هذا اليوم في التاريخ: 28/02/1953 - اكتشاف بنية الحمض النووي

هذا اليوم في التاريخ: 28/02/1953 - اكتشاف بنية الحمض النووي

في 28 فبراير وقعت العديد من الأحداث التاريخية. هذه الأحداث يلخصها راسل ميتشل في مقطع الفيديو هذا من "هذا اليوم في التاريخ". يعتبر اكتشاف الحمض النووي من قبل جيمس واتسون وفرانسيس كريك أحد أهم العوامل في المجتمع العلمي. لم يتم اكتشاف الحمض النووي فقط في هذا اليوم ، ولكن تم تأسيس الحزب الجمهوري في ولاية ويسكونسن. كما فاز الألبوم الشهير Thriller للمخرج مايكل جاكسون بثماني جوائز إيمي.


ما هو الحلزون المزدوج للحمض النووي؟

يستخدم العلماء مصطلح "الحلزون المزدوج" لوصف التركيب الكيميائي للحمض النووي ذي الشريطة المزدوجة. يمنح هذا الشكل - الذي يشبه إلى حد كبير سلمًا ملتويًا - الحمض النووي القدرة على تمرير التعليمات البيولوجية بدقة كبيرة.

لفهم الحلزون المزدوج للحمض النووي من وجهة نظر كيميائية ، تصور جوانب السلم كخيوط من مجموعات السكر والفوسفات المتناوبة - خيوط تعمل في اتجاهين متعاكسين. تتكون كل "درجة" من السلم من قاعدتين من النيتروجين ، مقترنة ببعضها البعض بواسطة روابط هيدروجينية. نظرًا للطبيعة المحددة للغاية لهذا النوع من الاقتران الكيميائي ، فإن القاعدة A تقترن دائمًا بالقاعدة T ، وبالمثل C مع G. لذا ، إذا كنت تعرف تسلسل القواعد على خيط واحد من الحلزون المزدوج للحمض النووي ، فهو بسيط الأمر مهم لمعرفة تسلسل القواعد على الشريط الآخر.

يمكّن الهيكل الفريد للحمض النووي الجزيء من نسخ نفسه أثناء انقسام الخلية. عندما تستعد الخلية للانقسام ، ينقسم حلزون الحمض النووي إلى أسفل في المنتصف ويصبح شريطين فرديين. تعمل هذه الخيوط المفردة كقوالب لبناء جزيئين جديدين من الحمض النووي مزدوج الشريطة - كل منهما نسخة طبق الأصل من جزيء الحمض النووي الأصلي. في هذه العملية ، تتم إضافة قاعدة A أينما كان هناك T ، و C حيث يوجد G ، وهكذا دواليك حتى يصبح لدى جميع القواعد شركاء مرة أخرى.

بالإضافة إلى ذلك ، عندما يتم تصنيع البروتينات ، يتم فك اللولب المزدوج للسماح لشريط واحد من الحمض النووي بالعمل كقالب. ثم يتم نسخ هذا القوالب إلى mRNA ، وهو جزيء ينقل التعليمات الحيوية إلى آلية صنع البروتين في الخلية.

يستخدم العلماء مصطلح "الحلزون المزدوج" لوصف التركيب الكيميائي للحمض النووي ذي الشريطة المزدوجة. يمنح هذا الشكل - الذي يشبه إلى حد كبير سلمًا ملتويًا - الحمض النووي القدرة على تمرير التعليمات البيولوجية بدقة كبيرة.

لفهم الحلزون المزدوج للحمض النووي من وجهة نظر كيميائية ، تصور جوانب السلم كخيوط من مجموعات السكر والفوسفات المتناوبة - خيوط تعمل في اتجاهين متعاكسين. تتكون كل "درجة" من السلم من قاعدتين من النيتروجين ، مقترنة ببعضها البعض بواسطة روابط هيدروجينية. نظرًا للطبيعة المحددة للغاية لهذا النوع من الاقتران الكيميائي ، فإن القاعدة A تقترن دائمًا بالقاعدة T ، وبالمثل C مع G. لذا ، إذا كنت تعرف تسلسل القواعد على خيط واحد من الحلزون المزدوج للحمض النووي ، فهو بسيط الأمر مهم لمعرفة تسلسل القواعد على الشريط الآخر.

يمكّن الهيكل الفريد للحمض النووي الجزيء من نسخ نفسه أثناء انقسام الخلية. عندما تستعد الخلية للانقسام ، ينقسم حلزون الحمض النووي إلى أسفل في المنتصف ويصبح شريطين فرديين. تعمل هذه الخيوط المفردة كقوالب لبناء جزيئين جديدين من الحمض النووي مزدوج الشريطة - كل منهما نسخة طبق الأصل من جزيء الحمض النووي الأصلي. في هذه العملية ، تتم إضافة قاعدة A أينما كان هناك T ، و C حيث يوجد G ، وهكذا دواليك حتى يصبح لدى جميع القواعد شركاء مرة أخرى.

بالإضافة إلى ذلك ، عندما يتم تصنيع البروتينات ، يتم فك اللولب المزدوج للسماح لشريط واحد من الحمض النووي بالعمل كقالب. ثم يتم نسخ هذا القوالب إلى mRNA ، وهو جزيء ينقل التعليمات الحيوية إلى آلية صنع البروتين في الخلية.


