Molecular Structure of Nucleic Acids

Początek maszynopisu artykułu Watsona i Cricka o odkryciu struktury DNA, opublikowanego w „Nature” 25 kwietnia 1953
James D. Watson w 1950 (pierwszy z prawej)
Francis Crick podczas wykładu w Moguncji w 1969

Molecular Structure of Nucleic Acids: A Structure for Deoxyribose Nucleic Acid – artykuł autorstwa Jamesa D. Watsona i Francisa Cricka, opublikowany w czasopiśmie „Nature” 25 kwietnia 1953 roku[1]. Była to pierwsza publikacja opisująca strukturę podwójnej helisy DNA.

Opis

Praca Watsona i Cricka była krótkim doniesieniem, opisującym wnioski płynące z analizy obrazów rentgenograficznych sodowej soli DNA. Większość danych, na których się oparli pochodziła od Maurice’a Wilkinsa i Rosalind Franklin z King’s College w Londynie (Crick i Watson podziękowali im w ostatnim akapicie artykułu)[2], którzy po zapoznaniu się z pierwszym szkicem poprosili o zawarcie w artykule informacji o rozważaniu łączenia się zasad za pomocą wiązań wodorowych przez R. D. B. Frasera przed podjęciem badań przed Watsona i Cricka[3]. Najważniejsze obserwacje Wilkinsa, Franklin i ich współpracowników opublikowano w tym samym numerze „Nature”[2][4]. Watson i Crick z doświadczeń Erwina Chargaffa dowodzących stałych proporcji zasad azotowych w DNA wywnioskowali, że zasady tworzą pary (adenina-tymina, guanina-cytozyna), a wysokiej rozdzielczości fotografie dyfrakcji promieni X na kryształach sodowej soli DNA prawidłowo zinterpretowali jako dowody na helikalną naturę cząsteczki DNA. Obok odkrycia alfa-helisy białka przez Paulinga, uczonych zainspirował helikalny model DNA zaproponowany przez Svena Furberga[5]; w tym błędnym modelu zasady zostały umieszczone na zewnątrz cząsteczki DNA, a nie, jak w prawidłowym modelu, do wewnątrz.

Uczeni zdecydowali się na publikację, ponieważ badania nad strukturą DNA prowadził równocześnie Linus Pauling z California Institute of Technology[6], który o wynikach badań dowiedział się z listu Maxa Delbrücka (Delbrück zignorował prośbę Watsona o nieinformowaniu Paulinga[7], o czym poinformował Watsona w liście z 18 marca 1953[8]). Pauling wcześniej uprzedził zespół z Cavendish Laboratory w odkryciu struktury helisy alfa białka. W przypadku DNA, na podstawie słabej jakości zdjęć rentgenowskich, założył strukturę potrójnej helisy, z grupami fosforanowymi znajdującymi się wewnątrz cząsteczki i zasadami na zewnątrz. Podobną budowę DNA rozważali początkowo Watson i Crick, jednak dzięki nowym, wysokiej jakości zdjęciom zorientowali się, że helisa jest podwójna, a zasady nukleinowe znajdują się wewnątrz cząsteczki i tworzą komplementarne pary A-T/G-C[6]. Pauling pozostał przy koncepcji helisy potrójnej, publikując tę propozycję struktury w lutym 1953[9][10]; Crick i Watson, podobnie jak szef Cavendish Laboratory, Sir William Lawrence Bragg (przekazał artykuł wraz z listem polecającym redakcji „Nature”[3]), byli zdania, że Pauling jest blisko odkrycia dokonanego przez Cricka i Watsona. Uczeni zapowiedzieli rozwinięcie hipotezy i rok później w publikacji na łamach „Proceedings of the Royal Society” struktura podwójnej helisy oraz wnioski płynące z reguły parowania zasad zostały szerzej omówione.

Aby zastrzec swoje pierwszeństwo w odkryciu znaczących implikacji dokonanego przez nich odkrycia pod koniec artykułu zamieścili słynne zdanie (zaproponowane przez Cricka, który pierwotnie planował poświęcić implikacjom więcej tekstu[3]):

It has not escaped our notice that the specific pairing we have postulated immediately suggests a possible copying mechanism for the genetic material.

(Nie uszło naszej uwadze, że zaproponowane przez nas specyficzne parowanie [zasad] natychmiast sugeruje możliwy mechanizm kopiowania materiału genetycznego)

Ostateczna wersja Molecular Structure of Nucleic Acids powstała pod koniec marca 1953[3], która została przepisana na maszynie przez Elizabeth Watson, siostrę Watsona. 1 kwietnia rękopis przekazano Braggowi, zaś następnego dnia wysłany do redakcji czasopisma. Artykuł otwiera zdanie:

Pragniemy zaproponować pewną strukturę soli kwasu deoksyrybonukleinowego (DNA). Struktura ta wykazuje nowe cechy mające istotne znaczenie dla biologii[11].

Recepcja

Praca Watsona i Cricka jest jedną z najczęściej cytowanych prac naukowych na świecie. Liczba cytowań przewyższa m.in. liczbę cytowań artykułu Alberta Einsteina z 1905 roku (Ist die Trägheit eines Körpers von seinem Energieinhalt abhängig?). W oparciu o Science Citation Index podano, że między 1961 a 2002 rokiem praca Watsona i Cricka była cytowana 2061 razy[a], co dawało średnio 49 cytowań rocznie[13]. Autorzy pracy wskazali na bardzo niski wskaźnik „autocytowań” (ang. self-citations) – Watson i Crick tylko dwukrotnie powoływali się na swój artykuł z 1953 roku, podczas gdy normą jest 10% wskaźnik w przypadku prac innych naukowców[14].

