کریک، واتسون و دی ان ای (2)
به عنوان بخشی از این برنامه اندیشیدن (اما نه کارکردن) دربارهی DNA کریک با چند تن از دوستان علمی خود هنگام نوشیدن در ایگل به گفتگو پراخت. سرانجام او به طور عمقی
نویسنده: پل استراترن
ترجمهی دکتر محمدرضا توکلی صابری
ترجمهی دکتر محمدرضا توکلی صابری
به عنوان بخشی از این برنامه اندیشیدن (اما نه کارکردن) دربارهی DNA کریک با چند تن از دوستان علمی خود هنگام نوشیدن در ایگل به گفتگو پراخت. سرانجام او به طور عمقی به صحبت با جان گریفیث، دانشجوی دکترای ریاضی پرداخت. تصادفاً جان برادرزادهی فرد گریفیث بود که آزمایشهای او در دههی 1920 بر روی پنوموکوکسی صاف و ناهموار موجب شده بود تا «آوری» ثابت کند که DNA حامل ژنتیک است. این رابطه زیاد هم تصادفی نبود. جان گریفیث احساس میکرد که مسألهی DNA را با ریاضیات بهتر میتوان حل کرد و با استفاده از اطلاعات موجود در مورد چهار باز چندین محاسبه مقدماتی هم در این مورد کرده بود.
همانند همیشه، کریک باز هم داشت در مورد مسایل اساسی بحث میکرد. هر گونه ساختمان DNA باید همتاسازی را در نظر بگیرد (یا برای آن جا بگذارد) -همتاسازی فرایندی است که طی آن DNA اطلاعات ژنتیکی خود را انتقال میدهد. کریک میدانست که همتاسازی باید تاحدی شامل ردیفهای کدبندی شده چهار باز باشد، که اکنون به نظر میرسید در داخل مارپیچهای در هم رفته هستند.
گریفیث بعضی از محاسباتی را که در مورد چهار باز آدنین A، گوانین G، تیمین T، و سیتوزین c کرده بود در اختیار کریک گذاشت. گریفیث مشخص کرده بود که کدام یک از این بازها به یکدیگر جذب میشوند. براساس محاسبات او گوانینG جذب سیتوزین C میشد و آدنینA جذب تیمین T میشد.
در جرقهی یک الهام عالی کریک دریافت که این موضوع میتواند کلید همتاسازی DNA باشد. اگر رشتههای مارپیچی از هم جدا شوند، پس هر کدام میتوانند الگویی برای ایجاد رشتههای مکملی باشند که دقیقاً شبیه همانی است که از آن جدا شدهاند.
این جهش بلندی از تخیل از سوی کریک بود-زیرا او نمیدانست که گریفیث مدل کاملاً متفاوتی را در نظر داشت. گریفیث محاسبات خود را بر روی این تئوری بنا گذاشته بود که بازها در برابر یکدیگر قرار گرفته و توسط پیوند هیدوژنی به هم متصل هستند.
یک فایده مدل گریفیث که بازها همدیگر را جذب میکردند این بود که قاعده شارگاف را (که بر طبق آن مقدار بازهای A=T و G = C است) منظور میکرد. متأسفانه کریک از این واقعیت مسلم بیاطلاع بود-به دلیل این که چیزی از قاعده شارگاف نشنیده بود! (در دفاع از کریک، گفته شده است که به یقین واتسون به این قاعده احتمالاً چندین بار اشاره داشته است، اما ظاهراً کریک گوش نمیداده است. اگر بتوان چنین دفاعی کرد ...).
همهی اینها نه تنها به بیاطلاعی حیرت آور کریک از آن چه با آن درگیر بود اشاره دارد، بلکه به قدرت تخیل حیرت آور او در حل این مسأله در چنین شرایطی نیز اشاره دارد. (در مورد گستاخی محض در این کار چیزی نمیگوییم). فقط یک نابعه در اوج قدرت خویش میتواند از دست چنین آبروریزی در برود.
البته برای همه این شتابزدگی ها دلایلی وجود داشت هم کریک و هم واتسون به خوبی میدانستند که کسان دیگری هم به دنبال کشف ساختمان DNA هستند. آنها میدانستند که همیشه جلوتر از مخالفین خود در کینگز کالج خواهند بود (زیرا ویلکینز هنوز از روی ناآگاهی آنها را از پیشرفتشان مطلع میکرد). اما لاینوس پاولینگ موضوع دیگری بود. او پیش از آن یک ساختمان تقریباً آزمایشی برای DNA پیشنهاد کرده بود. فقط مسأله زمان در میان بود تا آن که پاولینگ ساختمان آن را کشف کند.
