:quality(70)/cloudfront-us-east-1.images.arcpublishing.com/elfinanciero/B3J72VLWDFGR7GAH2EY4LQIYAY.png)
Rok 1952 był rokiem szczególnym dla genetyki. Raymond Gosling, fizyk i doktorant pod kierunkiem Rosalind Franklin, wykonywał Zdjęcia różnych próbek DNA. Po 50 próbach jeden obraz różnił się od drugiego. To zdjęcie, wykonane 6 maja 1952 roku, przedstawiało serię kropek i znaków, które pozwoliły nam wyjaśnić tajemnicę, nad którą biolodzy zastanawiali się od lat: podwójną spiralną strukturę DNA.
Właściwie nazwanie tej techniki „fotografią” jest nadmiernym nadużyciem tego słowa, ponieważ choć w tej technice do wytworzenia obrazu wykorzystuje się papier fotograficzny, nie jest on tworzony ze światła widzialnego, ale raczej za pomocą wiązki promieni, aby uzyskać obraz fotograficzny. cząsteczka musi najpierw przejść proces Kryształniezwykle złożoną technikę, którą Franklin doskonalił przez lata.
Ile wiesz o DNA?
Krystalizacja do fotografii
Aby cząsteczka mogła się krystalizować, musi zostać wysuszona w bardzo specyficznych warunkach temperatury i kwasowości oraz w bardzo określonym czasie, aby zapewnić cząsteczkom wystarczająco dużo czasu na krystalizację. Umówcie się ze sobą. Bardzo prostym sposobem zrozumienia tej techniki jest przeprowadzenie eksperymentu w domu, który wymaga jedynie kubka, soli (NaCl), wody i odrobiny czasu.
Jeśli napełnimy część kubka wodą i zaczniemy dodawać sól, początkowo zobaczymy, jak rozpuści się ona bez problemu. Gdy przekroczymy przybliżone stężenie 36 gramów soli na 100 mililitrów (ilość ta może się różnić w zależności od temperatury), zobaczymy, że woda nie przyjmie już więcej soli i dlatego pozostanie na dnie kubka. W tym czasie będziemy w pełni podlewani nasycony z soli.
Jeśli wystarczająco długo pozostawimy filiżankę odkrytą, woda zacznie parować, a zatem ze względu na mniejszą objętość płynu ilość soli w roztworze, którą może utrzymać pozostała w filiżance woda, będzie mniejsza. zatem, Część soli wytrąci się. Nie zrobią tego jednak w postaci drobnych granulek, ale zaczną tworzyć małe kostki, które rosną.
Fotografia otrzymała osiemnastą nagrodę
Uzyskano je za pomocą mikroskopii w ciemnym polu, światła spolaryzowanego, oświetlenia ukośnego i oświetlenia Rheinberga. 10X.
Oto wynik Cząsteczki organizują się wzajemnie W powtarzającym się schemacie. Ponieważ struktura molekularna soli to sześcian przeplatany chlorem i sodem, jeśli mają wystarczająco dużo czasu, kostki te będą rosły w miarę osadzania się coraz większej liczby cząsteczek soli.
W pewnym momencie sześcian przestanie rosnąć i utworzą się inne mniejsze sześciany lub struktury amorficzne, ale jeśli całkowicie kontrolujemy wszystkie warunki podłoża i jeśli materiały wyjściowe są wystarczająco czyste, To wiadro soli może rosnąć w nieskończoność.
W niektórych obszarach planety mamy doskonałe przykłady tego, co może się zdarzyć z innymi minerałami. w Jaskinia NaikaW Meksyku można zobaczyć kryształy gipsu osiągające wielkość 12 metrów i masę ponad 50 ton. W Hiszpanii gigantyczna geoda Pulpí również zawiera gigantyczne kryształy, chociaż mierzy „tylko” około 2 metrów.
Magia fotografii
Krystalizacji można poddać dowolną substancję krystaliczną, organiczną lub nieorganiczną i dzięki temu można uzyskać strukturę substancji. Aby to zrobić, gdy już zdobędziesz kryształ, musisz go zabrać Źródło promieniowania rentgenowskiego I zmierza w jego stronę. Wiązka promieniowania rentgenowskiego jest w stanie przejść przez prawie wszystkie materiały, jednak w niektórych miejscach trafi w jądra atomów w krysztale.
Zdjęcie 51, obraz struktury DNA uzyskany metodą dyfrakcji promieni rentgenowskich w 1952 roku.
Po uderzeniu będzie się odbijać w różnych kierunkach w ramach zjawiska zwanego Dyfrakcja rentgenowska. Więc, Niektóre punkty za szybą nie będą odbierane promieniowania. Umieszczając za szkłem materiał wrażliwy na promieniowanie, można wykryć te punkty, a dzięki matematyce uzyskać z obrazu trójwymiarową strukturę materiału.