Inne publikacje

Historię dwuletnich badań prowadzonych w Cavendish Laboratory i współpracy z Wilkinsem i Franklin obaj autorzy pracy przedstawili w autobiograficznych książkach. Pierwszy dokonał tego James D. Watson w ksiące Podwójna helisa (The Double Helix, 1968, wyd. pol. 1975, 1995)[15]. Francis Crick swoje spojrzenie na odkrycie zawarł w artykule w Nature w 1974 roku[16] i w książce Szalona pogoń (What Mad Pursuit: A Personal View of Scientific Discovery, 1988, wyd. pol. 1996)[17].

Uwagi

  1. ↑ W marcu 2020 Web of Science odnotowało 7263 cytowania tej publikacji. W latach 2013–2019 była ona cytowana każdego roku ponad 350 razy[12].

Przypisy

  1. ↑ J.D. Watson, F.H.C. Crick, Molecular Structure of Nucleic Acids - A Structure for Deoxyribose Nucleic Acid, „Nature”, 171 (4356), 1953, s. 737-738, DOI: 10.1038/171737a0, PMID: 13054692 [zarchiwizowane z adresu 2017-03-26].
  2. ↑ a b R. Franklin, R.G. Gosling, Molecular Configuration in Sodium Thymonucleate, „Nature”, 171 (4356), 1953, s. 740-741, DOI: 10.1038/171740a0, PMID: 13054694 [zarchiwizowane z adresu 2017-01-12].
  3. ↑ a b c d Watson 1996 ↓, s. 167.
  4. ↑ M.H.F. Wilkins, A.R. Stokes, H.R. Wilson, Molecular Structure of Deoxypentose Nucleic Acids, „Nature”, 171 (4356), 1953, s. 738-740, DOI: 10.1038/171738a0, PMID: 13054693 [zarchiwizowane z adresu 2017-04-23].
  5. ↑ Sven Furberg, On the Structure of Nucleic Acids, „Acta Chemica Scandinavica”, 6, 1952, s. 634-640, DOI: 10.3891/acta.chem.scand.06-0634.
  6. ↑ a b Linus Pauling and the Race for DNA: A Documentary History, Archives Research Center - Oregon State University [dostęp 2020-03-05].
  7. ↑ Watson 1996 ↓, s. 165.
  8. ↑ Watson 1996 ↓, s. 166.
  9. ↑ L. Pauling, R.B. Corey, Structure of the nucleic acids, „Nature”, 171 (4347), 1953, s. 346, DOI: 10.1038/171346a0, PMID: 13036888 (ang.).
  10. ↑ L. Pauling, R.B. Corey, A Proposed Structure For The Nucleic Acids, „Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America”, 39 (2), 1953, s. 84-97, DOI: 10.1073/pnas.39.2.84, PMID: 16578429, PMCID: PMC1063734.
  11. ↑ Watson 1996 ↓, s. 168.
  12. ↑ Citation report for DOI: (10.1038/171737a0) from Web of Science Core Collection, Clarivate, 5 marca 2020.
  13. ↑ Tanzila Ahmed i inni, Highly cited old papers and the reasons why they continue to be cited. Part II., The 1953 Watson and Crick article on the structure of DNA, „Scientometrics”, 61 (2), 2004, s. 147–156, DOI: 10.1023/B:SCIE.0000041645.60907.57 (ang.).
  14. ↑ Herbert Snyder, Susan Bonzi, Patterns of self-citation across disciplines (1980-1989), „Journal of Information Science”, 24 (6), 1998, s. 431–435, DOI: 10.1177/016555159802400606, ISSN 0165-5515 [dostęp 2020-03-05] (ang.).
  15. ↑ Watson 1996 ↓.
  16. ↑ F. Crick, The double helix: a personal view, „Nature”, 248, 1974, s. 766-769, PMID: 4599081 [zarchiwizowane z adresu 2017-06-29].
  17. ↑ Crick F: What Mad Pursuit: A Personal View of Scientific Discovery. New York: Basic Books, 1988. ISBN 978-0-465-09137-9.

Bibliografia

Linki zewnętrzne

Media użyte na tej stronie

Francis Crick 1969.jpg
Autor: NieznanyUnknown author, Licencja: CC BY 4.0
Francis Crick lecturing in Mainz, Germany.
Niels Kaj Jerne 1950.jpg
Niels K. Jerne was assistant to Ole Maaløe at Statens Seruminstitut. This photo of 1950, taken from Jernes' private collection, shows Maaløe in the middle with a pipe and Jerne at the window; the DNA discoverer James Watson sits in front of him.
Page 1 of a draft of the first Watson and Crick paper on DNA Wellcome L0032982.jpg
Autor: unknown, Licencja: CC BY 4.0

Page 1 of another early draft of the first Watson and Crick paper published as "Molecular structure of nucleic acids: a structure for deoxyribose nucleic acid," Nature, 171: 4356 (25 April, 1953), pp 737-8

Archives & Manuscripts
Keywords: Genetics; Molecular Biology; Nucleic Acids; James Dewey Watson; Francis Harry Compton Crick; DNA; Nucleic acid