Francis Crick — a DNS kettős spiráljának felfedezője, Nobel-díjas

Francis Crick, a DNS kettős spiráljának felfedezője és Nobel-díjas: életrajz, tudományos áttörés és hatása a molekuláris biológiára.

Francis Harry Compton Crick OM FRS (1916. június 8. - 2004. július 28.) brit fizikus, biológus és humanista.

Egyike azoknak, akik kidolgozták a DNS szerkezetét. Crick és James Watson a londoni King's College-ban Maurice Wilkins biofizikus csoportjának röntgenkrisztallográfiai eredményeit felhasználva felfedezte, hogy a DNS-nek úgynevezett "kettős spirál szerkezete" van. Eredményüket 1953-ban ismertették a Nature folyóiratban; munkájukban fontos szerepet játszottak Rosalind Franklin röntgen-diffrakciós felvételei (köztük az úgynevezett Photo 51), amelyek döntő bizonyítékot szolgáltattak a spirálos felépítésre.

A DNS kettős spirálja azt jelenti, hogy a molekula két egymásra tekeredő polinukleotidláncból áll, amelyek spirál alakban tekerednek egymás köré. A nukleotidok sorrendje — a bázisok lineáris rendje — hordozza a genetikai információt: a két lánc egymásnak komplementer párja, és a replikáció során mindkét szál sablonként szolgál az új szál kialakulásához (az ún. féln konzervatív — semikonzervatív — másolódás elve). A DNS az öröklődés alapja a mai élet szinte minden formája számára, és szerkezete megmagyarázta, hogyan tárolódik és adódik tovább az örökítőanyag információja.

Crick, Watson és Wilkins 1962-ben elnyerte az élettani vagy orvosi Nobel-díjat. Díjukat a nukleinsavak molekuláris szerkezetére és az információ átadásának biológiai jelentőségére vonatkozó felfedezéseikért kapták. Felfedezésük hatalmas kutatási tevékenységet indított el a molekuláris és sejtbiológia területén, és ennek eredményeképpen számos későbbi Nobel-díj született.

Főbb eredmények

• A DNS kettős spiráljának leírása: a bázispárok és a kettős spirál geometriai modellje, amely lehetővé tette a genetikai információ szerkezetének megértését.
• A genetikai kód és a fehérjeszintézis mechanizmusának feltárása: Crick részt vett a kód feltárását célzó elméleti és kísérleti munkákban, amelyek megmutatták, hogyan fordítódik le a nukleotid-szekvencia aminosav-szekvenciává.
• Központi dogma (central dogma): Crick megfogalmazta azt az elvet, amely szerint az információ átáramlik DNS-ből RNS-be, majd fehérjébe — ez a gondolat meghatározó lett a molekuláris biológia gondolkodásában.
• Semikonzervatív replikáció elvének felvetése: javaslatuk alapot adott a későbbi kísérleti igazolásoknak (például Meselson–Stahl kísérlet).
• Későbbi munkák az idegtudományban: pályafutásának második felében a tudatosság és az agyműködés molekuláris alapjain dolgozott, többek között a Salk Intézetben.

Életpálya és későbbi munkásság

Crick eredetileg fizikusnak tanult, és a második világháború alatt a radar- és előtoló technológiák köréhez kötődő munkákban is részt vett; a háború után érdeklődése a biológia felé fordult. Munkássága során együttműködött számos neves kutatóval, és különböző intézetekben dolgozott, köztük Cambridge-ben és később az Egyesült Államokban, ahol a molekuláris biológia után az idegtudomány felé fordult. Publikációi, előadásai és népszerűsítő írásai jelentősen befolyásolták a modern biológia fejlődését.

Crick nemcsak tudós volt, hanem aktív publicista és humanista gondolkodó is; életműve számos díjat és elismerést hozott, köztük a már említett Nobel-díjat (1962), valamint több tudományos társaság tagságát és kitüntetését. Halála 2004-ben zárta le azt a tudományos pályát, amely alapvetően megváltoztatta a genomika, a molekuláris biológia és az orvostudomány fejlődését.