فريدريش ميشر واكتشاف الحمض النووي

على مدار الستين عامًا الماضية ، ارتفع الحمض النووي من كونه جزيءًا غامضًا بملحق مفترض أو وظائف هيكلية داخل النواة إلى أيقونة العلوم الحيوية الحديثة. يبدو أن قصة الحمض النووي غالبًا ما تبدأ في عام 1944 حيث أظهر أفيري وماكلويد وماكارتي أن الحمض النووي هو المادة الوراثية. في غضون 10 سنوات من تجاربهم ، فك Watson و Crick هيكلها ، ومع ذلك تم تصدع عقد آخر على الشفرة الجينية. ومع ذلك ، فإن قصة الحمض النووي بدأت بالفعل في عام 1869 ، مع الطبيب السويسري الشاب فريدريش ميشر. بعد أن أنهى تعليمه كطبيب ، انتقل ميشر إلى توبنغن للعمل في مختبر الكيمياء الحيوية Hoppe-Seyler ، وكان هدفه هو توضيح اللبنات الأساسية للحياة. باختيار الكريات البيض كمصدر له ، قام أولاً بفحص البروتينات في هذه الخلايا. ومع ذلك ، خلال هذه التجارب ، لاحظ وجود مادة ذات خصائص غير متوقعة لا تتطابق مع خصائص البروتينات. حصل Miescher على أول تنقية خام للحمض النووي. كما قام بفحص خصائص وتكوين هذه المادة الغامضة وأظهر أنها تختلف اختلافًا جوهريًا عن البروتينات. نظرًا لحدوثه في نوى الخلايا ، فقد أطلق على المادة الجديدة اسم "nuclein" - وهو مصطلح لا يزال محفوظًا في اسم حمض deoxyribonucleic الحالي.


هذا اليوم في التاريخ: 28/02/1953 - اكتشاف بنية الحمض النووي - التاريخ

في مقال نُشر اليوم في مجلة Nature ، يصف كل من James D Watson و Francis Crick بنية مادة كيميائية تسمى حمض deoxyribonucleic أو DNA.

الحمض النووي هو المادة التي تتكون منها الجينات التي تنقل الخصائص الوراثية من أحد الوالدين إلى آخر.

باختصار ، يتكون من حلزون مزدوج من خيطين ملفوفين حول بعضهما البعض. تتكون الخيوط من عناصر تكميلية تتلاءم مع بعضها البعض وعند فكها يمكن أن تنتج نسختين من الأصل.

تسمح هذه الخاصية الخاصة للنسخ الذاتي الدقيق للحمض النووي بتكرار جينات الكائن الحي أثناء الانقسامات النووية للنمو وإنتاج الخلايا الجرثومية للجيل القادم.

بدأوا مقالهم بعبارة متواضعة: "نرغب في اقتراح هيكل لملح الحمض النووي ديوكسيريبوز (DNA). هذا الهيكل له ميزات جديدة ذات أهمية بيولوجية كبيرة."

في 28 فبراير ، دخل السيد كريك إلى حانة في كامبريدج مع السيد واتسون للاحتفال بحقيقة أنهما فككما بنية الحمض النووي ، قائلاً: "لقد اكتشفنا سر الحياة!"

كان هذا الاكتشاف الكبير تتويجًا لبحث أجراه علماء مجلس البحوث الطبية موريس ويلكنز وروزاليند فرانكلين في لندن ، اللذان أنتجا صورًا لانحراف الأشعة السينية وأدلة أخرى.

فتح هذا الاكتشاف بعض التقنيات القوية والمثيرة للجدل المتاحة اليوم ، بما في ذلك الهندسة الوراثية وأبحاث الخلايا الجذعية وبصمات الحمض النووي.

نموذجهم العملاق لقسم من الحمض النووي ، مبني من مشابك مختبرية وقطع من المعدن ، موجود الآن في متحف العلوم في لندن.

قدم الدكتور واتسون رواية شائعة عن الاكتشاف في The Double Helix الذي نُشر عام 1968.

كما ساعد في إطلاق مشروع الجينوم البشري الذي سعى إلى فهم معنى "رمز الحياة" الموجود في الجزيء الطويل الذي يشبه السلم الملتوي.

توفيت روزاليند فرانكلين بسبب السرطان في أبريل 1958 ، عن عمر يناهز 37 عامًا فقط ، وبالتالي لم تحصل على جائزة نوبل لعملها الحاسم في اكتشاف الحمض النووي.

توفي فرانسيس كريك في يوليو 2004 عن عمر يناهز 88 عامًا ، وتوفي موريس ويلكنز في أكتوبر 2004 عن عمر يناهز 88 عامًا أيضًا.


احصل على النشرة الإخبارية LUNCHTIME GENIUS اليومية

هل تريد أن تشعر بقليل من الذكاء أثناء تناولك لساندويتش؟ تصل رسالتنا الإخبارية اليومية في الوقت المناسب لتناول طعام الغداء ، حيث تقدم أكبر أخبار اليوم العلمية وأحدث ميزاتنا وأسئلة وأجوبة مذهلة ومقابلات ثاقبة. بالإضافة إلى مجلة مصغرة مجانية يمكنك تنزيلها والاحتفاظ بها.

شكرا! ابحث عن النشرة الإخبارية لـ Lunchtime Genius في بريدك الوارد قريبًا.

لديك بالفعل حساب لدينا؟ تسجيل الدخول لإدارة تفضيلات الرسائل الإخبارية الخاصة بك

بإدخال التفاصيل الخاصة بك ، فإنك توافق على شروط وأحكام مجلة BBC Science Focus Magazine وسياسة الخصوصية الخاصة بها. يمكنك إلغاء الاشتراك في أي وقت.

1937 - فلورنس بيل تصل إلى مختبر ويليام أستبري وتلتقط أول صور بالأشعة السينية للحمض النووي. قام Astbury بمحاولة بناء هيكل في العام التالي.

1944 - أظهر أوزوالد أفيري وكولين ماكليود وماكلين مكارتي أن الحمض النووي هو المادة التي تتحكم في الميراث.

1952 - التقطت روزاليند فرانكلين "الصورة 51" ، وهي صورة مفصلة للغاية للشكل "ب" أو شكل رطب من الحمض النووي. شاهد جيمس واتسون الصورة لاحقًا دون علمها.

