Crick Francis Harry Compton là một trong hai nhà sinh học phân tử đã làm sáng tỏ bí ẩn về cấu trúc của vật mang thông tin di truyền (DNA), từ đó đặt nền móng cho sinh học phân tử hiện đại. Sau khám phá cơ bản này, ông đã có những đóng góp đáng kể vào sự hiểu biết về mã di truyền và cách thức hoạt động của gen, cũng như đối với khoa học thần kinh. Cùng nhận giải Nobel Y học năm 1962 với James Watson và Maurice Wilkins vì đã làm sáng tỏ cấu trúc của DNA.

Francis Crick: tiểu sử

Con trai cả của hai người con trai, Francis, được sinh ra bởi Harry Crick và Elizabeth Ann Wilkins vào ngày 8 tháng 6 năm 1916 tại Northampton, Anh. Anh ta học tại phòng tập thể dục địa phương và ngay từ khi còn nhỏ đã bắt đầu quan tâm đến các thí nghiệm, thường kèm theo các vụ nổ hóa học. Ở trường, anh nhận được giải thưởng vì hái hoa dại. Ngoài ra, anh còn bị ám ảnh bởi quần vợt, nhưng không có nhiều hứng thú với các trò chơi và môn thể thao khác. Năm 14 tuổi, Francis nhận được học bổng của trường Mill Hill ở bắc London. Bốn năm sau, ở tuổi 18, anh vào Đại học Cao đẳng. Khi ông lớn tuổi, cha mẹ ông đã chuyển từ Northampton đến Mill Hill, và điều này cho phép Francis sống ở nhà trong quá trình học của ông. Ông đã nhận được bằng danh dự về vật lý.

Sau khi tốt nghiệp cử nhân, Francis Crick, dưới sự giám sát của da Costa Andrade, đã nghiên cứu độ nhớt của nước dưới áp suất và ở nhiệt độ cao tại University College. Năm 1940, Francis nhận một vị trí dân sự trong Bộ Hải quân, nơi ông làm việc về thiết kế các loại mìn chống hạm. Đầu năm, Crick kết hôn với Ruth Doreen Dodd. Con trai Michael của họ được sinh ra trong một cuộc không kích vào London vào ngày 25 tháng 11 năm 1940. Vào cuối chiến tranh, Francis được bổ nhiệm làm tình báo khoa học tại trụ sở Bộ Hải quân Anh ở Whitehall, nơi ông làm việc về phát triển vũ khí.

Trên bờ vực sống và không sống

Nhận thấy rằng anh ấy sẽ cần được đào tạo thêm để thỏa mãn mong muốn nghiên cứu cơ bản của mình, Crick quyết định làm việc theo hướng Tiến sĩ của mình. Theo ông, ông bị cuốn hút bởi hai lĩnh vực sinh học - biên giới giữa sinh vật sống và không sống và hoạt động của não bộ. Crick đã chọn cái đầu tiên, mặc dù biết rất ít về chủ đề này. Sau khi nghiên cứu sơ bộ tại Đại học Cao đẳng vào năm 1947, ông quyết định theo học chương trình tại phòng thí nghiệm Cambridge dưới sự chỉ đạo của Arthur Hughes để nghiên cứu các đặc tính vật lý của tế bào chất của nuôi cấy nguyên bào sợi ở gà.

Hai năm sau, Crick gia nhập nhóm Hội đồng Nghiên cứu Y khoa tại Phòng thí nghiệm Cavendish. Nó bao gồm các học giả người Anh Max Perutz và John Kendrew (những người đoạt giải Nobel trong tương lai). Bề ngoài Francis hợp tác với họ để nghiên cứu cấu trúc của protein, nhưng trên thực tế là hợp tác với Watson để làm sáng tỏ cấu trúc của DNA.

xoắn kép

Năm 1947, Francis Crick ly hôn với Doreen và năm 1949 kết hôn với Odile Speed, một sinh viên nghệ thuật mà ông đã gặp khi cô ấy còn ở trong Hải quân trong thời gian ông ở Bộ Hải quân. Cuộc hôn nhân của họ trùng hợp với việc ông bắt đầu công việc Tiến sĩ về nhiễu xạ protein tia X. Đây là một phương pháp nghiên cứu cấu trúc tinh thể của các phân tử, giúp xác định các phần tử của cấu trúc ba chiều của chúng.

Năm 1941, Phòng thí nghiệm Cavendish do Ngài William Lawrence Bragg đứng đầu, người đã đi tiên phong trong kỹ thuật nhiễu xạ tia X bốn mươi năm trước đó. Năm 1951, Crick được tham gia cùng James Watson, một người Mỹ đến thăm, người từng theo học bác sĩ người Ý Salvador Edward Luria và là thành viên của một nhóm các nhà vật lý nghiên cứu vi rút vi khuẩn được gọi là thực khuẩn.

Giống như các đồng nghiệp của mình, Watson quan tâm đến việc làm sáng tỏ thành phần của gen và cho rằng việc làm sáng tỏ cấu trúc của DNA là giải pháp hứa hẹn nhất. Mối quan hệ hợp tác không chính thức giữa Crick và Watson đã phát triển thông qua những tham vọng tương tự và quá trình suy nghĩ tương tự. Kinh nghiệm của họ bổ sung cho nhau. Vào thời điểm họ gặp nhau lần đầu, Crick đã biết rất nhiều về nhiễu xạ tia X và cấu trúc protein, trong khi Watson rất thành thạo về thực khuẩn và di truyền vi khuẩn.

Dữ liệu Franklin

Francis Crick và đã biết đến công trình của các nhà sinh hóa học Maurice Wilkins và King's College London, những người đã sử dụng nhiễu xạ tia X để nghiên cứu cấu trúc của DNA. Đặc biệt, Crick đã thúc giục nhóm London xây dựng các mô hình tương tự như mô hình sản xuất tại Mỹ để giải quyết vấn đề chuỗi xoắn alpha protein. Pauling, cha đẻ của khái niệm liên kết hóa học, đã chỉ ra rằng protein có cấu trúc ba chiều và không chỉ là các chuỗi thẳng của axit amin.

