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: Výzkum, Historie, Genetika, DNA, Osobnosti vědy a techniky, Hon, Avery, Relativní vzdálenost, Genetická informace, Bílá krvinka, Nobelova cena, Samostatný příspěvek, Struktura, Str, Dlouhá doba, Griffith, Skutečný přínos, Ovoce, Gosling, Cambridge, Gen, Kýžené ovoce, Watson, Podstata, Žebřík