اقرأ المزيد عن اكتشاف الحمض النووي:

1953 - اقترح جيمس واتسون وفرانسيس كريك نموذجًا لبنية جزيء الحمض النووي.

ينشرون الهيكل في المجلة العلمية طبيعة سجية وتشير إلى أن التركيب يشير إلى وظيفة الحمض النووي.

1972 - تم تقطيع الحمض النووي من كائنين مختلفين معًا لأول مرة بواسطة Paul Berg ، مما يمهد الطريق للتعديل الجيني والأطعمة المعدلة وراثيًا.

1996 – ولدت النعجة دوللي. دوللي هي أول حيوان ثديي مستنسخ من خلية غير جنينية. إن حمضها النووي مطابق للأغنام التي تم استنساخها منها.


طورت روزاليند فرانكلين اهتمامها بالعلوم في المدرسة ، وبحلول سن الخامسة عشرة قررت أن تصبح كيميائية. كان عليها أن تتغلب على معارضة والدها ، الذي لا يريدها أن تلتحق بالكلية أو أن تصبح عالمة فضل أن تلتحق بالعمل الاجتماعي. حصلت على درجة الدكتوراه. في الكيمياء عام 1945 في كامبريدج.

بعد التخرج ، بقيت روزاليند فرانكلين وعملت لفترة من الوقت في كامبريدج ثم شغلت وظيفة في صناعة الفحم ، حيث طبقت معرفتها ومهاراتها على هيكل الفحم. انتقلت من هذا المنصب إلى باريس ، حيث عملت مع جاك ميرينج وطوّرت تقنيات في علم البلورات بالأشعة السينية ، وهي تقنية رائدة لاستكشاف بنية الذرات في الجزيئات.


تاريخ الحمض النووي

عُرف جريجور ميديل بلقب & quotfather علم الوراثة الحديث & quot ؛ وكان مسؤولاً عن اكتشاف المبادئ الأساسية للوراثة ، من خلال استخدام حديقة الدير الخاصة به ، ومن خلال تجربته الشهيرة البازلاء اكتشف أن الجينات تأتي في أزواج وتورث في وحدات مميزة.

فريدريش ميشر

كان فريدريش ميشر أول شخص يعمل على الحمض النووي. في عام 1869 وجد الحمض النووي عند العمل على الكريات البيض ، أثناء فحص الخلايا البروتينية وجد خصائص غير متوقعة لا تتطابق مع تلك الموجودة في البروتينات. دعا في الأصل DNA & quotnuclein & quot. في هذا الوقت من الوقت ، كان هناك القليل من البحث أو لم يكن هناك أي بحث على الحمض النووي.

فريدريك جريفيث

أجرى فريدريك جريفيث في عام 1928 تجربة أظهرت أن البكتيريا قادرة على نقل المعلومات الجينية وهذا ما يسمى التحول. في التجربة ، استخدم الفئران ، السلالة الخبيثة / الخشنة والسلالة الخبيثة / الملساء لمعرفة الحالة التي ستموت فيها الفئران إذا تم حقنها بالسلالات. في هذا الوقت ، كان البحث عن الحمض النووي يعود إلى الأشعة السينية H. Muller التي تظهر تحفيز الطفرات بطريقة تعتمد على الجرعة.

أوزوالد أفيري

كان أوزوالد أفيري في مجال الكيمياء المناعية ، وكان أول عالم أحياء جزيئية ورائد في هذا المجال. اشتهر بتجربته التي عزلت الحمض النووي كمواد تتكون منها الجينات والكروموسومات. وجد أفيري أن تحول البكتيريا كان بسبب الحمض النووي ، عندما اعتقد العلماء سابقًا أن البروتينات تحمل السمات.

باربرا مكلينتوك

اكتشف مكلينتوك التحويل واستخدم هذه المعلومات لإظهار أن الجينات هي المسؤولة عن تشغيل وإيقاف الخصائص الفيزيائية. عملت على تطوير نظريات لإظهار قمع المعلومات الوراثية والتعبير عنها من جيل واحد من نباتات الذرة إلى الجيل التالي.

اروين تشارجاف

اكتشف إروين تشارجاف في عام 1950 قاعدتين لإثبات أن الحمض النووي له بنية حلزونية مزدوجة. القاعدة الأولى هي أن الحمض النووي يحتوي على نسبة متساوية من الأدينين إلى الثايمين ونسبة متساوية من الجوانين إلى السيتوزين. القاعدة الثانية هي الأدينين والثيمين يقترنان دائمًا ولا يمكن إقرانهما ، كما هو الحال مع الجوانين والسيتوزين. في ذلك الوقت ، كان البحث عن الحمض النووي في النقطة التي أثبت فيها الناس للتو أنه يمكن نقل المواد الجينية بين الخلايا البكتيرية ويمرر الحمض النووي الخصائص الجسدية والعقلية عبر الأجيال المختلفة.

موريس ويلكينز

درس موريس ويلكنز في الأصل الجزيئات البيولوجية مثل الحمض النووي والفيروسات باستخدام المجاهر. ومع ذلك ، في عام 1951 ، بدأ العمل مع فرانكلين في إنتاج صور الأشعة السينية للحمض النووي ، والتي ساعدت واتسون وكريك على تطوير نموذج الحمض النووي الخاص بهما. كان البحث متروكًا لقواعد Chargaff في ذلك الوقت.

روزاليند فرانكلين

روزاليند فرانكلين في عام 1951 التقطت صورًا بالأشعة السينية لصور حيود الحمض النووي التي أظهرت الشكل الحلزوني للجزيء. ساعد اكتشافها Watson و Crick من نموذجهم للحمض النووي. في ذلك الوقت ، كان البحث متروكًا لقواعد Chargaff حول كيفية وجود بنية حلزونية مزدوجة للحمض النووي.

