Του Παύλου Ιωάννου, Υποψήφιος Διδάκτορας,
Κέντρο Ερευνών Μοριακής Ιατρικής, Τμήμα Βιολογίας,
Σχολή Θετικών και Εφαρμοσμένων Επιστημών, Πανεπιστήμιο Κύπρου
H επιστημονική κοινότητα στις θετικές επιστήμες για δεκαετίες περιτριγύριζε το ερώτημα πιο μόριο του κυττάρου είναι αυτό που περιέχει την γενετική πληροφορία της όποιας την κληρονομικότητα περιέγραψε πρώτος ο Mendel ανάμεσα στα έτη 1856 και 1863.
Σε ένα ζωικό κύτταρο το 70% εξ αυτού είναι νερό το υπόλοιπο 30% είναι "χημικές ουσίες". Από τις "χημικές ουσίες" το 15% είναι πρωτεΐνες το 6% είναι RNA, το 4% είναι ιόντα και αλλά μικρά μόρια, το 2% είναι φωσφορολιπίδια, το άλλο 2% είναι πολυσακχαρίτες και μόλις το 1% είναι το DNA.
Οι ερευνητικές τάσεις για δεκάδες χρόνια στριφογύριζαν γύρω από τις πρωτεΐνες, αναζητώντας το μόριο που φέρει την γενετική πληροφορία, οι οποίες μετά το νερό ήταν σε ποσοτικά δυσανάλογες σε σχέση με τα υπόλοιπα μόρια, στο κύτταρο.
Ο πρώτος ερευνητής που μπόρεσε να ξεφύγει από την τάση της εποχή και να προτείνει ότι ίσως ένα άλλο μόριο είναι το γενετικό υλικό και όχι κάποια πρωτεΐνη, ήταν ο Johann Fredrich Miescher το 1869 στο πανεπιστήμιο του Tubingen στην νότια Γερμανία. Ο Miescher κοίταζε το πύον στους χειρουργικούς επιδέσμους μέσα από ένα μικροσκόπιο. Παρατήρησε ότι υπήρχε μια μεγάλη ποσότητα από ένα υλικό που το ονόμασε nuclein επειδή ήταν στους πυρήνες των κυττάρων. Ο λόγος που τον έκανε να υποψιαστεί την σημαντικότητα του ήταν η πλειονότητα του στο οπτικό του πεδίο. Αργότερα σε επιστολή του προς τον δευτέρου βαθμού συγγενή του Δρ. Miescher πρότεινε ότι αυτά τα ασυνήθιστα μόρια θα μπορούσαν να έχουν να κάνουν με την κληρονομικότητα. Αύτη η αντίληψη του Johann Fredrich Miescher αγνοήθηκε από την επιστημονική κοινότητα για ογδόντα πέντε χρόνια.
Επιστημονική Συμφωνία
Τη δεκαετία του 1920, οι επιστήμονες είχαν καταλήξει σε συμφωνία ότι τα γονίδια εμπεριέχονται στα χρωμοσώματα και επίσης ότι τα χρωμοσώματα αποτελούνται από DNA και πρωτεΐνες. Ωστόσο, η σύνδεση μεταξύ DNA δεν έγινε αμέσως αποδεκτή. Το επιχείρημα ήταν ότι το DNA είναι απλό μόριο από χημική άποψη. Έτσι οι ερευνητές οδηγήθηκαν στο συμπέρασμα ότι τα γονίδια αποτελούνται από πρωτεΐνες,οι οποίες εμφανίζουν πολύ μεγαλύτερη χημική ποικιλομορφία. Ακόμη και όταν τα πειραματικά δεδομένα έδειχναν το αντίθετο, αυτό το συμπέρασμα ήταν αδιανόητο να κλονιστεί.
Πειραματικές εφαρμογές που οδήγησαν στην ανακάλυψη του DNA
Το 1920, ο βρετανός στρατιωτικός Fred Griffith έκανε μια εντυπωσιακή ανακάλυψη. Βρήκε ότι δυο θανατωμένα βακτήρια μπορούν να προκαλέσουν μεταμόρφωση ζωντανών οργανισμών. Ταρακουνώντας για πρώτη φορά τα ερευνητικά βασίλεια της τότε εποχής, μετά από την επιστημονική συμφωνία.