Wilkins và Franklin, hành động độc lập, thích cách tiếp cận thực nghiệm có chủ ý hơn so với phương pháp mô hình hóa lý thuyết của Pauling, mà Francis đã theo sau. Vì nhóm ở King's College không phản hồi đề xuất của họ, Crick và Watson đã dành một phần thời gian hai năm để thảo luận và lập luận. Đầu năm 1953, họ bắt đầu xây dựng mô hình DNA.

Cấu trúc DNA

Sử dụng dữ liệu nhiễu xạ tia X của Franklin, qua nhiều thử nghiệm và sai sót, họ đã tạo ra một mô hình phân tử axit deoxyribonucleic phù hợp với phát hiện của nhóm London và dữ liệu của nhà hóa sinh Erwin Chargaff. Năm 1950, nghiên cứu thứ hai đã chứng minh rằng số lượng tương đối của bốn nucleotide tạo nên DNA tuân theo một số quy tắc nhất định, một trong số đó là sự tương ứng giữa lượng adenin (A) với lượng thymine (T) và lượng guanin (G ) với lượng cytosine (C). Mối quan hệ như vậy gợi ý sự kết đôi của A và T và G và C, bác bỏ ý kiến ​​cho rằng DNA không hơn gì một tetranucleotide, tức là một phân tử đơn giản bao gồm cả bốn bazơ.

Vào mùa xuân và mùa hè năm 1953, Watson và Crick đã viết bốn bài báo về cấu trúc và chức năng giả định của axit deoxyribonucleic, bài báo đầu tiên xuất hiện ngày 25 tháng 4 trên tạp chí Nature. Các ấn phẩm đi kèm với công việc của Wilkins, Franklin và các đồng nghiệp của họ, những người đã cung cấp bằng chứng thực nghiệm cho mô hình. Watson đã trúng số và ghi tên mình lên hàng đầu, do đó mãi mãi gắn kết thành tựu khoa học cơ bản với cặp đôi Watson Creek.

Mã di truyền

Trong vài năm tiếp theo, Francis Crick đã nghiên cứu mối quan hệ giữa DNA và sự hợp tác của ông với Vernon Ingram đã dẫn đến sự chứng minh vào năm 1956 về sự khác biệt trong thành phần hemoglobin của bệnh thiếu máu hồng cầu hình liềm so với bình thường bởi một axit amin. Nghiên cứu đã cung cấp bằng chứng cho thấy các bệnh di truyền có thể liên quan đến mối quan hệ DNA-protein.

Cùng thời gian đó, nhà di truyền học và sinh học phân tử người Nam Phi Sydney Brenner đã gia nhập Crick tại Phòng thí nghiệm Cavendish. Họ bắt đầu giải quyết "vấn đề mã hóa" - xác định cách trình tự cơ sở của DNA hình thành chuỗi axit amin trong protein. Công trình lần đầu tiên được trình bày vào năm 1957 với tiêu đề "Tổng hợp Protein". Trong đó, Crick đã đưa ra định đề cơ bản của sinh học phân tử, theo đó thông tin được truyền đến một protein không thể được trả lại. Ông dự đoán cơ chế tổng hợp protein bằng cách truyền thông tin từ DNA sang RNA và từ RNA sang protein.

Viện Salk

Năm 1976, khi đang đi nghỉ, Crick được mời làm việc tại Viện Nghiên cứu Sinh học Salk ở La Jolla, California. Ông đồng ý và làm việc tại Viện Salk trong suốt quãng đời còn lại của mình, kể cả với tư cách là giám đốc. Tại đây Crick bắt đầu nghiên cứu về hoạt động của bộ não, điều mà ông quan tâm ngay từ khi bắt đầu sự nghiệp khoa học của mình. Ông chủ yếu quan tâm đến ý thức và cố gắng tiếp cận vấn đề này thông qua việc nghiên cứu thị giác. Crick đã xuất bản một số công trình suy đoán về cơ chế của giấc mơ và sự chú ý, nhưng như ông đã viết trong cuốn tự truyện của mình, ông vẫn chưa đưa ra bất kỳ lý thuyết nào vừa mới mẻ vừa giải thích một cách thuyết phục nhiều sự kiện thực nghiệm.

Một hoạt động thú vị tại Viện Salk là sự phát triển ý tưởng về bệnh panspermia có định hướng của anh ấy. Cùng với Leslie Orgel, ông đã xuất bản một cuốn sách, trong đó ông gợi ý rằng các vi sinh vật bay lơ lửng trong không gian vũ trụ để cuối cùng đến Trái đất và gieo mầm cho nó, và điều này được thực hiện do hành động của "ai đó". Vì vậy, Francis Crick đã bác bỏ lý thuyết về thuyết sáng tạo bằng cách chứng minh cách trình bày những ý tưởng mang tính đầu cơ.

Giải thưởng nhà khoa học

Trong sự nghiệp của mình với tư cách là một nhà lý thuyết năng động của sinh học hiện đại, Francis Crick đã thu thập, cải tiến và tổng hợp các công trình thử nghiệm của những người khác và đưa những phát hiện bất thường của mình vào giải pháp cho các vấn đề cơ bản của khoa học. Những nỗ lực phi thường của ông, ngoài giải Nobel còn mang về cho ông nhiều giải thưởng. Chúng bao gồm Giải thưởng Lasker, Giải thưởng Charles Mayer của Viện Hàn lâm Khoa học Pháp, và Huy chương Copley của Hiệp hội Hoàng gia. Năm 1991, ông được nhận Huân chương Công trạng.

Crick qua đời vào ngày 28 tháng 7 năm 2004 tại San Diego, hưởng thọ 88 tuổi. Năm 2016, Viện Crick Francis được xây dựng ở phía bắc London. Tòa nhà trị giá 660 triệu bảng Anh đã trở thành trung tâm nghiên cứu y sinh lớn nhất ở châu Âu.

Francis Harry Compton Creek, con đầu lòng của Harry Creek và Annie Elizabeth Wilkins, sinh ngày 8 tháng 6 năm 1916, tại một khu định cư nhỏ gần Northamptonshire, Anh (Northamptonshire, England). Ông nội của anh, nhà tự nhiên học nghiệp dư Walter Drawbridge Crick, đã biên soạn các báo cáo về nghiên cứu foraminifera địa phương và trao đổi thư từ với Charles Darwin (Charles Darwin). Để vinh danh ông của mình, hai đại diện của lớp chân bụng thậm chí còn được nêu tên.

