Američki biolog James Watson: biografija, osobni život, doprinos znanosti. Dvostruka spirala DNA

James Watson je pionir molekularne biologije koja se, zajedno s Francisom Crickom i Mauriceom Wilkinsom, smatra otkrivačem dvostruke spirale DNA. Godine 1962. za svoj rad postali su Dobitnici Nobelove nagrade medicina.

James Watson: Biografija

Rođen je u Chicagu, SAD, 6. travnja 1928. godine. Studirao je u školi Horace Mann, a zatim u srednjoj školi South Shore. U dobi od 15 godina ušao je na Sveučilište u Chicagu na eksperimentalni program stipendiranja za darovitu djecu. Zanimanje za život ptica dovelo je Jamesa Watsona na studij biologije, a 1947. dobio je diplomu zoologije. Nakon čitanja epohalne knjige Erwina Schrodingera "Što je život?", Prebacio se na genetiku.

Odbijen od strane Kalifornijskog instituta za tehnologiju i Harvarda, James Watson osvojio je stipendiju za poslijediplomski studij na Sveučilištu Indiana. Godine 1950. za svoj rad na učinku rendgenskih zraka na reprodukciju bakteriofagnih virusa dobio je doktorat iz zoologije. Iz Indiane, Watson se preselio u Kopenhagen i nastavio proučavati viruse kao zaposlenik Nacionalnog istraživačkog vijeća.

Rješiti DNK!

Nakon posjeta laboratoriju u New Yorku u Cold Spring Harboru, gdje se upoznao s rezultatima istraživanja Hershey i Chase, Watson je došao do zaključka da je DNA molekula odgovorna za prijenos genetske informacije. Bio je fasciniran idejom da, ako razumijete njezinu strukturu, možete utvrditi kako se podaci prenose između stanica. Istraživanje virusa ga više nije zanimalo koliko ovaj novi trend.

U proljeće 1951. na konferenciji u Napulju susreo je Mauricea Wilkinsa. Potonji su pokazali rezultate prvih pokušaja primjene difrakcije X-zraka za snimanje DNA molekule. Watson, uzbuđen Wilkinsom, stigao je u Veliku Britaniju na jesen. Smjestio se u laboratoriju Cavendish, gdje je počeo raditi s Francisom Crickom.

Prvi pokušaji

U pokušaju da otkriju molekularnu strukturu DNA, James Watson i Francis Crick odlučili su koristiti pristup koji se temelji na modelima izgradnje. Obojica su bili uvjereni da će rješenje za njegovu strukturu igrati ključnu ulogu u razumijevanju prijenosa genetskih informacija iz stanica roditelja u kćeri. Biolozi su shvatili da bi otkriće strukture DNK bilo najveće znanstveno otkriće. Istodobno su bili svjesni postojanja konkurenata među drugim znanstvenicima, kao što su Linus Pauling.

DNA Cricka i Jamesa Watsona oblikovana je s velikim poteškoćama. Nitko od njih nije imao kemijsko obrazovanje, pa su koristili standardne kemijske udžbenike za rezanje kartonskih konfiguracija kemijskih veza. Gost diplomirani student je primijetio da je, prema novim podacima koji nedostaju iz knjiga, jedna od njegovih kemijskih kemijskih veza korištena u suprotnom smjeru. Otprilike u isto vrijeme, Watson je prisustvovao predavanju Rosalind Franklin u obližnjem King's Collegeu. Očito nije pažljivo slušao.

Neoprostiva pogreška

Kao rezultat pogreške, prvi pokušaj znanstvenika da konstruiraju DNK model nije uspio. James Watson i Francis Creek izgradili su trostruku spiralu s dušičnim bazama na vanjskoj strani strukture. Kada su predstavili model kolegama, Rosalind Franklin ju je oštro kritizirala. Rezultati njezinih istraživanja jasno su dokazali postojanje dva oblika DNA. Vlažnija od njih odgovarala je onoj koju su Watson i Crick pokušali izgraditi, ali su stvorili DNK model bez vode u njoj. Franklin je primijetio da ako se njezini radovi ispravno interpretiraju, baze dušika će se nalaziti unutar molekule. Osjećajući se neugodno zbog takvog javnog neuspjeha, ravnatelj Laboratorija Cavendish preporučio je istraživačima da napuste svoj pristup. Znanstvenici su se službeno bavili drugim područjima, ali su privatno nastavili razmišljati o problemu DNK.

Otvoreno otvaranje

Wilkins, koji je radio u Kings Collegeu s Franklinom, bio je u osobnom sukobu s njom. Rosalind je bila tako nesretna da je odlučila premjestiti svoje istraživanje na drugo mjesto. Nije jasno kako, ali Wilkins ima na raspolaganju jednu od svojih najboljih rendgenskih slika molekule DNA. Možda mu ga je i sama dala kad je čistila ured. No izvjesno je da je fotografiju iz laboratorija uzeo bez dopuštenja Franklina i pokazao svom prijatelju Watsonu u Cavendishu. Nakon toga, u svojoj knjizi "Double Helix", napisao je da je u trenutku kad je vidio sliku, njegova čeljust pala i puls mu se povećao. Sve je bilo nevjerojatno jednostavnije od prethodno dobivenog A-obrasca. Osim toga, crni križ refleksija koje su dominirale fotografijom mogao bi nastati samo iz spiralne strukture.