Ακλουθώντας το έργο του Griffith, ο βακτηριολόγος Owald Avery ανακάλυψε ότι οι αθώοι πνευμονόκοκκοι μπορούν να μετατρέπονται σε παθογόνα στελέχη. Σε δημοσίευση του, το 1944, μαζί με τους Colin Mac Leod και Maclyn McCarty έκαναν κλασματοποίηση των χημικών ουσιών του κυττάρου σε RNA, DNA, πρωτεΐνες, λιπίδια και υδατάνθρακες, αποδεικνύοντας ότι το DNA είναι το μόριο που είχε την δυνατότητα να μεταμόρφωσει του πνευμονόκοκκους σε παθογόνα βακτηριακά στελέχη. Ακόμη και αυτό το ξεκάθαρο πείραμα προσέκρουσε στου τοίχους των τότε ερευνητικών βασιλείων που έθεταν το επιχείρημα ότι ίσως να μην ήταν καθαρή η κλασματοποίηση και μαζί με το DNA να απομονώνονται και πρωτεΐνες οπού αυτές να είχαν την δυνατότητα να μετατρέπουν τους πνευμονόκοκκους σε παθογόνα βακτηριδιακά στελέχη. Στο βωμό των ερευνητικών σκοπιμοτήτων η ανθρωπότητα απώλεσε δεκάδες χρόνια επιστημονικού καταρτισμού.
Το ζήτημα της καθαρότητας του κλασματοπιοιμένου DNA διευθετήθηκε οριστικά το 1952, όταν οι Alfred Hershey και η Martha Chase με την σήμανση του DNA και των πρωτεϊνών ίων με ραδιενεργά μόρια και την χρήση του μπλέντερ του εργαστηρίου τους απόδειξαν ότι μονό το DNA μπόρεσε να εισήχθη και να μολύνει τα βακτήρια αποδεικνύοντας πέραν πάσης αμφιβολίας τα πειράματα του Owald Avery ,Colin Mac Leod και Maclyn. Το πείραμα των Alfred Hershey και Martha Chase έμεινε στην ιστορία ως το κοκτέιλ των ιών.
Κατά την δεκαετία του 1950 η Rosaling Fraklin στο εργαστήριο του Maurice Wilkins πραγματοποίησε ανάλυση ακτινών Χ στο DNA με σκοπό της τον καθορισμό της τρισδιάστατης δομής του DNA. Τα αποτελέσματα των μελετών της Rosaling Fraklin υπέδειξαν ότι το DNA αποτελείται από δυο κλώνους που περιελίσσονται σε ένα έλικα.
Η Rosaling Fraklin πρόσφερε της κύριες ένδειξεις που επιβεβαίωσαν τα πειράματα των Watson και Crick και το 1953 δημοσίευσαν την ολόσωστη περιγραφή του διπλού έλικα του DNA στην ερευνητική μονάδα MRC του πανεπιστημίου του Cambridge χωρίς την αναφορά στην Rosaling Fraklin.
Για την ανακάλυψη της δομή και λειτουργιάς του DNA η οποία δημοσιεύτηκε το 1953 το Νομπέλ Ιατρικής δόθηκε το 1962 και με αυτό τιμήθηκαν οι Crick, Watson και Wilkings. Η Rosalind Franklin δεν έλαβε ποτέ την αναγνώριση που της άξιζε, ούτε με την αναφορά του ονόματος της ανάμεσα στους συγγραφείς του άρθρου της περιγραφής του διπλού έλικα του DNA, ούτε κατά την απονομή του βραβείου Νομπέλ Ιατρικής. Η Franklin πέθανε από καρκίνο τέσσερα χρόνια πριν την απονομή του βραβείο Νόμπελ στους Crick, Watson και Wilkins. Η Rosalind είχε την ατυχία να είναι επιστήμονας σε μια εποχή όπου το πεδίο ήταν καθαρά ανδροκρατούμενο και η θέση της γυναίκας, στην έρευνα, υποβαθμισμένη.
Άρθρο που δημοσιεύτηκε στη "Ν" Σεπτεμβρίου