Ngay từ khi còn nhỏ, Phanxicô đã quan tâm đến khoa học và tích cực học hỏi kiến ​​thức từ sách. Cha mẹ đưa cậu đến nhà thờ, nhưng gần 12 tuổi, cậu bé tuyên bố từ bỏ đức tin tôn giáo của mình để tìm kiếm câu trả lời cho những câu hỏi của mình theo quan điểm khoa học. Sau đó, ông nói với một chút mỉa mai rằng người lớn có thể thảo luận về các vấn đề Cơ đốc giáo càng lâu càng tốt, nhưng trẻ em nên tránh xa tất cả những điều này.

Năm 21 tuổi, Crick lấy bằng cử nhân vật lý của trường Đại học London (University College London). Trong Chiến tranh Thế giới thứ hai, ông làm việc tại Phòng thí nghiệm Nghiên cứu Bộ Hải quân, nơi ông đã phát triển các loại mìn từ tính và âm học và đóng một vai trò quan trọng trong việc tạo ra một loại mìn mới chứng tỏ hiệu quả chống lại tàu quét mìn của Đức.

Năm 1947, Crick bắt đầu nghiên cứu sinh học, tham gia vào dòng "các nhà khoa học nhập cư", những người đang rời bỏ nghiên cứu vật lý của họ để chuyển sang sinh học. Ông đã phải chuyển từ "sự đơn giản sang trọng và sâu sắc" của vật lý sang "các quá trình hóa học phức tạp được phát triển bởi chọn lọc tự nhiên trong hàng tỷ năm." Nhấn mạnh sự nghiêm trọng của quá trình chuyển đổi từ khu vực này sang khu vực khác, Crick nói rằng anh ấy “thực tế đã được sinh ra một lần nữa”.

Trong hầu hết hai năm tiếp theo, Francis dành phần lớn thời gian để nghiên cứu các đặc tính vật lý của tế bào chất tại Phòng thí nghiệm Cambridge Strangeways, do Honor Bridget Fell đứng đầu, cho đến khi ông bắt đầu cộng tác với Max Perutz và John Kendrew) tại Phòng thí nghiệm Cavendish. Cuối năm 1951, Crick làm việc với James Watson, người mà ông đã công bố một mô hình chung cho cấu trúc xoắn của DNA vào năm 1953.

Maurice Wilkins cũng tham gia vào việc khám phá ra cấu trúc của axit deoxyribonucleic. Ông đã cho Francis và James xem một bức X-quang của một phân tử DNA do cộng sự của ông là Rosalind Franklin chụp, và sau đó, các nhà khoa học đã có thể giải thích cơ chế sao chép DNA. Trong sinh học phân tử, Crick đưa ra thuật ngữ "Tín điều trung tâm", khái quát quy luật thực hiện thông tin di truyền (DNA → RNA → protein).

Trong phần còn lại của sự nghiệp, Crick là giáo sư tại Viện Nghiên cứu Sinh học John Salk ở La Jolla, California. Chức năng của nó chỉ giới hạn trong công việc nghiên cứu. Nghiên cứu sau này của Francis tập trung vào khoa học thần kinh lý thuyết và có liên quan đến mong muốn thúc đẩy nghiên cứu về ý thức của con người.

Francis đã kết hôn hai lần. Ông có ba người con và sáu đứa cháu. Ông qua đời vì bệnh ung thư ruột kết vào ngày 28 tháng 7 năm 2004.

Tốt nhất trong ngày

, Bác sĩ sinh lý, Medic

Francis Harry Compton Crick là một nhà di truyền học và sinh học phân tử người Anh. Giải Nobel Sinh lý học hoặc Y học (1962, cùng với James Dewey Watson và Maurice Wilkinson).

Francis Crick được sinh ra Ngày 8 tháng 6 năm 1916, Northampton, Anh Quốc, trong một gia đình của một nhà sản xuất giày thành công. Sau khi gia đình chuyển đến London, anh học tại trường Mill Hill, nơi anh thể hiện khả năng vật lý, hóa học và toán học của mình. Năm 1937, sau khi tốt nghiệp Đại học Oxford, Crick nhận bằng cử nhân khoa học tự nhiên với luận án về độ nhớt của nước ở nhiệt độ cao.

Mỗi khi tôi viết một bài báo về nguồn gốc của sự sống, tôi quyết định rằng tôi sẽ không bao giờ viết một bài nữa ...

Creek Francis Harry Compton

Năm 1939, trong Chiến tranh thế giới thứ hai, Francis Crick bắt đầu làm việc trong phòng thí nghiệm nghiên cứu của Bộ Hải quân, xử lý các loại mìn dưới biển sâu. Khi chiến tranh kết thúc, trong khi tiếp tục làm việc ở bộ phận này, ông đã làm quen với cuốn sách của nhà khoa học lỗi lạc người Áo Erwin Schrödinger “Cuộc sống là gì? Các khía cạnh vật lý của tế bào sống (1944), trong đó các sự kiện không gian-thời gian xảy ra trong một cơ thể sống được giải thích theo quan điểm của vật lý và hóa học. Những ý tưởng được trình bày trong cuốn sách đã ảnh hưởng đến Crick đến nỗi anh ta, dự định nghiên cứu vật lý hạt, đã chuyển sang sinh học.

Với học bổng từ Hội đồng Nghiên cứu Y khoa, Crick bắt đầu làm việc tại Phòng thí nghiệm Strangeway ở Cambridge vào năm 1947, nơi ông nghiên cứu sinh học, hóa học hữu cơ và kỹ thuật nhiễu xạ tia X được sử dụng để xác định cấu trúc không gian của phân tử. Kiến thức của ông về sinh học được mở rộng đáng kể sau khi chuyển đến Phòng thí nghiệm Cavendish nổi tiếng ở Cambridge vào năm 1949, một trong những trung tâm sinh học phân tử thế giới, nơi, dưới sự hướng dẫn của nhà hóa sinh nổi tiếng Max Ferdinand Perutz, Francis Crick đã nghiên cứu cấu trúc phân tử của protein. Ông đang cố gắng tìm ra cơ sở hóa học của di truyền học, mà ông cho rằng có thể được tìm thấy trong axit deoxyribonucleic (DNA).