Dobitnik Nobelove nagrade

Biolozi su koristili nove podatke kako bi stvorili dvostruki lanac heliksa s dušikovim bazama u parovima A-T i CG u sredini. Takvo uparivanje odmah je potaklo Cricka da jedna strana molekule može poslužiti kao predložak za točno ponavljanje DNA sekvencija za prijenos genetske informacije tijekom stanične diobe. Ovaj drugi, uspješan model predstavljen je u veljači 1951. U travnju 1953. objavili su svoje nalaze u časopisu Nature. Članak je izazvao senzaciju. Watson i Crick su otkrili da DNK ima oblik dvostruke spirale ili "spiralno stubište". Dva lanca u njoj bila su odspojena, poput "munje", i reproducirala nedostajuće dijelove. Dakle, svaka molekula dezoksiribonukleinska kiselina mogu stvoriti dva identična primjerka.

Kratica DNA i elegantni model dvostrukog heliksa postali su poznati cijelom svijetu. Watson i Crick su također poznati. Njihovo otkriće učinilo je revoluciju u proučavanju biologije i genetike, koja je omogućila metode genetskog inženjeringa koje se koriste u suvremenoj biotehnologiji.

Jedan članak u časopisu Nature doveo je do toga da se njima i Wilkinsu dodijeli Nobelova nagrada 1962. godine. Pravila Švedske akademije dopuštaju dodjelu najviše tri znanstvenika. Rosalind Franklin umrla je od raka jajnika 1958. godine. Wilkins je to spomenuo u prolazu.

U godini kada je dobio Nobelovu nagradu, Watson se oženio Elizabeth Lewis. Imali su dva sina: Rufusa i Duncana.

Nastavak rada

James Watson nastavio je raditi s mnogim drugim znanstvenicima tijekom 1950-ih. Njegov genij se sastojao u sposobnosti da koordinira rad različitih ljudi i kombinira njihove rezultate za nove zaključke. Godine 1952. koristio je rotacijsku anodu za prikazivanje spiralne strukture virusa mozaika duhana. Od 1953. do 1955 Watson je surađivao s Caltechovim znanstvenicima na modeliranju strukture RNA. Od 1955. do 1956 ponovno je radio s Screamom o otkrivanju načela struktura virusa. Godine 1956. preselio se na Harvard, gdje je proučavao sintezu RNA i proteina.

Skandalozna kronika

Godine 1968. objavljena je skandalozna knjiga o DNK, čiji je autor bio James Watson. "Dvostruka zavojnica" bila je puna pogrdnih komentara i užasnih opisa mnogih ljudi koji su sudjelovali u otkriću, osobito Rosalind Franklin. Zbog toga je izdanje Harvard Pressa odbilo tiskati knjigu. Ipak, rad je objavljen i bio je veliki uspjeh. U kasnijoj reviziji, Watson se ispričao zbog svoje interpretacije Franklina, rekavši da nije znao za pritisak s kojim se suočila 1950. kao istraživačica. Najveći profit dobio je od izdavanja dvaju udžbenika - "Molekularna biologija gena" (1965) i "Molekularna biologija stanice i rekombinantne DNA" (ažurirano izdanje 2002.), koji su još uvijek izvan tiska. Godine 2007. objavio je autobiografiju „Izbjegavajte dosadne ljude. Lekcije života u znanosti.

James Watson: doprinos znanosti

Godine 1968. postao je ravnatelj Laboratorija Cold Spring Harbor. Tada je institut bio u financijskim teškoćama, ali Watson je bio vrlo uspješan u pronalaženju donatora. Institucija na čijem je čelu postala svjetski lider u pogledu rada u području molekularne biologije. Njezino osoblje otkrilo je prirodu raka i prvi put otkrilo njegove gene. Svake godine više od 4.000 znanstvenika iz cijelog svijeta dolazi u Cold Spring Harbor - tako duboko pod utjecajem Instituta za međunarodna genetska istraživanja.

Godine 1990. Watson je imenovan voditeljem projekta ljudskog genoma u Nacionalnom institutu za zdravlje. Svoje sposobnosti iskoristio je za prikupljanje sredstava za vođenje ovog projekta do 1992. godine. Otišao je zbog sukoba oko patentiranja genetskih informacija. James Watson smatrao je da bi to samo omelo istraživanje znanstvenika koji rade na projektu.

Kontroverzne izreke

Njegov boravak u Cold Harboru naglo je završio. 14. listopada 2007., na putu do konferencije u Londonu, pitali su ga o događajima u svijetu. James Watson, svjetski poznati učenjak, odgovorio je da ga zasjenjuju izgledi za Afriku. Prema njegovim riječima, sav suvremena socijalna politika temelji se na činjenici da je inteligencija njezinih stanovnika ista kao i kod ostalih, ali rezultati ispitivanja pokazuju da to nije slučaj. Nastavio je razmišljati s idejom da je napredak u Africi otežan lošim genetskim materijalom. Javni protest protiv te izjave prisilio je Cold-Spring-Harbour da zatraži njegovu ostavku. Znanstvenik se kasnije ispričao i odbacio njegove izjave, rekavši da "za to nema znanstvenih razloga". U svom oproštajnom govoru izrazio je svoju viziju da je "konačna pobjeda (nad rakom i mentalnom bolešću) unutar našeg dosega."

Unatoč tim zastojima, genetičar James Watson i danas daje kontroverzne izjave. U rujnu 2013., na Institutu Allen u Seattleu, na sastanku posvećenom proučavanju mozga, ponovno je iznio kontroverznu izjavu o svom uvjerenju da povećanje dijagnosticiranih nasljednih bolesti može biti posljedica kasnijeg rađanja djece. "Što ste stariji, to je vjerojatnije da ćete imati defektne gene", rekao je Watson, također sugerirajući da bi genetski materijal trebao biti prikupljen od osoba mlađih od 15 godina za daljnje začeće putem in vitro oplodnje. Po njegovom mišljenju to bi smanjilo šanse da bi život roditelja bio pokvaren rođenjem djeteta s tjelesnim ili duševnim poremećajima.