سپس واتسون اطلاع یافت که پاولینگ برای یک سخنرانی به لندن میآید. پاولینگ به ناگزیر میخواست بداند که در کینگز کالج چه میگذرد. پیش از آن او از تصاویر پرش اشعهی X مربوط به پیش از جنگ استفاده کرده بود-اما پس از دیدن جدیدترین تصاویر، دیگر هیچ چیزی جلودارش نبود.
کریک و واتسون فقط میتوانستند دندانهایشان را به هم به فشارند و تظاهر کنند که دارند روی پروژههای جداگانه خود کار میکنند. ترم تابستان اکنون شروع شده بود: واتسون شروع به تنیس بازی کرد و به دخترها هم علاقه مندی نشان میداد. واتسون برای این که خود را با دیگر آمریکاییهای کوتاه موی کمبریج متفاوت سازد شروع کرد به تغییر لهجه شیکاگویی خود به انگلیسی و بلند کردن موهایش. در سالهای 1950 موی بلند بسیار کمیاب بود، اما نتایج این موی بلند حتی در مورد خود واتسون هم کمیاب بود. فکل او در یک طرف بسیار بلندتر از طرف دیگر بود و به او یک ظاهر بسیار مشخصی میداد.
فقط کریک متوجه این موضوع نشد، بیشتر به خاطر این که او سرگرم خندیدن به حرفهای خودش و آبجو خوردن بود. اما سرنوشت با کریک و واتسون همراه بود. در ماه می خبر رسید که بالاخره پاولینگ به انگلستان نخواهد آمد. بزرگترین شیمیدان دنیا را در فرودگاه نیویورگ نگذاشته بودند تا سوار هواپیما شود. در آخرین لحظات وزارت امور خارجه آمریکا گذرنامه او را به بهانهی این که ممکن است به روسیه استالینی قرار کند باطل کرده بود. پاولینگ یکی از حامیان صریح کنفرانس صلح جهانی بود و این در دوران مک کارتی در آمریکا برابر یک جاسوس کمونیست بود.
ولی این هیچ خبر خوبی نبود. در کینگز کالج فرانکلین پیشرفتهای چشمگیری را در تکنیکهای پرش اشعهی X کرده بود. این پیشرفتها او را متقاعد کرده بود که DNA اصلاً یک ساختمان مارپیچی نیست. به نظر میرسید که حتی ویلکینز هم با نظر او موافق است، اگر چه با اکراه (این طور که بعداً معلوم شد فرانکلین در این زمان نگذاشته بود که ویلکینز مدارک او را در این زمینه ببیند؛ بنابراین میتوان تصور کرد که قدرت استدلال مطلق او و شاید قدرتی را که برای بیان آن نشان میداد عامل این موافقت بود.)
واتسون اکنون کارهای خود را بر روی ویروس موزاییک تنباکو به پایان رسانده بود. به نظر او تصایر پرش با اشعهی X نشان میداد که DNA ساختمان مارپیچی دارد. در واقع استدلال او بر مبنای تفسیرهای فرانکلین بود (بالاخره او یک کارشناس در این زمینه بود) که اکنون معتقد شده بود که تصاویر نشان نمیدهند که مارپیچ دوگانه باشد. علی رغم نظر تکان دهنده فرانکلین، واتسون همچنان اصرار داشت DNA باید مارپیچی باشد. کریک، که میدانست واتسون چه میگوید، او را دلگرم میساخت. اکنون فرانکلین به ویلکینز اجازه داده بود تا عکسهایش را مطالعه کند و او این تصاویر را به واتسون و کریک که در لندن به دیدن آو آمده بودند نشان داده بود. کریک با یک نگاه فهمیده بود که نظریهی فرانکلین مبنی بر این که DNA مارپیچی نیست یک سوء تفسیر است. اگر چه این تصاویر تقارن شعاعی لازم برای مارپیچ بودن را نداشتند، به نظر او علتش به خاطر این بود که تصاویر بلورها با همدیگر تداخل میکردند. نظریه کریک یک گمان زیرکانه و بیباکانه بود-و این مزیت را داشت که با آنچه که او فکر میکرد درست است تطبیق داشت؛ بنابراین بزرگترین کریستالوگرافر DNA با اشعهی X کریک و واتسون را متقاعد نکرده بود.