Quá trình nghiên cứu khoa học có nội dung sâu sắc: đôi khi chính chúng ta cũng không biết mình đang làm gì.

Creek Francis Harry Compton

Trong cùng thời kỳ, đồng thời với Crick, các nhà khoa học khác cũng làm việc trong cùng một khu vực. Năm 1950, nhà sinh vật học người Mỹ Erwin Chargaff của Đại học Columbia đã đưa ra kết luận rằng DNA chứa một lượng bằng nhau của bốn bazơ nitơ - adenine, thymine, guanine và cytosine. Các đồng nghiệp người Anh của Crick là M. Wilkins và R. Franklin từ Đại học King's College, Đại học London, đã tiến hành nghiên cứu nhiễu xạ tia X của các phân tử DNA.

Năm 1951, F. Crick bắt đầu nghiên cứu chung với nhà sinh vật học trẻ tuổi người Mỹ J. Watson tại Phòng thí nghiệm Cavendish. Dựa trên công trình ban đầu của Chargaff, Wilkins và Franklin, Crick và Watson đã dành hai năm để phát triển cấu trúc không gian của phân tử DNA và xây dựng mô hình của nó từ những quả bóng, đoạn dây và bìa cứng. Theo mô hình DNA của họ

Trong trình tự nucleotide của DNA, thông tin di truyền được ghi lại (mã hóa) về tất cả các đặc điểm của loài và các đặc điểm của cá thể (cá thể) - kiểu gen của nó. DNA quy định quá trình sinh tổng hợp các thành phần của tế bào và mô, quyết định hoạt động của sinh vật trong suốt cuộc đời của nó. là một chuỗi xoắn kép bao gồm hai chuỗi monosaccharide và phosphate nối với nhau bằng các cặp bazơ bên trong chuỗi xoắn, với adenin nối với thymine, và guanin với cytosine, và các bazơ với nhau bằng liên kết hydro. Mô hình Watson-Crick cho phép các nhà nghiên cứu khác hình dung rõ ràng quá trình tổng hợp DNA. Hai chuỗi của phân tử được tách ra tại các liên kết hydro, giống như mở một dây kéo, sau đó một chuỗi mới được tổng hợp trên mỗi nửa của phân tử DNA cũ. Trình tự cơ sở hoạt động như một khuôn mẫu hoặc bản thiết kế cho phân tử mới.

Năm 1953, họ hoàn thành mô hình DNA và Francis Crick được trao bằng tiến sĩ từ Cambridge với luận án về phân tích nhiễu xạ tia X của cấu trúc protein. Năm 1954, ông tham gia vào việc giải mã mã di truyền. Ban đầu là một nhà lý thuyết, Crick bắt đầu, cùng với S. Brenner, nghiên cứu về đột biến di truyền trong thực khuẩn, loại vi rút lây nhiễm sang tế bào vi khuẩn.

Tôi có thể kể tên ba lĩnh vực khoa học đã có những tiến bộ rất nhanh. Trước hết, đó là sinh học phân tử và địa chất, đã nhận được sự phát triển bùng nổ trong vòng 15–20 năm qua. Lĩnh vực thứ ba là thiên văn học, trong đó sự ra đời của kính thiên văn vô tuyến là sự phát triển quan trọng nhất. Với sự giúp đỡ của họ, người ta đã có thể khám phá ra nhiều hiện tượng quan trọng và không lường trước được trong Vũ trụ, chẳng hạn như sao xung, chuẩn tinh và "lỗ đen".

Creek Francis Harry Compton

Đến năm 1961, ba loại axit ribonucleic (RNA) đã được phát hiện: chất truyền tin, chất ribosom và chất vận chuyển. Crick và các đồng nghiệp của ông đã đề xuất một cách đọc mã di truyền. Theo lý thuyết của Crick, RNA thông tin nhận thông tin di truyền từ DNA trong nhân tế bào và chuyển nó đến ribosome, nơi tổng hợp protein trong tế bào chất của tế bào. ARN chuyển mang các axit amin vào ribosome. RNA thông tin và ribosome, tương tác với nhau, cung cấp sự kết hợp của các axit amin để tạo thành các phân tử protein theo đúng trình tự. Mã di truyền được tạo thành từ bộ ba bazơ nitơ của ADN và ARN cho mỗi loại trong số 20 axit amin. Các gen được tạo thành từ nhiều bộ ba cơ bản, mà Crick gọi là codon, và chúng giống nhau ở các loài khác nhau.

Năm 1962, Crick, Wilkins và Watson được trao giải Nobel "cho những khám phá của họ liên quan đến cấu trúc phân tử của axit nucleic và ý nghĩa của chúng đối với việc truyền thông tin trong các hệ thống sống." Trong năm nhận giải Nobel, Crick trở thành trưởng phòng thí nghiệm sinh học tại Đại học Cambridge và là thành viên nước ngoài của Hội đồng Viện Salk ở San Diego (California). Năm 1977, sau khi chuyển đến San Diego, Francis Creek chuyển sang nghiên cứu trong lĩnh vực khoa học thần kinh, đặc biệt là các cơ chế của thị giác và giấc mơ.

Trong cuốn sách "Sự sống như nó vốn có: nguồn gốc và bản chất của nó" (1981), nhà khoa học đã ghi nhận sự giống nhau đáng kinh ngạc của tất cả các dạng sống. Đề cập đến những khám phá về sinh học phân tử, cổ sinh vật học và vũ trụ học, ông cho rằng sự sống trên Trái đất có thể bắt nguồn từ các vi sinh vật sống rải rác khắp không gian từ một hành tinh khác. Ông và đồng nghiệp L. Orgel gọi lý thuyết này là “bệnh panspermia trực tiếp”.

Creek Francis sống rất lâu, ông qua đời vào ngày 30 tháng 7 năm 2004, tại San Diego, Hoa Kỳ, hưởng thọ 88 tuổi.

