yacobchuk/iStock/GettyImages
1953 löste biologerna James Watson och Francis Crick ett centralt pussel inom biologin:strukturen hos deoxiribonukleinsyra (DNA). Deras genombrott hängde på att upptäcka reglerna för basparning, som förklarar hur DNA lagrar genetisk information och replikerar exakt.
DNA är en dubbelspiralformad "tvinnad stege" vars ryggrad består av sockerfosfatkedjor. Stegarna på denna stege är nukleotidbaser:adenin (A), cytosin (C), guanin (G) och tymin (T). Den viktigaste insikten var att baserna parar sig på ett exakt sätt - A med T och C med G - och bildar vätebundna "stegpinnar" av samma längd. Denna kompletterande parning håller helixen enhetlig och fri från spänningar, en nödvändighet för molekylens stabilitet.
Medan Watson och Crick konstruerade modeller, använde Rosalind Franklin vid King's College röntgendiffraktion för att fånga skarpa bilder av DNA-fibrer. Hennes fotografier avslöjade ett distinkt mönster med korssprickor som indikerade en dubbelspiralformad geometri. Efter att Franklin lämnade King's delades hennes bilder med Maurice Wilkins, som skickade dem till Watson och Crick. De visuella bevisen bekräftade omedelbart dubbelhelix-hypotesen.
För att visualisera DNA byggde Watson kartongutskärningar av de fyra baserna och arrangerade dem noggrant på ett bord. Genom försök och misstag hittade han ett arrangemang där A och T, samt C och G, bildade stegpinnar av identisk längd. Crick beskrev senare detta ögonblick som "inte av logik utan av serendipity." Den kompletterande parningen säkerställde att varje stegpinn matchade i storlek, vilket eliminerade utbuktningar som skulle destabilisera helixen.
Watson och Crick insåg att de strikta reglerna för basparning gjorde det möjligt för DNA att kopiera sig själv effektivt. I deras Nature-tidning från 1953 skrev de:"Om sekvensen av baser på en kedja anges, så bestäms sekvensen på den andra kedjan automatiskt." Denna princip stöder DNA-replikation och trogen överföring av genetisk information.
Deras modell utlöste en revolution inom biovetenskap och katalyserade framsteg inom genetik, medicin och evolutionär biologi.