جيمس واتسون وفرانسيس كريك

عمل جيمس واتسون وفرانسيس كريك معًا في عام 1953 لبناء أول نموذج ثلاثي الأبعاد لهيكل الحمض النووي الذي ساعد العلماء الآخرين على فهم الحمض النووي بشكل أكثر شمولاً. في هذه المرحلة من الزمن ، كان البحث على الحمض النووي يعود إلى قواعد Chargaff حول وجود بنية حلزونية مزدوجة للحمض النووي.


محتويات

تحرير النظريات القديمة

كانت النظريات المبكرة الأكثر تأثيرًا للوراثة هي نظريات أبقراط وأرسطو. كانت نظرية أبقراط (ربما تستند إلى تعاليم أناكساغوراس) مشابهة لأفكار داروين اللاحقة حول التكوّن الشمسي ، بما في ذلك المواد الوراثية التي تتجمع من جميع أنحاء الجسم. اقترح أرسطو بدلاً من ذلك أن مبدأ إعطاء الشكل (غير الجسدي) للكائن الحي ينتقل من خلال السائل المنوي (الذي اعتبره شكلاً منقى من الدم) ودم الحيض للأم ، والذي يتفاعل في الرحم لتوجيه التطور المبكر للكائن الحي. [1] بالنسبة لكل من أبقراط وأرسطو - وتقريبًا جميع العلماء الغربيين حتى أواخر القرن التاسع عشر - كانت وراثة الشخصيات المكتسبة حقيقة مثبتة جيدًا يجب أن تفسرها أي نظرية مناسبة للوراثة. في الوقت نفسه ، تم اعتبار الأنواع الفردية ذات جوهر ثابت ، وكانت هذه التغييرات الموروثة مجرد سطحية. [2] لاحظ الفيلسوف الأثيني إبيكوروس العائلات واقترح مساهمة كل من الذكور والإناث في السمات الوراثية ("ذرات الحيوانات المنوية") ، ولاحظ الأنواع السائدة والمتنحية من الميراث ووصف الفصل والتشكيلة المستقلة لـ "ذرات الحيوانات المنوية". [3]

في شاراكا سامهيتا عام 300 م ، رأى الكتاب الطبيون الهنود القدامى أن خصائص الطفل تحددها أربعة عوامل: 1) تلك من المواد الإنجابية للأم ، (2) تلك الموجودة في الحيوانات المنوية للأب ، (3) تلك الموجودة في النظام الغذائي للأب. الأم الحامل و (4) المرافقين للروح التي تدخل الجنين. يتكون كل من هذه العوامل الأربعة من أربعة أجزاء مكونة من ستة عشر عاملاً تحدد منها كارما الوالدين والروح الصفات السائدة ومن ثم تعطي الطفل خصائصه. [4]

في القرن التاسع الميلادي ، نظر الكاتب العربي الأفريقي الجاحظ في تأثيرات البيئة على احتمالية بقاء الحيوان على قيد الحياة. [5] في عام 1000 م ، كان الطبيب العربي أبو القاسم الزهراوي (المعروف في الغرب بالبوكاسيس) أول طبيب يصف بوضوح الطبيعة الوراثية للهيموفيليا في بلده. التصريف. [6] في عام 1140 م ، وصف يهوذا هاليفي الصفات الوراثية السائدة والمتنحية في الكوزاري. [7]

نظرية التشكيل تحرير

نظرية التشكيل هي نظرية بيولوجية تطورية ، والتي مثلها في العصور القديمة الفيلسوف اليوناني أناكساغوراس. عادت إلى الظهور في العصر الحديث في القرن السابع عشر ثم سادت حتى القرن التاسع عشر. كان مصطلحًا شائعًا آخر في ذلك الوقت هو نظرية التطور ، على الرغم من أن "التطور" (بمعنى التطور كعملية نمو خالصة) كان له معنى مختلف تمامًا عن اليوم. افترض أخصائيو التشكيل أن الكائن الحي بأكمله قد تم تشكيله في الحيوانات المنوية (علم النفس) أو في البويضة (البويضات أو الإباضة) وكان عليه فقط أن يتطور وينمو. يتناقض هذا مع نظرية التخلق اللاجيني ، والتي وفقًا لها لا تتطور هياكل وأعضاء الكائن الحي إلا في سياق التطور الفردي (الوجود الجنيني). كان تكوين التخلق هو الرأي السائد منذ العصور القديمة وحتى القرن السابع عشر ، ولكن تم استبداله بعد ذلك بأفكار ما قبل التشكيل. منذ القرن التاسع عشر ، استطاع تكوين التخلق مرة أخرى أن يثبت نفسه كوجهة نظر صالحة حتى يومنا هذا. [8] [9]

النظاميات النباتية والتهجين تحرير

في القرن الثامن عشر ، مع زيادة المعرفة بالتنوع النباتي والحيواني والتركيز المتزايد المصاحب على التصنيف ، بدأت تظهر أفكار جديدة حول الوراثة. أجرى لينيوس وآخرون (من بينهم جوزيف جوتليب كولروتير ، وكارل فريدريش فون جارتنر ، وتشارلز ناودين) تجارب مكثفة مع التهجين ، وخاصة التهجين بين الأنواع. وصفت مهجنة الأنواع مجموعة واسعة من ظواهر الوراثة ، بما في ذلك العقم الهجين والتباين العالي في التهجينات الخلفية. [10]

كان مربو النباتات يطورون أيضًا مجموعة من الأصناف المستقرة في العديد من الأنواع النباتية المهمة. في أوائل القرن التاسع عشر ، أسس أوغستين ساجريت مفهوم الهيمنة ، مدركًا أنه عندما يتم عبور بعض أنواع النباتات ، تظهر خصائص معينة (موجودة في أحد الوالدين) عادةً في النسل ، وجد أيضًا أن بعض خصائص الأجداد الموجودة في أي من الوالدين قد تظهر في النسل. ومع ذلك ، قام مربو النباتات بمحاولة قليلة لتأسيس أساس نظري لعملهم أو لمشاركة معرفتهم مع العمل الحالي في علم وظائف الأعضاء ، [11] على الرغم من أن مربي النباتات الزراعية في جارتونز في إنجلترا شرحوا نظامهم. [12]