Trong suốt cuộc đời của mình, Crick đã được trao tặng nhiều phần thưởng và giải thưởng (Giải thưởng Sch. L. Mayer của Viện Hàn lâm Khoa học Pháp, năm 1961; Giải thưởng Khoa học của Hiệp hội Nghiên cứu Hoa Kỳ, 1962; Huân chương Hoàng gia, 1972; Huân chương John Singleton Copley của Hiệp hội Hoàng gia , Năm 1976).

Francis Crick - trích dẫn

Mỗi khi tôi viết một bài báo về nguồn gốc của sự sống, tôi quyết định rằng tôi sẽ không bao giờ viết một bài nữa ...

Quá trình nghiên cứu khoa học có nội dung sâu sắc: đôi khi chính chúng ta cũng không biết mình đang làm gì.

Tôi có thể kể tên ba lĩnh vực khoa học đã có những tiến bộ rất nhanh. Trước hết, đó là sinh học phân tử và địa chất, đã nhận được sự phát triển bùng nổ trong vòng 15–20 năm qua. Lĩnh vực thứ ba là thiên văn học, trong đó sự ra đời của kính thiên văn vô tuyến là sự phát triển quan trọng nhất. Nhờ sự giúp đỡ của họ, người ta đã có thể khám phá ra nhiều hiện tượng quan trọng và không lường trước được trong Vũ trụ, chẳng hạn như sao xung, chuẩn tinh và "lỗ đen".

Nhà sinh học phân tử người Anh Francis Harry Compton Crick sinh ra ở Northampton, là con trai của hai người con trai của Harry Compton Crick, một nhà sản xuất giày giàu có và Anna Elizabeth (Wilkins) Crick. Sau khi trải qua thời thơ ấu của mình ở Northampton, anh theo học một trường trung học. Trong cuộc khủng hoảng kinh tế sau Chiến tranh thế giới thứ nhất, công việc thương mại của gia đình rơi vào cảnh điêu đứng, và cha mẹ Crick chuyển đến London. Khi còn là học sinh tại Trường Mill Hill, Crick tỏ ra rất thích vật lý, hóa học và toán học. Năm 1934, ông vào Đại học College London để nghiên cứu vật lý và tốt nghiệp ba năm sau với bằng Cử nhân Khoa học. Hoàn thành chương trình học của mình tại Đại học College, Crick xem xét độ nhớt của nước ở nhiệt độ cao; công việc này bị gián đoạn vào năm 1939 do Chiến tranh thế giới thứ hai bùng nổ.

Trong những năm chiến tranh, Creek đã tham gia vào việc chế tạo mìn trong phòng thí nghiệm nghiên cứu của Bộ Hải quân Anh. Trong hai năm sau khi chiến tranh kết thúc, ông tiếp tục làm việc trong bộ này và sau đó ông đã đọc cuốn sách nổi tiếng của Erwin Schrödinger là gì? Các khía cạnh vật lý của tế bào sống ”(“ Sự sống là gì? Các khía cạnh vật lý của tế bào sống ”), xuất bản năm 1944. Trong cuốn sách, Schrödinger đặt câu hỏi:“ Làm thế nào có thể giải thích các sự kiện không gian xảy ra trong cơ thể sống từ vị trí vật lý và hóa học?

Những ý tưởng được trình bày trong cuốn sách đã ảnh hưởng đến Crick đến nỗi anh ta, dự định nghiên cứu vật lý hạt, đã chuyển sang sinh học. Với sự hỗ trợ của Archibald W. Hill, Crick nhận được học bổng của Hội đồng Nghiên cứu Y khoa và năm 1947 bắt đầu làm việc tại Phòng thí nghiệm Strangeway ở Cambridge. Tại đây, ông nghiên cứu sinh học, hóa học hữu cơ và kỹ thuật nhiễu xạ tia X được sử dụng để xác định cấu trúc không gian của phân tử. Kiến thức của ông về sinh học được mở rộng đáng kể sau khi chuyển đến Phòng thí nghiệm Cavendish ở Cambridge vào năm 1949, một trong những trung tâm sinh học phân tử của thế giới.

Dưới sự hướng dẫn của Max Perutz, Crick đã khám phá cấu trúc phân tử của protein, liên quan đến việc ông quan tâm đến mã di truyền cho trình tự các axit amin trong phân tử protein. Khoảng 20 axit amin thiết yếu đóng vai trò là đơn vị monome mà từ đó tất cả các protein được tạo ra. Nghiên cứu điều mà ông xác định là "ranh giới giữa sống và không sống", Crick đã cố gắng tìm ra cơ sở hóa học của di truyền, theo ông gợi ý, có thể nằm trong axit deoxyribonucleic (DNA).

Di truyền học như một môn khoa học ra đời vào năm 1866 khi Gregor Mendel xác định vị trí mà "các yếu tố", sau này được gọi là gen, xác định sự kế thừa của các đặc tính vật lý. Ba năm sau, nhà hóa sinh người Thụy Sĩ Friedrich Miescher đã phát hiện ra axit nucleic và chỉ ra rằng nó được chứa trong nhân tế bào. Trước ngưỡng cửa của một thế kỷ mới, các nhà khoa học phát hiện ra rằng các gen nằm trong nhiễm sắc thể, yếu tố cấu trúc của nhân tế bào. Trong nửa đầu TK XX. các nhà hóa sinh đã xác định bản chất hóa học của axit nucleic, và vào những năm 40. Các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra rằng gen được hình thành từ một trong những axit này, DNA. Người ta đã chứng minh rằng gen, hoặc DNA, chỉ đạo sinh tổng hợp (hoặc hình thành) các protein tế bào được gọi là enzym và do đó kiểm soát các quá trình sinh hóa trong tế bào.

Khi Crick bắt đầu làm luận án tiến sĩ tại Cambridge, người ta đã biết rằng các axit nucleic bao gồm DNA và RNA (axit ribonucleic), mỗi axit này được hình thành bởi các phân tử thuộc nhóm monosaccharide của pentose (deoxyribose hoặc ribose), phosphate và bốn bazơ nitơ - adenine, thymine, guanine và cytosine (RNA chứa uracil thay vì thymine). Năm 1950, Erwin Chargaff của Đại học Columbia đã chỉ ra rằng DNA chứa một lượng tương đương các bazơ nitơ này. Maurice H.F. Wilkins và đồng nghiệp Rosalind Franklin của Đại học King's College London đã tiến hành nghiên cứu nhiễu xạ tia X của các phân tử DNA và kết luận rằng DNA có hình dạng của một chuỗi xoắn kép, giống như một cầu thang xoắn ốc.

