صحیح دست یابند. گروه دیگری متشکل از ویلکینز (Maurice Wilkins) و فرانکلین (Rosalind Franklin) نیز در کالج کینگ لندن به طور همزمان مشغول مطالعه DNA بود. روش کار این گروه با گروه قبلی متفاوت بود. آن‌ها سعی داشتند تا با روش آزمایشگاهی به ویژه با استفاده از تصاویر پراش اشعه X از مولکول DNA، ساختار آن را معین کنند.

در سال 1951، فرانکلین دریافت که DNA با توجه به میزان رطوبت هوای محیط، می‌تواند دو شکل متفاوت داشته باشد و بنابراین نتیجه گیری کرد که بخش فسفات مولکول در سمت خارجی آن قرار دارد. اندکی بعد او با استفاده از تصاویر اشعه X فهمید که DNA در حالت " مرطوب " (Wet) از تمامی ویژگی های یک مارپیچ (helix) برخوردار است؛  این احتمال که حالت دیگر مولکول DNA نیز به شکل مارپیچی باشد به ذهن او خطور کرد، اما نمی خواست تا زمانی که شواهد قطعی برای این حدس پیدا کند آن را اعلام نماید. در ژانویه 1953 ویلکینز که از به نتیجه رسیدن تحقیقات ناامید شده بود، نتایج تحقیقات فرانکلین را بدون اطلاع و رضایت او، با واتسون در میان گذاشت.

واتسون و کریک با استفاده از این نتایج، مدلی بسیار شگفت انگیز را برای ساختار DNA پیشنهاد نمودند. آن‌ها مولکول را به صورت دو زنجیر مارپیچی متشکل از نوکلئوتیدها تصور کردند که یکی از آن‌ها بالا می‌رفت و دیگری پایین می‌آمد. کریک که به تازگی یافته های شارگاف را هم مطالعه کرده بود، سعی کرد با استفاده از آن‌ها نحوه‌ی قرار گرفتن بازها را در مولکول DNA مشخص کند. او اظهار کرد که بازها در میانه‌ی این مارپیچ دوتایی دو به دو به هم متصل می‌شوند تا فاصله بین دو مارپیچ ثابت بماند. آن‌ها ادعا کردند که هر یک از این دو مارپیچ مولکول DNA می‌تواند به عنوان قالبی برای ایجاد دیگری استفاده شود.

در تقسیم سلولی، این دو رشته از هم جدا می‌شوند و بر روی هر یک از آن‌ها یک نمونه‌ی جدید شبیه رشته‌ی مقابل قبلی ساخته می‌شود. با این روش بدون اینکه ساختار DNA عوض شود، یک DNA شبیه آن تولید می‌شود. در اندک مواردی که در این روند خطایی پیش بیاید، شاهد " جهش " خواهیم بود. مدل آ‌ن‌ها چنان با اطلاعات حاصل از آزمایش‌ها مطابقت داشت که بلافاصله مورد قبول همه واقع شد. کشف ساختار DNA را می‌توان مهم‌ترین اکتشاف زیستی در صد سال اخیر دانست. در سال 1962 واتسون، کریک و ویلکینز موفق به دریافت جایزه نوبل شدند، اما متأسفانه فرانکلین در گذشته بود.

جان دالتون شیمیدان و فیزیکدان بریتانیایی بود. معروفیت او بیشتر بخاطر پیشگامی او در نظریه اتمی است.

جان دالتون ۱۰ سال پیش از ثبت و اعلان استقلال آمریکا در سال ۱۷۶۶، در انگلستان زاده شد. خانواده او در یک کلبه کوچک گالی در روستایی زندگی می‌کردند. در کودکی، جان به همراه برادرش در یک مزرعه کار می‌کرد و در مغازه پدر در بافتن لباس او را یاری می‌دادند. با وجود فراهم بودن اندکی از لوازم اولیه زندگی آنها خانواده فقیری بودند، بسیاری از پسران فقیر در آن زمان از داشتن تحصیلات محروم بودند، اما جان توانست با خوش‌شانسی در مدرسه‌ای در همان نزدیک زادگاهش مشغول تحصیل شود. او به یادگیری علاقه زیادی نشان می‌داد. آموزگاران نیز او را به یادگیری تشویق می‌کردند. در ۱۲ سالگی، او اولین مدرسه خود را در شهری نزدیک محل اقامتش باز کرد اما به خاطر کمبود پول مجبور به بستن آنجا و کارکردن در مزرعه عمه‎اش شد.

۳ سال بعد، به همراه برادر بزرگ‌تر و یکی از دوستانش مدرسه‌ای را در کندال^[۱] انگلیس باز کرد. به تدریس انگلیسی. لاتین، یونانی، فرانسوی و ۲۱ موضوع علمی و ریاضی پرداخت. جان به یادگیری طبیعت و هوای اطراف خود می‌پرداخت. او پروانه‎ها، حلزون‎، و. . . را جمع‌آوری می‌کرد. جان دالتون پی برد که دچار کوررنگی ست و به یادگیری آن روی آورد. در ۱۷۹۳، جان به عنوان معلم خصوصی به منچستر رفت و در کالج جدید مشغول به تدریس شد. و در آنجا به مشاهده رفتار گازها پرداخت.

او به عناصر و اجزاء مختلف و چگونگی درست شدن آنها اندیشید. جان نظریه‌ای داشت که بر طبق آن، هر عنصری از اتم‎های مجزا تشکیل شده و تمام عناصر با یکدیگر متفاوت هستند زیرا اتم‌های سازنده هر کدام از آنها، با دیگری متفاوت است.