با این وجود، آنها نظریههای دیگر را به این آسانی رها نکردند. در جولای سال 1952 شارگاف به کمبریج رفت. کریک و واتسون به جان کندرو، دستیار برجسته پروتز اصرار کردند تا برای آنها ترتیب ملاقاتی را با این مرد بزرگ بدهد.
در ابتدا شارگاف بسیار محتاط بود. این دو آدم فضول کیستند که ادعا دارند این همه درباره DNA میدانند؟ او که یکی از بزرگترین کارشناسان این موضوع بود حتی نام آنها را نشنیده بود. هنگامی که شارگاف اطلاع یافت که مرد جوانی که موهایی شبیه هارپومارکس و لهجهی انگلیسی ساختگی دارد واقعاً یک آمریکایی است معلوم است که فهمید در حضور یک آدم نخاله است (واتسون در شرح صادقانهی این دوران واهمه نداشت از این که یک آدم هالو به حساب آید. با این حال باید در نظر داشت که این جوان بیست و چهار ساله که نقش یک هالو را بازی میکرد نیز نقش برابری در یکی از بزرگترین اکتشافات علمی همه اعصار داشت.)
از همان ابتدا شارگاف زیاد از کریک مطمئن نبود. اما کریک به سرعت مدرک کافی در اختیار او گذاشت تا ظرفیتش را بسنجد. میتوان واکنش شارگاف را تصور کرد هنگامی که کریک از روی سهو از زبانش در رفت که قانون شارگاف را نشنیده است. شارگاف برای این که وقتش را بیشتر تلف نکند چند سوآل ابتدایی از کریک پرسید. بر طبق گفته واتسون «او فرانسیس را وادار به پذیرش این کرد که تفاوت شیمیایی بین چهار باز را به یاد نمیآورد». کریک که مانند همیشه شرمسار نشده بود گفت که «میتواند بعداً در کتابها به ساختمانشان نگاهی بیاندازد.»
چندین سال بعد شارگاف با تلخی چنین مینویسد: «زوجهای افسانهای یا تاریخی-کاستر و پولو ... رومئو و ژولت-باید پیش از شهرت کاملاً متفاوت به نظر میرسیدند. در هر صورت به نظر میآید که من هیجان تشخیص یک لحظهی تاریخی را از دست داده بودم: یک تغییر در ریتم ضربان قلب زیستشناسی. تا آن جایی که به خاطر میآورم آنها میخواستند بدون زحمت اطلاع از شیمی مربوطه، DNA را در یک مارپیچ جای دهند.»
کریک و واتسون دوباره همان را تکرار کرده بودند. اما در مورد این دو کمدین ظاهراً چیزی دوست داشتنی بود. حتی اگر اشتیاق آنها در نظر بسیاری نابجا بود، اما مطمئناً در نظر بعضیها مسری بود. در پاییز سال 1952 واتسون با پیتر پسر لاینوس پاولینگ دوست شد که به کاوندیش آمده بود تا به تحقیق بپردازد. از پیتر پاولینگ دعوت شد تا در دفتر واتسون و کریک اقامت کند و به زودی او هم با علاقه در مکالمات آنها شرکت جست.
یک روز پیتر پاولینگ به واتسون و کریک اطلاع داد که پدرش نامهای دریافت کرده است. آنها با ناراحتی به پیتر پاولینگ که میگفت بار دیگر پدرش توجهش را بر روی DNA متمرکز کرده است گوش دادند. او داشت مقالهای مینوشت که در آن ساختمان این مولکول را توصیف میکرد و قول داده بود که یک نسخه هم پیش از انتشار برای پیتر بفرستد.
پس این طور. کریک و واتسون میدانستند که اگر هم میخواستند، نمیتوانستند که با پاولینگ رقابت کنند. تحت هیچ شرایطی نمیتوانستند. هر کوشش جدی از سوی آنها برای تعیین ساختمان پیچیده DNA به مدل سازی وابسته بود و این موضوع اکنون به کلی منتفی بود. (شرایط ممنوعیت براگ در مورد این نکته کاملاً واضح بود) تنها کاری که میتوانستند انجام دهند این بود که پیشبینی کنند که پاولینگ چه ساختمانی را برای DNA پیشنهاد میکند-و به زودی معلوم شد که این موضوعی ناراحت کننده برای صحبت است. از این جا به بعد گفتگوهای درون دفتر کار بیشتر به واتسون و پیتر پاولینگ محدود میشد-که علاقهی مشابهی به دختران دانمارکی در این شهر داشتند.