بين عامي 1856 و 1865 ، أجرى جريجور مندل تجارب تربية باستخدام نبات البازلاء بيسوم ساتيفوم وتتبع الأنماط الوراثية لصفات معينة. من خلال هذه التجارب ، رأى مندل أن الأنماط الجينية والأنماط الظاهرية للنسل كانت قابلة للتنبؤ وأن بعض السمات كانت مهيمنة على غيرها. [13] أظهرت هذه الأنماط من الوراثة المندلية فائدة تطبيق الإحصاء على الميراث. كما تناقضوا أيضًا مع نظريات القرن التاسع عشر حول مزج الميراث ، وأظهروا ، بدلاً من ذلك ، أن الجينات تظل منفصلة عبر أجيال متعددة من التهجين. [14]

من خلال تحليله الإحصائي ، عرّف مندل مفهومًا وصفه بأنه شخصية (والذي يحمل في ذهنه أيضًا "محددًا لتلك الشخصية"). في جملة واحدة فقط من ورقته التاريخية ، استخدم مصطلح "العوامل" للإشارة إلى "المادة التي تخلق" الشخصية: "بقدر ما تذهب التجربة ، نجد أنه في كل حالة تؤكد أن السلالة الثابتة لا يمكن أن تتشكل إلا عندما تتشكل البيضة الخلايا وحبوب اللقاح المخصبة متوقفة عن بعضها البعض بحيث يتم تزويد كلاهما بالمواد اللازمة لإنشاء أفراد متشابهين تمامًا ، كما هو الحال مع الإخصاب الطبيعي للأنواع النقية. لذلك ، يجب أن نعتبر أنه من المؤكد أن العوامل المتشابهة تمامًا يجب أن أن تعمل أيضًا في إنتاج الأشكال الثابتة في النباتات الهجينة ". (مندل ، 1866).

تم نشر عمل مندل في عام 1866 باسم "Versuche über Pflanzen-Hybriden" (تجارب على تهجين النبات) في ال Verhandlungen des Naturforschenden Vereins zu Brünn (وقائع جمعية التاريخ الطبيعي في برون)، بعد محاضرتين ألقاهما عن العمل في أوائل عام 1865. [15]

تحرير Pangenesis

نُشر عمل مندل في مجلة علمية غامضة نسبيًا ، ولم يحظ بأي اهتمام في المجتمع العلمي. وبدلاً من ذلك ، تم تحفيز المناقشات حول أنماط الوراثة من خلال نظرية التطور لداروين عن طريق الانتقاء الطبيعي ، حيث بدا أن آليات الوراثة غير اللاماركية مطلوبة. لم تقابل نظرية داروين الخاصة بالوراثة ، وهي نظرية التخلق ، بأي درجة كبيرة من القبول. [16] [17] تم تطوير نسخة رياضية أكثر من التكوّن الشامل ، والتي أسقطت الكثير من بقايا داروين اللاماركية ، كمدرسة وراثية "بيومترية" من قبل ابن عم داروين ، فرانسيس جالتون. [18]

تحرير البلازما الجرثومية

في عام 1883 أجرى أوغست وايزمان تجارب تتضمن تربية فئران تمت إزالة ذيولها جراحيًا. نتائجه - أن إزالة ذيل فأر جراحيًا لم يكن لها أي تأثير على ذيل نسله - تحدت نظريات التكوُّن واللامارك ، التي اعتبرت أن التغييرات التي تطرأ على كائن حي خلال حياته يمكن أن يرثها نسلها. اقترح وايزمان نظرية الوراثة للبلازما الجرثومية ، والتي تنص على أن المعلومات الوراثية يتم نقلها فقط في الحيوانات المنوية وخلايا البويضة. [19]

تساءل هوغو دي فريس عن طبيعة البلازما الجرثومية ، وتساءل على وجه الخصوص عما إذا كانت البلازما الجرثومية مختلطة مثل الطلاء أم لا ، أو ما إذا كانت المعلومات قد تم نقلها في حزم منفصلة ظلت غير منقطعة. في تسعينيات القرن التاسع عشر كان يجري تجارب تربية على مجموعة متنوعة من أنواع النباتات وفي عام 1897 نشر ورقة عن نتائجه التي ذكرت أن كل سمة موروثة كانت محكومة بجسيمين منفصلين من المعلومات ، واحد من كل والد ، وأن هذه الجسيمات قد تم تمريرها على حالها مع الجيل القادم. في عام 1900 كان يعد ورقة أخرى حول نتائجه الإضافية عندما أطلعه أحد الأصدقاء على نسخة من ورقة مندل عام 1866 يعتقد أنها قد تكون ذات صلة بعمل دي فريس. مضى قدمًا ونشر ورقته البحثية لعام 1900 دون ذكر أولوية مندل. في وقت لاحق من نفس العام ، كان عالم نبات آخر ، كارل كورينز ، الذي كان يجري تجارب تهجين مع الذرة والبازلاء ، يبحث في الأدبيات عن التجارب ذات الصلة قبل نشر نتائجه عندما صادف ورقة مندل ، والتي كانت لها نتائج مشابهة لنتائجه. اتهم كورنس دي فريس بالاستيلاء على مصطلحات من جريدة مندل دون الاعتماد عليه أو الاعتراف بأولويته. في الوقت نفسه ، كان عالم نبات آخر ، إريك فون تشيرماك ، يختبر تربية البازلاء ويحقق نتائج مثل نتائج مندل. اكتشف أيضًا ورقة مندل أثناء البحث في الأدبيات عن العمل ذي الصلة. في ورقة لاحقة ، أشاد دي فريس بمندل وأقر بأنه قد مدد عمله السابق فقط. [19]

بعد إعادة اكتشاف عمل مندل ، كان هناك عداء بين وليام باتسون وبيرسون حول الآلية الوراثية ، حلها رونالد فيشر في عمله "الارتباط بين الأقارب على افتراض الميراث المندلي".