Năm 1951, nhà sinh vật học người Mỹ, James D. Watson, hai mươi ba tuổi, mời Crick làm việc tại Phòng thí nghiệm Cavendish. Sau đó, họ thiết lập các mối liên hệ sáng tạo chặt chẽ. Dựa trên nghiên cứu ban đầu của Chargaff, Wilkins và Franklin, Crick và Watson bắt đầu xác định cấu trúc hóa học của DNA. Trong vòng hai năm, họ đã phát triển cấu trúc không gian của phân tử DNA bằng cách xây dựng mô hình của nó từ những quả bóng, đoạn dây và bìa cứng. Theo mô hình của họ, DNA là một chuỗi xoắn kép bao gồm hai chuỗi monosaccharide và phosphate (deoxyribose phosphate) được nối với nhau bằng các cặp bazơ trong chuỗi xoắn, với adenin kết nối với thymine, và guanin với cytosine, và các bazơ với nhau bằng liên kết hydro .

Mô hình cho phép các nhà nghiên cứu khác hình dung rõ ràng quá trình sao chép DNA. Hai chuỗi của phân tử được tách ra tại các liên kết hydro, giống như mở một dây kéo, sau đó một chuỗi mới được tổng hợp trên mỗi nửa của phân tử DNA cũ. Trình tự cơ sở hoạt động như một khuôn mẫu, hoặc bản thiết kế, cho phân tử mới.

Năm 1953, Crick và Watson đã hoàn thành mô hình DNA. Cùng năm, Crick nhận bằng Tiến sĩ tại Cambridge với luận án về phân tích nhiễu xạ tia X của cấu trúc protein. Trong năm tiếp theo, ông nghiên cứu cấu trúc protein tại Viện Bách khoa Brooklyn ở New York và giảng dạy tại các trường đại học khác nhau của Hoa Kỳ. Trở lại Cambridge vào năm 1954, ông tiếp tục nghiên cứu tại Phòng thí nghiệm Cavendish, tập trung vào việc giải mã mã di truyền. Ban đầu là một nhà lý thuyết, Crick bắt đầu nghiên cứu các đột biến di truyền trong thực khuẩn (virus lây nhiễm tế bào vi khuẩn) với Sydney Brenner.

Đến năm 1961, ba loại RNA đã được phát hiện: chất truyền tin, ribosome và vận chuyển. Crick và các đồng nghiệp của ông đã đề xuất một cách đọc mã di truyền. Theo lý thuyết của Crick, RNA thông tin nhận thông tin di truyền từ DNA trong nhân tế bào và chuyển nó đến ribosome (vị trí tổng hợp protein) trong tế bào chất của tế bào. ARN chuyển mang các axit amin vào ribosome.

RNA thông tin và ribosome, tương tác với nhau, cung cấp sự kết hợp của các axit amin để tạo thành các phân tử protein theo đúng trình tự. Mã di truyền được tạo thành từ bộ ba bazơ nitơ của ADN và ARN cho mỗi loại trong số 20 axit amin. Các gen được tạo thành từ nhiều bộ ba cơ bản, mà Crick gọi là codon; codon giống nhau ở các loài khác nhau.

Crick, Wilkins và Watson đã chia sẻ giải Nobel Sinh lý học hoặc Y học năm 1962 "cho những khám phá của họ liên quan đến cấu trúc phân tử của axit nucleic và ý nghĩa của chúng đối với việc truyền thông tin trong các hệ thống sống." A. V. Engström của Viện Karolinska phát biểu tại lễ trao giải: “Việc khám phá ra cấu trúc phân tử không gian ... DNA là cực kỳ quan trọng, bởi vì nó vạch ra khả năng hiểu biết rất chi tiết về các đặc điểm chung và riêng của mọi sinh vật”. Engström lưu ý rằng "giải mã cấu trúc chuỗi xoắn kép của axit deoxyribonucleic với một cặp bazơ nitơ cụ thể mở ra cơ hội tuyệt vời để làm sáng tỏ các chi tiết của việc kiểm soát và truyền thông tin di truyền."

Trong năm nhận giải Nobel, Crick trở thành trưởng phòng thí nghiệm sinh học tại Đại học Cambridge và là thành viên nước ngoài của Hội đồng Viện Salk ở San Diego (California). Năm 1977, ông chuyển đến San Diego, nhận được lời mời làm giáo sư. Tại Viện Salkovo, Crick đã tiến hành nghiên cứu trong lĩnh vực khoa học thần kinh, đặc biệt, ông nghiên cứu cơ chế của thị giác và giấc mơ. Năm 1983, cùng với nhà toán học người Anh Graham Mitchison, ông đã đề xuất rằng những giấc mơ là một tác dụng phụ của quá trình não người được giải phóng khỏi những liên tưởng quá mức hoặc vô ích được tích lũy trong quá trình tỉnh táo. Các nhà khoa học đã đưa ra giả thuyết rằng hình thức "học ngược" này tồn tại để ngăn chặn tình trạng quá tải thần kinh.

Trong Life Itself: Its Origin and Nature (1981), Crick ghi nhận sự giống nhau đáng kể của tất cả các dạng sống. "Ngoại trừ ty thể," ông viết, "mã di truyền giống hệt nhau trong tất cả các vật thể sống hiện đang được nghiên cứu." Đề cập đến những khám phá trong sinh học phân tử, cổ sinh vật học và vũ trụ học, ông cho rằng sự sống trên Trái đất có thể bắt nguồn từ những vi sinh vật sống rải rác khắp không gian từ một hành tinh khác; lý thuyết này mà ông và đồng nghiệp Leslie Orgel gọi là "chứng bệnh panspermia ngay lập tức".

Năm 1940, Crick kết hôn với Ruth Doreen Dodd; họ đã có một đứa con trai. Họ ly hôn vào năm 1947, và hai năm sau Crick kết hôn với Odile Speed. Họ đã có hai con gái.