پیتر پاولینگ به موقع یک نسخه از مقالهی پدرش را دریافت کرد، و پس از خواندن آن را به کریک و واتسون داد. آنها دریافتند که پاولینگ ساختمانی را ارائه داده است که از سه زنجیره مارپیچ در هم رفته تشکیل شده و محور قند فسفات خارج از مارپیچ قرار دارد. این ساختمان به نحو عجیبی شبیه ساختمانی بود که کریک و واتسون در سفر مصیبت بار یک روزه فرانکلین و ویلکینز به کمبریج به آنها نشان داده بودند-به جز این که پاولینگ توجه بیشتری نسبت به حل مسایل جزئی نشان داده و آنها را با تصاویر اشعهی X مطابقت داده بود (و دقت کرده بود که مقدار صحیح مولکول آب را در آن بگنجاند).
واتسون با ناامیدی «فکر کرد که اگر براگ جلوی مارا نگرفته بود ما شکوه و افتخار کشف بزرگی را به دست آورده بودیم. »واتسون حتی در ناامیدی میتوانست خوش بینی استثنایی داشته باشد. این تازه آغاز کار بود. واتسون اکنون خود را متقاعد ساخت که شاید بزرگترین شیمیدان جهان اشتباهی کرده باشد. آیا ممکن است که در یکی از محاسبات خود و یا در پیوندهای شیمیایی اشتباه کرده باشد؟
واتسون با کله شقّی یک جوان، تصمیم گرفت تا جزئیات دقیق ساختمان لاینوس پاولینگ را بررسی کند-پیوندهای شیمیایی، اعداد و وضعیت اتمهای مهم را «ناگهان دریافتم که چیزی صحیح نیست» و به را یک بار هم که شده او اشتباه نمیکرد. باور کردنی نبود که پاولینگ فراموش کرده بود تا یونیزاسیون گروههای فسفات را، که اتصالهای هر زنجیره را میساخت، به حساب آورد. که به این معنی بود که بار الکتریکی وجود نداشت تا زنجیرههای باریک و دراز را به همدیگر متصل نگهدارد. بدون این بار الکتریکی این زنجیرهها از هم باز شده و فرو میریختند. بدتر از آن، این که بدون این یونیزاسیون، مدلی را که پاولینگ برای این اسید نوکلئیک پیشنهاد کرده بود حتی یک اسید نبود. بزرگترین شیمیدان جهان اشتباه عادی یک بچه مدرسهای را مرتکب شده بود. (این حتی بهتر از کوششهای کریک و واتسون در این زمینه بود-نگذاشتن مولکول آب در DNA و بیاطلاعی از قاعده شارگاف و غیره.)
به طور مسلم تا پیش از این که پاولینگ این اشتباه را تشخیص دهد، فقط مسأله زمانی بود. کریک و واتسون دریافتند که فقط شش هفته فرصت درند تا پاسخ خود را تهیه کنند.
واتسون بیست و چهار ساله نتوانست خودش را در مورد خطای پاولینگ نگهدارد. پس از این که به هر کسی که در کمبریج به او گوش میداد این موضوع را گفت، با قطار به لندن رفت تا به آنهایی که در کینگز کالج بودند نیز آن را بگوید. وقتی که به آن جا رسید ویلکینز گرفتار بود، پس واتسون به درون آزمایشگاه فرانکلین پرید (معمولاً یکی از مقدسترین مکانهای مقدسی که کمتر کسی جرأت رفتن به آن جا را داشت). واتسون در جا حرفهای پاولینگ و اشتباه او را برای فرانکلین گفت. متأسفانه او احساس کرد که باید یادآوری کند که چه طور ساختمان مارپیچ سه گانه DNA پیشنهادی این شیمیدان بزرگ شباهت عجیبی به ساختمانی دارد که پانزده ماه پیش از آن او و کریک پیشنهاد کرده بودند (و فرانکلین به شدت با آن مخالفت کرده بود.)
