Hon na strukturu DNA: Kdo si Nobelovu cenu zasloužil nejvíc a přitom ji nedostal?

  • Odhalení struktury DNA patří k nejzajímavějším vědeckým událostem
  • Jedním z hlavních důvodů je skutečnost, že člověk, který se o tento objev zasadil nejvíc, za něj nebyl oceněn
  • Oním člověkem byla neobyčejně talentovaná žena jménem Rosalind Franklinová

Dějiny výzkumu DNA sahají až do doby, kdy o existenci této molekuly ještě nikdo nic nevěděl. Za jednoho z prvních průkopníků v dané oblasti je považován Johann G. Mendel (1822 – 1824), který na základě svých slavných pokusů s hrachem formuloval základní zákony dědičnosti. K objevu zmíněné molekuly došlo v roce 1869, kdy ji švýcarský lékař Johannes F. Miescher izoloval z jader bílých krvinek.

Z následující éry si zaslouží zmínku především Frederick Griffith, který v roce 1928 prokázal, že geny je možné přenášet z bakterie na bakterie. Později vyšlo najevo, že tento přenos zajišťuje právě DNA (Avery, MacLeod, McCarthy, 1944, Hershey a Chaseová, 1952).

Toto zjištění mj. falsifikovalo Caspersonovu teorii, z níž plynulo, že chemická podstata genu se ukrývá ve struktuře proteinů. Zdůvodnění daného tvrzení spočívalo v tom, že DNA obsahující jen 4 nukleotidy přece genetickou informaci nést nemůže.

Zapomenout bychom neměli ani na dvojici George W. Beadle – Edward L. Tatum. Tito vědci se zabývali problematikou mutací v genech a v roce 1941 vytvořili hypotézu, podle které jednotlivé geny kódují jednotlivé proteiny.

Struktura DNA však zůstávala záhadou. První rentgenový difrakční obraz vznikl v roce 1937 v laboratoři Williama T. Astburyho, ale pak relativně dlouhou dobu k ničemu zásadnímu nedošlo. Tento „klid před bouří“ trval až do padesátých let minulého století, kdy James D. Watson a Francis H. C. Crick z University of Cambridge oznámili, že jejich výzkum (na němž spolupracovali s fyzikem Mauricem H. F. Wilkinsem, Rosalind E. Franklinovou a Raymondem G. Goslingem z King’s College London) přinesl kýžené ovoce.

Bez Rosalind Franklinové by to nešlo

Dnes se běžně uvádí, že klíčová myšlenka se zrodila 21. února 1953 – genetickou informaci nese „žebřík“ sestávající ze dvou antiparalelních vláken a příček v podobě komplementárních párů dusíkatých bází. Rovněž vyšlo najevo, že onen žebřík je zkroucen do tvaru dvojité spirály. Během několika dalších týdnů tak mohl být z kousků drátů a kuliček sestaven model DNA, resp. její sekundární struktury.

Jediná vada na kráse spočívá v tom, že skutečný přínos Watsona a Cricka byl mnohem menší, než si většina lidí myslí. Jejich první model – třívláknový – byl naprosto špatný a Franklinová ho okamžitě odmítla. Autorem tzv. fotky 51, která podle Cricka poskytla životně důležité vodítko pro identifikaci dvojité šroubovice, pak byl Gosling (toho času PhD student). Ale ani ta sama o sobě nestačila.

To, co Watson a Crick skutečně potřebovali, byly výsledky rentgenové krystalografie – a ty jim nevědomky poskytla Franklinová. Tato čísla totiž byla součástí krátké neformální zprávy pro Maxe Perutze z Cambridge University.

Perutz je následně předal vedoucímu laboratoře v Cambridgi, Lawrencovi Braggovi, a v únoru 1953 se dotyčné informace dostaly do rukou Watsona a Cricka, kteří je použili k výpočtům. Před kolegy z King’s College London to ovšem zatajili a Franklinovou nepožádali o svolení k interpretaci jejích dat.

Proč byly tyto údaje vlastně tak zásadní? Jednalo se o relativní vzdálenosti repetitivních elementů DNA a rozměry tzv. monoklinické jednotkové buňky, které naznačovaly, že molekula se skládá ze dvou vzájemně komplementárních částí s opačnou polaritou. Navíc skvěle korespondovaly s tím, na čem už několik měsíců intenzivně pracoval Crick, který si tak téměř ihned uvědomil jejich význam.

Z laboratorních poznámek Franklinové plyne, že i tato mimořádná žena nakonec (konkrétně 24. února) sama pochopila, že DNA má strukturu dvojité šroubovice a že oba řetězce jsou komplementární, což umožňuje replikaci molekuly. Kromě toho zahlédla asi i vůbec nejdůležitější tajemství DNA – totiž že sekvence bází vytváří genetický kód.

To už ale bylo příliš pozdě, protože Watson a Crick byli v podstatě hotovi. V polovině března Wilinse a Franklinovou pozvali do Cambridge, aby se podívali na jimi vyrobený model. Následně došlo k dohodě, podle níž měli článek o modelu publikovat výhradně Watson a Crick, zatímco na Wilkinse a Franklinovou zbyla publikace podpůrných dat (ve dvou samostatných příspěvcích).

Příběh o honu na strukturu DNA se pomalu ale jistě chýlí ke svému konci – pro Franklinovou velmi nešťastnému. Když v roce 1962 Watson, Crick a Wilkins přebírali Nobelovu cenu za fyziologii a lékařství, ona s nimi nebyla. O 4 roky dříve totiž zemřela na rakovinu vaječníků. Ke cti Watsona nutno dodat, že epilog jeho autobiografie The Double Helix obsahuje velkorysý a spravedlivý popis jejích zásluh.

Diskuze (1) Další článek: Messenger dohání konkurenci. Do probíhajícího hovoru můžete přibrat další lidi

Témata článku: Historie, Výzkum, DNA, Genetika, Osobnosti vědy a techniky, Podstata, Dvojitá šroubovice, Jediná vada, Watson, Genetický kód, Crick, Skutečný přínos, Základní zákon, Gosling, Hlavní důvod, Samostatný příspěvek, Minulé století, Vyrobený model, Padesátý rok, Avery, Relativní vzdálenost, Gen, Struktura, Wilkins, Bílá krvinka