Crick giành được nhiều giải thưởng bao gồm Giải thưởng Charles Leopold Mayer của Viện Hàn lâm Khoa học Pháp (1961), Giải thưởng Khoa học Hội Nghiên cứu Hoa Kỳ (1962), Huân chương Hoàng gia (1972), Huân chương Royal Society Copley (1976). Crick là thành viên danh dự của Hiệp hội Hoàng gia London, Hiệp hội Hoàng gia Edinburgh, Học viện Hoàng gia Ailen, Hiệp hội Vì sự Tiến bộ của Khoa học Hoa Kỳ, Viện Hàn lâm Khoa học và Nghệ thuật Hoa Kỳ, và Học viện Khoa học Quốc gia Hoa Kỳ.

Công việc sinh học

Romanova Anastasia

Francis Creek

James Watson

"Sự khám phá ra cấu trúc thứ cấp của DNA"

Mở đầu của câu chuyện này có thể được coi như một trò đùa. "Và chúng tôi vừa khám phá ra bí mật của cuộc sống!" - cho biết một trong hai người đàn ông đã vào quán rượu Cambridge Eagle cách đây đúng 57 năm - vào ngày 28 tháng 2 năm 1953. Và những người này, những người làm việc trong phòng thí nghiệm gần đó, không hề phóng đại chút nào. Một trong số họ được gọi là Francis Crick, và người còn lại là James Watson.

Tiểu sử:

Francis Creek

Trong những năm chiến tranh, Creek đã tham gia vào việc chế tạo mìn trong phòng thí nghiệm nghiên cứu của Bộ Hải quân Anh. Trong hai năm sau khi chiến tranh kết thúc, ông tiếp tục làm việc trong bộ này và sau đó ông đã đọc cuốn sách nổi tiếng của Erwin Schrödinger là gì? Các khía cạnh vật lý của tế bào sống, xuất bản năm 1944. Trong cuốn sách, Schrödinger đặt câu hỏi: "Làm thế nào có thể giải thích các sự kiện không gian-thời gian xảy ra trong một cơ thể sống theo quan điểm của vật lý và hóa học?"
Những ý tưởng được trình bày trong cuốn sách đã ảnh hưởng đến Crick đến nỗi anh ta, dự định nghiên cứu vật lý hạt, đã chuyển sang sinh học. Với sự hỗ trợ của Archibald W. Will, Crick nhận được học bổng của Hội đồng Nghiên cứu Y khoa và bắt đầu làm việc tại Phòng thí nghiệm Strangeway ở Cambridge vào năm 1947. Tại đây, ông nghiên cứu sinh học, hóa học hữu cơ và kỹ thuật nhiễu xạ tia X được sử dụng để xác định cấu trúc không gian của phân tử.

James Devay Watson

Sinh ngày 6 tháng 4 năm 1928 tại Chicago (Illinois) trong gia đình James D. Watson, một doanh nhân, và Jean (Mitchell) Watson và là con một của họ.

Ông đã nhận được giáo dục tiểu học và trung học của mình ở Chicago. Rõ ràng James là một đứa trẻ có năng khiếu bất thường, và cậu được mời lên đài để tham gia chương trình Quiz for Kids. Chỉ sau hai năm trung học, Watson đã nhận được học bổng vào năm 1943 để theo học tại một trường cao đẳng bốn năm thực nghiệm tại Đại học Chicago, nơi ông bắt đầu quan tâm đến nghiên cứu về điểu học. Sau khi lấy bằng Cử nhân Khoa học tại Đại học Chicago năm 1947, ông tiếp tục theo học tại Đại học Indiana University Bloomington.
Lúc này, Watson bắt đầu quan tâm đến di truyền học và bắt đầu được đào tạo tại Indiana dưới sự hướng dẫn của một chuyên gia trong lĩnh vực này, Herman J. Moeller, và nhà vi khuẩn học Salvador Luria. Watson đã viết một luận án về ảnh hưởng của tia X đối với sự sinh sản của vi khuẩn (vi rút lây nhiễm vi khuẩn) và nhận bằng Tiến sĩ vào năm 1950. Một khoản trợ cấp từ Hiệp hội Nghiên cứu Quốc gia cho phép ông tiếp tục nghiên cứu về vi khuẩn tại Đại học Copenhagen ở Đan Mạch. Tại đây, ông đã tiến hành một nghiên cứu về các đặc tính sinh hóa của DNA thực khuẩn. Tuy nhiên, sau này anh nhớ lại, các thí nghiệm với thể thực khuẩn bắt đầu đè nặng anh, anh muốn biết thêm về cấu trúc thực sự của phân tử DNA, điều mà các nhà di truyền học đã nói rất nhiệt tình.

Vào tháng 10 năm 1951 năm nhà khoa học đã đến Phòng thí nghiệm Cavendish của Đại học Cambridge để nghiên cứu cấu trúc không gian của protein cùng với John C. Kendrew. Tại đây, anh gặp Francis Crick, (một nhà vật lý quan tâm đến sinh học), người lúc đó đang viết luận án tiến sĩ của mình.
Sau đó, họ thiết lập các mối liên hệ sáng tạo chặt chẽ. “Đó là tình yêu trí tuệ ngay từ cái nhìn đầu tiên,” một sử gia khoa học lập luận. Bất chấp những điểm chung về sở thích, quan điểm sống và phong cách suy nghĩ, Watson và Crick chỉ trích nhau không thương tiếc, dù lịch sự. Vai trò của họ trong bản song ca trí tuệ này là khác nhau. Watson nói: “Francis là bộ não và tôi là cảm giác.

Bắt đầu từ năm 1952, dựa trên công trình ban đầu của Chargaff, Wilkins và Franklin, Crick và Watson bắt đầu cố gắng xác định cấu trúc hóa học của DNA.

Đến những năm 1950, người ta biết rằng DNA là một phân tử lớn bao gồm các nucleotide nối với nhau thành một dòng. Các nhà khoa học cũng biết rằng chính DNA chịu trách nhiệm lưu trữ và truyền tải thông tin di truyền bằng cách thừa kế. Cấu trúc không gian của phân tử này và các cơ chế mà DNA được di truyền từ tế bào này sang tế bào khác và từ sinh vật này sang sinh vật khác vẫn chưa được biết rõ.