او فکر می‌کرد که هر عنصری وزن مخصوص می‌دارد، زیرا از اتم‌های متفاوتی تشکیل شده. در سال ۱۸۰۸، جان دالتون کتابی با مضمون، نظامی نوین در فلسفه شیمی منتشر کرد که در آن وزن بسیاری از اتم‌های شناخته شده را جمع‌آوری و لیست کرده بود. مقدار عددی وزن‌هایی که او محاسبه کرده کاملاً دقیق نبودند، اما مبنایی بودند برای جدول تناوبی پیشرفته، اگرچه بسیاری نظریه دالتون در مورد ساختار اتم را نپذیرفتند، اما وی بر تحقیقات خود برای دفاع از نظریه‌اش ادامه می‌داد.

جان دالتون در سال ۱۸۴۴ درگذشت، او با افتخار در انگلستان به خاک سپرده شد. بیش از ۴۰۰,۰۰۰ نفر بدن بی‌جان او را هنگام قرار گرفتن در تابوت مشایعت کردند. آخرین تجربه و آزمایش مربوط به او بررسی چشم نگهداری شده او در سال ۱۹۹۵ بود تا دلیل کوررنگی او را معلوم کنند. ثابت شد که کوررنگی او از نوع نادری است که به دوتروآنوپیا معروف است. دالتون حتی پس از مرگ نیز به گسترش دانش کمک کرد.

امروز، دانشمندان در هر جا، نظریه دالتون درباره ساختار اتم را مورد قبول می‌دانند. یک پسر ساده روستایی روش جدیدی برای اندیشیدن و نگاه کردن به عالم هستی و چگونگی کارکرد آن را به مردم و اهل دانش نشان داد.

جان دالتون شیمیدان و فیزیکدان بریتانیایی بود. معروفیت او بیشتر بخاطر پیشگامی او در نظریه اتمی است.

جان دالتون ۱۰ سال پیش از ثبت و اعلان استقلال آمریکا در سال ۱۷۶۶، در انگلستان زاده شد. خانواده او در یک کلبه کوچک گالی در روستایی زندگی می‌کردند. در کودکی، جان به همراه برادرش در یک مزرعه کار می‌کرد و در مغازه پدر در بافتن لباس او را یاری می‌دادند. با وجود فراهم بودن اندکی از لوازم اولیه زندگی آنها خانواده فقیری بودند، بسیاری از پسران فقیر در آن زمان از داشتن تحصیلات محروم بودند، اما جان توانست با خوش‌شانسی در مدرسه‌ای در همان نزدیک زادگاهش مشغول تحصیل شود. او به یادگیری علاقه زیادی نشان می‌داد. آموزگاران نیز او را به یادگیری تشویق می‌کردند. در ۱۲ سالگی، او اولین مدرسه خود را در شهری نزدیک محل اقامتش باز کرد اما به خاطر کمبود پول مجبور به بستن آنجا و کارکردن در مزرعه عمه‎اش شد.

۳ سال بعد، به همراه برادر بزرگ‌تر و یکی از دوستانش مدرسه‌ای را در کندال^[۱] انگلیس باز کرد. به تدریس انگلیسی. لاتین، یونانی، فرانسوی و ۲۱ موضوع علمی و ریاضی پرداخت. جان به یادگیری طبیعت و هوای اطراف خود می‌پرداخت. او پروانه‎ها، حلزون‎، و. . . را جمع‌آوری می‌کرد. جان دالتون پی برد که دچار کوررنگی ست و به یادگیری آن روی آورد. در ۱۷۹۳، جان به عنوان معلم خصوصی به منچستر رفت و در کالج جدید مشغول به تدریس شد. و در آنجا به مشاهده رفتار گازها پرداخت.

او به عناصر و اجزاء مختلف و چگونگی درست شدن آنها اندیشید. جان نظریه‌ای داشت که بر طبق آن، هر عنصری از اتم‎های مجزا تشکیل شده و تمام عناصر با یکدیگر متفاوت هستند زیرا اتم‌های سازنده هر کدام از آنها، با دیگری متفاوت است.

او فکر می‌کرد که هر عنصری وزن مخصوص می‌دارد، زیرا از اتم‌های متفاوتی تشکیل شده. در سال ۱۸۰۸، جان دالتون کتابی با مضمون، نظامی نوین در فلسفه شیمی منتشر کرد که در آن وزن بسیاری از اتم‌های شناخته شده را جمع‌آوری و لیست کرده بود. مقدار عددی وزن‌هایی که او محاسبه کرده کاملاً دقیق نبودند، اما مبنایی بودند برای جدول تناوبی پیشرفته، اگرچه بسیاری نظریه دالتون در مورد ساختار اتم را نپذیرفتند، اما وی بر تحقیقات خود برای دفاع از نظریه‌اش ادامه می‌داد.

جان دالتون در سال ۱۸۴۴ درگذشت، او با افتخار در انگلستان به خاک سپرده شد. بیش از ۴۰۰,۰۰۰ نفر بدن بی‌جان او را هنگام قرار گرفتن در تابوت مشایعت کردند. آخرین تجربه و آزمایش مربوط به او بررسی چشم نگهداری شده او در سال ۱۹۹۵ بود تا دلیل کوررنگی او را معلوم کنند. ثابت شد که کوررنگی او از نوع نادری است که به دوتروآنوپیا معروف است. دالتون حتی پس از مرگ نیز به گسترش دانش کمک کرد.

امروز، دانشمندان در هر جا، نظریه دالتون درباره ساختار اتم را مورد قبول می‌دانند. یک پسر ساده روستایی روش جدیدی برای اندیشیدن و نگاه کردن به عالم هستی و چگونگی کارکرد آن را به مردم و اهل دانش نشان داد.