في عام 1910 ، أظهر توماس هانت مورغان أن الجينات تقيم في كروموسومات معينة. أظهر لاحقًا أن الجينات تحتل مواقع محددة على الكروموسوم. بهذه المعرفة ، استخدم Alfred Sturtevant ، عضو غرفة الطيران الشهيرة في Morgan ذبابة الفاكهة سوداء البطن، قدم أول خريطة كروموسومية لأي كائن حيوي. في عام 1928 ، أظهر فريدريك جريفيث أن الجينات يمكن أن تنتقل. في ما يُعرف الآن بتجربة جريفيث Griffith ، نقلت الحقن في فأر لسلالة قاتلة من البكتيريا التي قُتلت بالحرارة المعلومات الجينية إلى سلالة آمنة من نفس البكتيريا ، مما أدى إلى قتل الفأر.

أدت سلسلة من الاكتشافات اللاحقة إلى إدراك بعد عقود أن المادة الجينية مصنوعة من DNA (حمض الديوكسي ريبونوكلييك) وليس البروتينات ، كما كان يعتقد على نطاق واسع حتى ذلك الحين. في عام 1941 ، أظهر جورج ويلز بيدل وإدوارد لوري تاتوم أن الطفرات في الجينات تسبب أخطاء في خطوات محددة في مسارات التمثيل الغذائي. أظهر هذا أن جينات معينة ترمز لبروتينات معينة ، مما يؤدي إلى فرضية "جين واحد ، إنزيم واحد". [20] أظهر أوزوالد أفيري وكولين مونرو ماكليود وماكلين مكارتي في عام 1944 أن الحمض النووي يحمل معلومات الجين. [21] في عام 1952 ، أنتج روزاليند فرانكلين وريموند جوسلينج نمط حيود أشعة إكس واضح بشكل لافت للنظر يشير إلى شكل حلزوني. باستخدام هذه الأشعة السينية والمعلومات المعروفة بالفعل عن كيمياء الحمض النووي ، أظهر جيمس د. واتسون وفرانسيس كريك التركيب الجزيئي للحمض النووي في عام 1953. [22] معًا ، أسست هذه الاكتشافات العقيدة المركزية للبيولوجيا الجزيئية ، والتي تنص على أن البروتينات يتم ترجمتها من RNA الذي يتم نسخه بواسطة DNA. منذ ذلك الحين ، ثبت أن لهذه العقيدة استثناءات ، مثل النسخ العكسي في الفيروسات القهقرية.

في عام 1972 ، كان والتر فيرس وفريقه في جامعة غينت أول من حدد تسلسل الجين: الجين الخاص ببروتين غلاف MS2 للعاثيات. [23] اكتشف ريتشارد جيه روبرتس وفيليب شارب في عام 1977 أنه يمكن تقسيم الجينات إلى أجزاء. أدى هذا إلى فكرة أن جينًا واحدًا يمكنه صنع عدة بروتينات. أدى التسلسل الناجح لجينومات العديد من الكائنات الحية إلى تعقيد التعريف الجزيئي للجين. على وجه الخصوص ، لا تجلس الجينات دائمًا جنبًا إلى جنب على الحمض النووي مثل الخرزات المنفصلة. بدلاً من ذلك ، قد تتداخل مناطق الحمض النووي التي تنتج بروتينات متميزة ، بحيث تظهر فكرة أن "الجينات هي سلسلة واحدة طويلة متصلة". [24] [25] تم الافتراض لأول مرة في عام 1986 من قبل والتر جيلبرت أنه لن يكون هناك حاجة إلى الحمض النووي ولا البروتين في مثل هذا النظام البدائي مثل نظام المرحلة المبكرة جدًا من الأرض إذا كان الحمض النووي الريبي يعمل كمحفز وكمعلومات جينية معالج التخزين.

تُعرف الدراسة الحديثة لعلم الوراثة على مستوى الحمض النووي بالوراثة الجزيئية ، ويُعرف تخليق علم الوراثة الجزيئي مع التطور الدارويني التقليدي بالتخليق التطوري الحديث.


اكتشف علماء اليوم & # 8216 سر الحياة & # 8217

المكان: The Eagle ، حانة لطيفة ومكان غداء مفضل للموظفين والطلاب والباحثين العاملين في مختبر كافنديش القديم بجامعة كامبريدج & # 8217s في Free School Lane القريب.

التاريخ: 28 فبراير 1953 ، وهو اليوم الذي تم فيه صنع تاريخ حقيقي وصادق إلى الخير.

الحانة في كامبريدج ، إنجلترا ، حيث أعلن جيمس واتسون أنه اكتشف سر الحياة & # 8221

دخل رجلان إلى الحانة المزعجة لإحداث المزيد من الضوضاء. الأول كان عالم بكتيريا أمريكي طويل القامة يبلغ من العمر 25 عامًا بشعر غير ممشط يدعى جيمس واتسون. الثاني ، فرانسيس كريك ، كان فيزيائيًا بريطانيًا يبلغ من العمر 37 عامًا ، والذي ، وفقًا لأحد منافسيه العلميين ، بدا وكأنه هزيمة مراهنات # 8220a & # 8217s. & # 8221

بأصوات مزدهرة وشجاعة شابة ، تفاخر الثنائي الغريب أنهما ، على حد تعبير فرانسيس كريك & # 8212 أو على الأقل في ذكرى جيمس واتسون ، مستذكرين كلمات فرانسيس كريك & # 8212 & # 8220 اكتشفنا سر الحياة . & # 8221

في الواقع ، كان لديهم. في ذلك الصباح بالذات ، توصل الرجلان إلى التركيب الحلزوني المزدوج لحمض الديوكسي ريبونوكليك ، المعروف لدى كل طالب في الصف الأول باسم الحمض النووي.