Krystalizacja życia
Goslingowi i Franklinowi udało się skierować cienkie arkusze DNA w tym samym kierunku i po przeprowadzeniu serii testów zaczęli robić zdjęcia. Większość prób była niewyraźna, ale po 50 zdjęciach Obraz 51 był wystarczająco ostry Aby móc uzyskać informację. Można w nim zobaczyć różne elementy niezbędne do wyjaśnienia struktury DNA.
Najważniejsze będą następujące:
- Kształt krzyża wskazuje, że powtarzającym się wzorem jest A wentylator.
- Wskazuje odległość pomiędzy górnymi punktami a środkiem obrazu Separacja zasad azotowych utworzony przez (0,34 nm).
- Informuje nas o odległości poziomej pomiędzy punktami Średnica Spirala (2,34 nm).
- Odległość pionowa między dwoma punktami wynosi jedną dziesiątą odległości między dwoma dużymi punktami na górze i na dole, co wskazuje, że helisa Obraca się co 10 baz. Obecnie wiemy, że jest to 10,4
- Nieobecność jednego z zespołów wskazuje na jego obecność Dwa asymetrycznie skręcone pasma.
Kilka miesięcy po zrobieniu tego zdjęcia Maurice Wilkins przygotowywał się do wznowienia pracy dla Franklina, który wkrótce miał opuścić instytucję. Przeglądając notatki, znalazł m.in. fotografię nr 51. W styczniu 1953 r. Wilkins pokaże zdjęcie Watsonowi i CrickowiDzięki tym danym udało im się zbudować pierwszy model cząsteczki DNA.
Model ten pokazał cząsteczkę DNA w postaci hipotetycznych, prawoskrętnych schodów kręconych, których poręcze składają się z grup cukrowych i fosforanowych, a szczeble stanowią zasady azotowe. W 1962 roku cała trójka otrzymała Nagrodę Nobla w dziedzinie fizjologii lub medycyny. Niestety, Franklin zmarł 16 kwietnia 1958 r. Po pojawieniu się szeregu nowotworów, które doprowadziły do szybkiego pogorszenia się jego stanu zdrowia.
Zdjęcie nie pokazuje wszystkiego
To, co pokazano na Rycinie 51, to forma B DNA, występująca naturalnie w większości żywych organizmów. Jednakże, gdy cząsteczka ta jest wystawiona na zmiany środowiska i wilgotności, znajduje inne, bardziej stabilne konformacje.
the Morfologia DNA odkrył także Franklin. Konformację tę początkowo wytworzono in vitro w sztucznych warunkach Niska wilgotność. Jest to również helisa prawoskrętna, ale szersza i krótsza niż kształt litery B. Początkowo sądzono, że warunki niezbędne do zaistnienia tej struktury są zbyt ekstremalne dla jakiegokolwiek organizmu, ale niektóre bakterie i archeony są ekstremofilami, a niektóre również. wirusy. Wygląda na to, że w twoim genomie znajdują się skupiska DNA-A i DNA-B.
Po DNA-A i DNA-B istnieje inna węższa struktura zwana… C-DNAChociaż nie został jeszcze znaleziony w naturze. Donald Marvin odkrył tę strukturę w 1961 roku po krystalizacji cząsteczki DNA przy wilgotności 66% w środowisku bogatym w lit.
Istnieje inna forma występująca w komórkach eukariotycznych, która jest szczególnie dziwna i nazywa się ją Z-DNA. Ta konformacja występuje na początku transkrypcji genu i w przeciwieństwie do poprzednich trzech faktycznie tak jest LeworęcznyOznacza to, że odchyla się w lewo. Wymaga 12 par zasad na cykl i uważa się, że jego rola podczas transkrypcji pomaga złagodzić napięcie w nici genomu. Ale gdyby tego było mało, nie są to jedyne możliwe zniekształcenia: odkryto również, że DNA tworzy potrójne i poczwórne helisy oraz hybrydy pomiędzy DNA i RNA.
Wreszcie zdjęcie 51 przedstawia nić B DNA, najpowszechniejszą wśród żywych organizmów, zidentyfikowaną przed i po zrozumieniu genomu. Dzięki temu obrazowi zrozumiano, w jaki sposób dziedziczona jest osobowość i przekazywana jest informacja genetyczna. Jednak w biologii zawsze udaje się znaleźć wyjątki od swoich zasad, które zaskakują nawet największych naukowców.
„Skłonny do napadów apatii. Introwertyk. Wielokrotnie nagradzany ewangelista internetowy. Ekspert od ekstremalnego piwa”.
More Stories
Czy żyjemy i czy żyjemy w symulowanym świecie na wzór Matrixa? Naukowcy twierdzą, że tak
PS5 oferuje bezpłatną zawartość wszystkim graczom pod jednym warunkiem
Będzie to nowy Samsung ze średniej półki ze skórzanym wykończeniem