Későbbi munka

Molekuláris biológia

Az 1950-es évek közepén-végén Crick segített tisztázni a fehérjék szintézisének módját. Crick 1958-ban felsorolta a fehérjeszintézis folyamatának összes kulcsfontosságú jellemzőjét:

• a DNS-molekulák szekvenciájában tárolt genetikai információ
• egy hírvivő RNS-molekula, amely egy fehérje előállításának utasításait továbbítja a citoplazmában lévő riboszómákhoz.
• adaptor molekulák ("tartalmazhatnak nukleotidokat"), hogy az RNS-hírvivő molekulák rövid nukleotidszekvenciáit specifikus aminosavakhoz illesszék.
• ribonuklein-fehérje komplexek, amelyek katalizálják az aminosavak fehérjékké való összeépülését a hírvivő RNS-nek megfelelően.

Az adaptor molekulákról végül kiderült, hogy tRNS-ek, a katalitikus "ribonuklein-fehérje komplexek" pedig riboszómák néven váltak ismertté. Fontos lépés volt a későbbi felismerés (1960-ban), hogy a hírvivő RNS nem azonos a riboszómális RNS-szel.

A következő alapvető kérdés a genetikai kód pontos természete volt. Crick 1958-as cikkében másokhoz hasonlóan azt feltételezte, hogy egy nukleotid-triplet kódolhat egy aminosavat. Crick a "központi dogma" kifejezést is használta annak az elképzelésnek az összefoglalására, amely szerint a genetikai információáramlás a makromolekulák között lényegében egyirányú lenne:

DNS → RNS → Fehérje

A DNS-géneket fehérjékhez kapcsoló folyamatokról való gondolkodásában Crick világosan különbséget tett az érintett anyagok, a szükséges energia és az információáramlás között. Crick erre a harmadik összetevőre (információ) összpontosított, és ez lett a molekuláris biológia néven ismert molekuláris biológia szervező elve.

Neurofiziológia

Pályafutása utolsó szakaszában Crick és Christof Koch egy cikksorozatot publikált a tudatosságról (1990-2005).

Crick úgy döntött, hogy munkáját arra összpontosítja, hogy az agy hogyan hozza létre a vizuális tudatosságot egy jelenet megtekintését követő néhány száz milliszekundumon belül. Crick The Astonishing Hypothesis című könyve azzal érvelt, hogy az idegtudomány most már rendelkezik a szükséges eszközökkel annak tudományos vizsgálatához, hogy az agy hogyan hoz létre tudatos élményeket.

A Francis Crick Intézet

A Francis Crick Intézet egy 660 000 000 font értékű biogyógyászati kutatóközpont Londonban. A Francis Crick Intézet a Cancer Research UK, az Imperial College London, a King's College London, az Orvosi Kutatási Tanács, a University College London (UCL) és a Wellcome Trust partnerségével jött létre. Ez a legnagyobb biomedicinális kutatási és innovációs központ Európában.

Az intézet a St Pancras pályaudvar mellett, az Euston Roadon található. Éves költségvetése több mint 100 millió font. Az épület boltíves teteje két héjra van osztva, és napelemekkel van felszerelve. Az épület egyharmada a föld alatt van, hogy csökkentse a látható tömeget.

Egy tRNS-molekula molekuláris modellje. Crick megjósolta, hogy az ilyen adaptor molekulák lehetnek a kodonok és az aminosavak közötti kapcsolatok.

Kérdések és válaszok

K: Ki volt Francis Harry Compton Crick?

K: Mit fedezett fel Crick és James Watson a DNS-ről?

K: Mi volt Maurice Wilkins biofizikus csapatának hozzájárulása a DNS szerkezetének felfedezéséhez?

K: Hogyan hordozza a DNS az információt?

K: Mi a DNS jelentősége az öröklődésben?

K: Francis Harry Compton Crick Nobel-díjat kapott?

K: Milyen hatással volt a DNS szerkezetének felfedezése a biológiai kutatásokra?

Keresés betűvel