ضع في اعتبارك أنهم لم يكتشفوا الحمض النووي. تم إنجاز هذا العمل الفذ العلمي في الواقع في عام 1869 من قبل فريدريش ميشر ، الكيميائي الفسيولوجي الذي يعمل في بازل ، سويسرا. حدد ميشر أن الحمض النووي ، وهو حمض نووي موجود في نواة الخلية # 8217 ، يتكون من السكر وحمض الفوسفوريك والعديد من القواعد المحتوية على النيتروجين. لكن لعقود من الزمان ، لم يعرف أحد الكثير عن وظيفتها الدقيقة.

في عام 1944 ، قرر ثلاثة من العلماء ، أوزوالد أفيري وكولين ماكلويد وماكلين مكارتي ، أن الحمض النووي هو & # 8220 مبدأ التحويل ، & # 8221 المادة التي تحمل المعلومات الجينية. ومع ذلك ، لا يزال هناك العديد من الرافضين الذين شعروا أن التركيب الكيميائي للحمض النووي كان أبسط من أن يحمل مثل هذه البيانات المعقدة ، وبدلاً من ذلك ، جادلوا بأن البروتينات يجب أن تحتوي على المادة الجينية الحقيقية.

إن إثبات كيف أن المشروب البسيط من المواد الكيميائية الموجودة في الحمض النووي يحمل مثل هذه المجموعة من المعلومات يتطلب توضيحًا لبنيته الفعلية ، مرددًا مفهومًا قديمًا لقرون & # 8217 في تاريخ الطب والعلوم يستمر حتى يومنا هذا: على وجه التحديد ، يجب على المرء أن يقرر شكل الوحدة البيولوجية قبل أن يبدأ المرء في فهم وظيفتها.

واتسون وكريك بنموذج الحمض النووي. كان الزوج
تم تصويره في مختبر كافنديش ، جامعة كامبريدج ، المملكة المتحدة ، مايو 1953.

عمل Watson and Crick مع نماذج ثلاثية الأبعاد لإعادة بناء جزيء الحمض النووي ، تمامًا كما يستخدم طالب جامعي تلك العصي والكرات المزعجة في اختبار الكيمياء العضوية.

ومع ذلك ، على بعد 50 ميلاً فقط ، كان فريق من العلماء في كلية King & # 8217s في لندن يستخدم تقنية جديدة نسبيًا تسمى علم البلورات بالأشعة السينية لدراسة الحمض النووي. نجح أحدهم ، روزاليند فرانكلين ، في أخذ نمط حيود الأشعة السينية من عينة من الحمض النووي التي أظهرت صليبًا أو شكلًا حلزونيًا يمكن التعرف عليه بوضوح. دون علم فرانكلين ، سمح أحد زملائها لواتسون برؤية الصورة قبل أيام قليلة.

أكدت صورة DNA Franklin & # 8217s بشكل تجريبي صحة النموذج الحلزوني المزدوج النظري الذي كان Watson و Crick يطوره. كما أوضح واتسون لاحقًا أهمية 28 فبراير 1953: & # 8220 تم الاكتشاف في ذلك اليوم ، وليس ببطء على مدار الأسبوع. كان الأمر بسيطًا على الفور ، يمكنك شرح هذه الفكرة لأي شخص. لم يكن عليك أن تكون عالِمًا ذا قدرة عالية لترى كيف تم نسخ المادة الجينية & # 8221.

انتهوا من بناء نموذجهم الشهير الآن في 7 مارس 1953.

نشر واتسون وكريك النتائج التي توصلوا إليها في عدد 25 أبريل 1953 من مجلة Nature. لقد كان اتصالًا موجزًا ​​ناقش الحلزون المزدوج للحمض النووي واقترح أن خيطي الحمض النووي سمحا له بإنشاء نسخ متطابقة من نفسه. بغض النظر عن إيجاز التقرير ، فقد غير الإعلان عالم الطب والعلوم إلى الأبد.

روزاليند فرانكلين. مقتطف من أرشيف هنري جرانت / متحف لندن.

بشكل مأساوي ، في عام 1958 توفيت روزاليند فرانكلين بسرطان المبيض. كانت تبلغ من العمر 37 عامًا. فاز واتسون وكريك ، جنبًا إلى جنب مع موريس ويلكنز (زميل فرانكلين & # 8217 الذي أظهر كريك بياناتها) ، بجائزة نوبل في الطب أو علم وظائف الأعضاء في عام 1962. ولكن نظرًا لأن قواعد الجائزة تمنع منحها بعد وفاتها ، لم يحصل فرانكلين على جائزة نوبل في الطب أو علم وظائف الأعضاء. الفضل الذي استحقته بشدة حتى سنوات بعد وفاتها.

في مذكراته لعام 1968 ، & # 8220 The Double Helix ، & # 8221 يناقش جيمس واتسون تنافسه الأقل نبلًا مع روزاليند فرانكلين بالإضافة إلى التقدير الذي اكتسبه لعملها الرائع. جالانت ، ربما ، لكن الائتمان كان قصيرًا بالدولار وبعد أيام قليلة متأخرة جدًا.

كان يوم 28 فبراير 1953 يومًا تاريخيًا في تاريخ البشرية والطب والعلوم بالإضافة إلى لحظة تحول في حياة واتسون وكريك. للأسف ، كان هذا مجرد يوم آخر في المختبر بالنسبة لروزاليند فرانكلين المجهولة.