این حرکت غیر عاقلانهای بود. فرانکلین انتقادهای شدید را به راحتی نمیپذیرفت، به ویژه از آدمهایی مانند واتسون، که او را جوان خودبینی میدید که تظاهرهایش به همان اندازه بیکفایتیهایش بود. فرانکلین در حالی که خشم خود را کنترل میکرد با سردی به واتسون گفت که کمترین مدرکی در مورد مارپیچی بودن DNA وجود ندارد. واتسون از روی حماقت شروع کرد به مقابله با او و ارائهی مدارکی از کارهای خودش در مورد ویروس موزاییک تنباکو. این کار او فرانکلین را آن چنان عصبانی کرد که از پشت میز آزمایشگاه بیرون آمد-ظاهراً به قصد حمله به واتسون. هنگامی که او به وسط آزمایشگاه رسید، در باز شد. ویلکینز در همین لحظه وارد شد. واتسون از در بیرون دوید و از پلهها فرار کرد. (ظاهراً بحث در مورد کلید حیات به همان اندازهای در یک آزمایشگاه خطرناک است که در یک پاب).
پس از آن، ویلکینز واتسون را که ترسیده بود، آرام کرد. او حتی تا آن جا پیش رفت که بعضی از تصاویر اشعهی x را که فرانکلین تازه گرفته بود به واتسون نشان داد. این تصاویر واقعاً حیرت انگیز بودند. فرانکلین توانسته بود از یک نوع کاملاً جدیدی از DNA تصاویر پرش اشعهی X را به دست آورد. این شکل-B هنگامی درست میشد که مولکول DNA از مقدار زیادی آب احاطه شده بود. این نوع DNA تصاویر پرش اشعهی X با وضوح و سادگی حیرت آوری را تولید میکرد.
واتسون چنین به خاطر میآورد «در لحظهای که تصاویر را دیدم دهانم بازماند و نبضم به شدت شروع به زدن کرد». باور کردنی نبود که فرانکلین هنوز به نظریهی خود در مورد غیر مارپیچی بودن DNA چسبیده بود. به طور مسلم شکلDNA -A مبهم بود، اما (به نظر واتسون) این فرم-B جدید جای هیچ شکی را باقی نمیگذاشت. این تصویرها نشان میداد که DNA بدون شک به شکل یک مارپیچ است. وضوع حیرت انگیز آنها به نتایج هیجان آورتری اشاره داشت. پس از چند دقیقه محاسبه حتی ممکن بود بتوان تعیین کرد که چند تا زنجیره مارپیچی در آن وجود دارد.
واتسون در بازگشت به کمبریج در واگن بسیار سرد قطار با هیجان شروع کرد به ترسیم شکلها و محاسباتی در حاشیهی روزنامهاش. آن شب به هنگامی که به رختخواب رفت معتقد شده بود که DNA از دو رشته مارپیچ در هم رفته تشکیل شده است.
روز بعد واتسون بسیار سرحال بود. از همان لحظهای که وارد کاوندیش شد هیچ کس از آخرین دیدگاههایش در مورد DNA در امان نبود. هنگامی که براگ از دفترش بیرون آمد، او نیز شرح مفصلی در این مورد شنید. براگ به جای این که به خاطر تخلف مستقیم از دستورش خشمگین شود به طور شگفت آوری با او همدلی کرد. به طور غیر منتظرهای او حتی به واتسون اجازه داد تا مدل جدیدی از DNA را در کاوندیش بسازد. از نظر او دیگر هیچ تفاهم نامهای با کینگز کالج وجود نداشت-رقیب اصلی اکنون پاولینگ بود (واتسون نیز به طور زیرکانهای این تصور را به وجود آورده بود که خودش به تنهایی دارد روی این موضوع کار میکند. براگ اطلاعی نداشت که هم اکنون اجازه بلندترین قهقه ی کریک را صادر کرده است.)
کارگاه طبقهی پایین در کاوندیش فوراً به تولید صفحات فلزی به شکل و اندازه چهار باز پرداخت. به زودی کریک و واتسون شروع کردند به ساختن مدل، و جور کردن ساختمان ظریف دو زنجیره مولکولی مارپیچ درهم رفته. اگر گمان آنها در مورد پاولینگ درست بود، اکنون آنها فقط 3 هفته وقت داشتند تا پاسخ آن را بیابند.
همه چیز میباید از روی واحدهای ساختمانی ابتدایی محتوای شیمیایی شناخته شده مولکول پیچیده DNA ساخته شود. اندازه هر یک از مولکول هایی که با هم جمع شده و این مولکول پیچیده را میسازند، و طول و زاویه پیوندهای شیمیایی بین آنها را باید در نظر گرفت.