TẠI 1948 Linus Pauling đã khám phá ra cấu trúc không gian của các đại phân tử khác - protein. Nằm liệt giường với ngọc bích, Pauling đã gấp tờ giấy trong vài giờ, trong đó ông cố gắng mô hình hóa cấu hình của một phân tử protein, và tạo ra một mô hình cấu trúc được gọi là "chuỗi xoắn alpha".

Theo Watson, sau phát hiện này, giả thuyết về cấu trúc xoắn của DNA đã trở nên phổ biến trong phòng thí nghiệm của họ. Watson và Crick đã hợp tác với các chuyên gia hàng đầu về phân tích nhiễu xạ tia X, và Crick đã có thể phát hiện gần như chính xác các dấu hiệu của một đường xoắn ốc trong các hình ảnh thu được theo cách này.

Pauling cũng tin rằng DNA là một chuỗi xoắn, hơn nữa, bao gồm ba sợi. Tuy nhiên, ông không thể giải thích bản chất của cấu trúc đó cũng như cơ chế tự nhân đôi của DNA để truyền cho các tế bào con.

Việc khám phá ra cấu trúc chuỗi xoắn kép được đưa ra sau khi Maurice Wilkins bí mật cho Watson và Crick xem một bức ảnh chụp X-quang của một phân tử DNA do người cộng tác của ông là Rosalind Franklin chụp. Trong bức ảnh này, họ nhận ra rõ ràng các dấu hiệu của một hình xoắn ốc và đến phòng thí nghiệm để kiểm tra mọi thứ trên mô hình ba chiều.

Trong phòng thí nghiệm, hóa ra là xưởng không cung cấp các tấm kim loại cần thiết cho mô hình âm thanh nổi, và Watson đã cắt ra bốn loại mô phỏng nucleotide từ bìa cứng - guanine (G), cytosine (C), thymine (T ) và adenine (A) - và bắt đầu bày chúng ra bàn. Và sau đó ông phát hiện ra rằng adenine kết hợp với thymine, và guanine với cytosine theo nguyên tắc "key-lock". Theo cách này, hai sợi của chuỗi xoắn DNA được kết nối với nhau, nghĩa là, thymine đối diện từ một sợi sẽ luôn có adenine từ sợi kia, và không có gì khác.

Trong tám tháng tiếp theo, Watson và Crick đã tóm tắt kết quả của họ với những kết quả đã có, báo cáo về cấu trúc của DNA vào tháng Hai. 1953 của năm.

Một tháng sau, họ đã tạo ra một mô hình ba chiều của phân tử DNA, được làm từ bóng bay, các mảnh bìa cứng và dây điện.
Theo mô hình Crick-Watson, DNA là một chuỗi xoắn kép, bao gồm hai chuỗi deoxyribose phosphate nối với nhau bằng các cặp bazơ, tương tự như các bậc thang. Thông qua liên kết hydro, adenine kết hợp với thymine và guanine với cytosine.

Có thể được hoán đổi:

a) các thành viên của cặp này;

b) bất kỳ cặp nào đến cặp khác, và điều này sẽ không dẫn đến vi phạm cấu trúc, mặc dù nó sẽ ảnh hưởng quyết định đến hoạt động sinh học của nó.

Cấu trúc của DNA do Watson và Crick đề xuất đã hoàn toàn thỏa mãn tiêu chí chính cần thiết cho một phân tử là kho lưu trữ thông tin di truyền. “Xương sống của mô hình của chúng tôi có thứ tự cao và trình tự của các cặp cơ sở là đặc tính duy nhất có thể đảm bảo việc chuyển giao thông tin di truyền,” họ viết.
“Cấu trúc của chúng tôi”, Watson và Crick viết, “do đó bao gồm hai chuỗi, mỗi chuỗi bổ sung cho nhau.”

Watson đã viết về khám phá này cho ông chủ của mình là Delbrück, người đã viết cho Niels Bohr: “Những điều kỳ diệu đang xảy ra trong sinh học. Đối với tôi, dường như Jim Watson đã tạo ra một khám phá có thể so sánh với những gì Rutherford đã làm vào năm 1911. " Cần nhắc lại rằng vào năm 1911, Rutherford đã khám phá ra hạt nhân nguyên tử.

Sự sắp xếp này giúp giải thích các cơ chế sao chép DNA: hai sợi của chuỗi xoắn phân kỳ, và một bản sao chính xác của "đối tác" trước đây của nó trong chuỗi xoắn được hoàn thiện từ các nucleotide cho mỗi người trong số họ. Theo nguyên tắc tương tự như âm bản được in ra từ âm bản trong một bức ảnh.

Mặc dù Rosalind Franklin không ủng hộ giả thuyết về cấu trúc xoắn của DNA, nhưng chính những bức ảnh của cô đã đóng vai trò quyết định trong việc phát hiện ra Watson và Crick.

Sau đó, mô hình cấu trúc DNA do Watson và Crick đề xuất đã được chứng minh. Và trong 1962 d. công trình của họ đã được trao giải Nobel Sinh lý học hoặc Y học "cho những khám phá trong lĩnh vực cấu trúc phân tử của axit nucleic và xác định vai trò của chúng trong việc truyền thông tin trong vật chất sống." Rosalind Franklin, người đã qua đời vào thời điểm đó (vì bệnh ung thư năm 1958), không nằm trong số những người đoạt giải, vì giải thưởng không được trao sau khi di cảo.

Kim từ Viện Karolinska cho biết tại lễ trao giải: "Việc khám phá ra cấu trúc phân tử không gian của DNA là vô cùng quan trọng, vì nó vạch ra khả năng hiểu biết rất chi tiết về các đặc điểm chung và riêng của mọi sinh vật." Engström lưu ý rằng "giải mã cấu trúc chuỗi xoắn kép của axit deoxyribonucleic với một cặp bazơ nitơ cụ thể mở ra cơ hội tuyệt vời để làm sáng tỏ các chi tiết của việc kiểm soát và truyền thông tin di truyền."

https://pandia.ru/text/78/209/images/image004_142.jpg "width =" 624 "height =" 631 src = ">