دكتور هوارد ماركل هو مدير مركز تاريخ الطب والأستاذ المتميز جورج إي. وانتز لتاريخ الطب في جامعة ميشيغان.

قام بتأليف أو تحرير 10 كتب ، بما في ذلك & # 8220Quarantine! المهاجرون اليهود من أوروبا الشرقية وأوبئة مدينة نيويورك عام 1892 ، & # 8221 & # 8220 عندما تسافر الجراثيم: ستة أوبئة رئيسية غزت أمريكا منذ عام 1900 والمخاوف من إطلاقها & # 8221 و & # 8220 تشريح الإدمان: سيغموند فرويد ، وليام هالستيد ، والمخدرات المعجزة الكوكايين. & # 8221

المحتوى ذو الصلة

هل لديك سؤال للدكتور ماركيل حول كيفية ظهور جانب معين من جوانب الطب الحديث؟ أرسلها إلينا على [email protected]


28 فبراير: اكتشف العلماء اليوم اللولب المزدوج

المكان: The Eagle ، حانة لطيفة ومكان غداء مفضل للموظفين والطلاب والباحثين العاملين في مختبر كافنديش القديم بجامعة كامبريدج في Free School Lane القريب.

التاريخ: 28 فبراير 1953 ، وهو اليوم الذي تم فيه صنع تاريخ حقيقي وصادق إلى الخير.

دخل رجلان إلى الحانة المزعجة لإحداث المزيد من الضوضاء. الأول كان عالم بكتيريا أمريكي طويل القامة يبلغ من العمر 25 عامًا بشعر غير ممشط يدعى جيمس واتسون. الثاني ، فرانسيس كريك ، كان فيزيائيًا بريطانيًا يبلغ من العمر 37 عامًا ، والذي ، وفقًا لأحد منافسيه العلميين ، كان يشبه & quot؛ رهان الحصص & # 39s & quot.

With booming voices and youthful bravado, the odd duo bragged that they, in the words of Francis Crick -- or at least in the memory of James Watson recalling the words of Francis Crick -- "We have discovered the secret of life."

Indeed, they had. That very morning, the two men worked out the double helix structure of deoxyribonucleic acid, better known to every first-grader as DNA.

Mind you, they did not discover DNA. That scientific feat was actually accomplished in 1869 by Friedrich Miescher, a physiological chemist working in Basel, Switzerland. Miescher determined that DNA, a nucleic acid found in the cell's nucleus, was comprised of sugar, phosphoric acid, and several nitrogen containing bases. But for decades, no one quite knew much about its precise function.

In 1944, a trio of scientists, Oswald Avery, Colin Macleod, and Maclyn McCarty, determined that DNA was the "transforming principle," the substance that carries genetic information. Nevertheless, there remained many naysayers who felt that the chemical composition of DNA was far too simple to carry such complex data and, instead, argued that proteins must contain the true genetic material.

Proving how the simple brew of chemicals contained in DNA carried such an array of information required an elucidation of its actual structure, echoing a centuries' old concept in the history of medicine and science that continues to this very day: specifically, one must determine the form of a biological unit before one can begin to understand its function.

Watson and Crick worked with three-dimensional models to re-construct the DNA molecule, much as a college student uses those pesky sticks and balls to cram for an organic chemistry exam.

Only 50 miles away, however, a team of scientists at King's College in London was using a relatively new technique called X-ray crystallography to study DNA. One of them, Rosalind Franklin, succeeded in taking an X-ray diffraction pattern from a sample of DNA that showed a clearly recognizable cross or helical shape. Unbeknownst to Franklin, one of her colleagues let Watson see the image a few days earlier.

Franklin's DNA picture experimentally confirmed the correctness of the theoretical double helical model Watson and Crick were developing. As Watson later reflected on the importance of Feb. 28, 1953: "The discovery was made on that day, not slowly over the course of the week. It was simple instantly you could explain this idea to anyone. You did not have to be a high-powered scientist to see how the genetic material was copied".

They finished building their now-famous model on March 7, 1953.

Watson and Crick published their findings in the April 25, 1953, issue of Nature. It was a brief communication that discussed the double helix of DNA and suggested that the two strands of DNA allowed it to create identical copies of itself. Regardless of the report's brevity, the announcement changed the world of medicine and science forever.

Tragically, in 1958 Rosalind Franklin died of ovarian cancer. She was 37 years old. Watson and Crick, along with Maurice Wilkins (the colleague of Franklin's who showed Crick her data), won the Nobel Prize for Medicine or Physiology in 1962. But because the Prize rules prevent it from being awarded posthumously, Franklin did not receive the credit she so richly deserved until years after her death.

In his 1968 memoir, "The Double Helix," James Watson discusses his less-than-gentlemanly rivalry with Rosalind Franklin as well the appreciation he came to acquire for her brilliant work. Gallant, perhaps, but the credit was a dollar short and quite a few days too late.

Feb. 28, 1953, was a landmark day in human history, medicine and science as well as a transformative moment in the lives of Watson and Crick. Sadly, it was just another day in the laboratory for the unsung Rosalind Franklin.

Dr. Howard Markel is the director of the Center for the History of Medicine and the George E. Wantz Distinguished Professor of the History of Medicine at the University of Michigan.

He is the author or editor of 10 books, including "Quarantine! East European Jewish Immigrants and the New York City Epidemics of 1892," "When Germs Travel: Six Major Epidemics That Have Invaded America Since 1900 and the Fears They Have Unleashed" and "An Anatomy of Addiction: Sigmund Freud, William Halsted, and the Miracle Drug Cocaine."

This article, reprinted with permission from PBS Newshour, was originally published on February 28, 2013.


شاهد الفيديو: حدث فى مثل هذا اليوم 1953425: اكتشاف الحمض النووي