برای این که از پیچیدگی حیرت آور این کار تصویری به دست دهیم مثال زیر را میآوریم: دو شانه را که هر کدام دو متر طول دارند با دندانههای نابرابری که هر کدام زاویهی متفاوتی دارند در نظر بگیرید. این دو شانه را باید پیچانده و به شکل یک مارپیچ درآورد و سپس آنها را چان در همدیگر فرو کرد که هر دندانه یک شانه مکمل دندانه شانه دیگر باشد. اما حتی پیش از شروع کار لازم است تا طول دقیق، موقعیت، و زاویه هر یک از دندانههای هر یک از شانهها را حساب کرد.
برای این که تصوری از مقیاسی که در میان است به دست آید باید گفت که پهنای مارپیچی که از ترکیب هر دو شانه به دست میآید کمتر از دو نانومتر است. (یک نانومتر برابر 10 بتوان 9-متر و به عبارت دیگر یک میلیاردیم یک متر است).
هم چنان که دیدیم کریک و واتسون مقدار زیادی فکر بر روی این موضوع گذاشته بودند. ولی مشخصات دیگری نیز باید در این مدل جای میگرفت. عامل مهم پیچش دقیق هر زنجیره از مارپیچ مولکول ها بود-چه این که مانند یک فنر نزدیک به هم یا مانند یک پلکان مارپیچ به طور بازتری میپیچید. واتسون از روی تصاویر پرش اشعهی DNA, X ی شکل-B فرانکلین حدس زده بود که ساختمان این مولکول باید یک مارپیچ دو گانه باشد، اما یافتههای فرانکلین حتی چند نکته اساسیتری را نیز در بر داشت. مثلاً از روی تصاویر اشعهی X امکان داشت تا قطر دقیق این مولکول را اندازه گرفت (در حدود 1/6 نانومتر). زاویهی صعودی پیچشهای این مارپیچ و این که در یک «دور» کامل چه قدر بالا میرفت را میشد با درجه یقین بیشتری محاسبه کرد.
یافتههای جدید و واضحتر فرانکلین به این معنی بود که کریک و واتسون اکنون خود را در یک وضعیت غیر عادی میدیدند. این یافتهها حقایق دقیقی بودند، و میباید در نظر گرفته میشدند. اگر مدل آنها با این حقایق جور در نمیآمد آنها بودند که اشتباه میکردند و نه فرانکلین؛ و هیچ مقدار دست کاری هم نمیتوانست آن را تغییر دهد.
تعجبی نداشت که از همان ابتدا چند اشتباه وجود داشت؛ و باز تعجبی نداشت که با این جور افراد این اشتباهها گاهی اشتباههای ابتدایی بود. کریک و واتسون بر خلاف قضاوت پیشین خود ابتدا میل داشتند که از نظریه پاولینگ پیروی کنند مبنی بر این که بازها در خارج از زنجیرههای مارپیچ در هم رفته قرار دارند. خوشبختانه هر دو نفر به قدر کافی اعتماد به نفس داشتند تا به سرعت از این نظریه دست بردارند. آنها درست فکر میکردند و بزرگترین شیمیدان تاریخ یک بار دیگر اشتباه کرده بود. بازها باید درون مارپیچ میبودند.
به نظر گریفیث این بازها به همدیگر جذب میشدند، یعنی C به T و G به C . ولی آیا بهتر و سادهتر نبود اگر بازهای شبیه به هم جذب همدیگر میشدند؟ در این حالت هنگامی که زنجیرهها برای همتاسازی از هم جدا میشدند، ایجاد مولکولهای جدید بسیار سادهتر میبود. این راه حل ایده آلی بود.
سپس واتسون کشف کرد که جمع بازهای شبیه به هم (یعنی C با C و G با G و غیره) همگی در اندازههای مختلفی اند. امکان نداشت جمع این بازهای مشابه درون دو زنجیره مارپیچ جای بگیرند. پس از محاسبات بیشتر او باز هم کشف بدتری کرد. این موضوع در مورد هر مجموعهای از بازها واقعیت داشت. به نظر میرسید که پاولینگ درست فکر میکرد: نظریه «بازها در درون مارپیچ درست نبود. در این مرحله مدلشان را به سختی تا نیمه ساخته بودند، اما میباید آن را رها کرده و دوباره از اول کار را شروع کنند. مسأله این بود که اکنون دیگر وقت نداشتند تا مدل دیگری بسازند.»
کریک از رها کردن این کار امتناع میکرد. قرار دادن بازها در خارج از مارپیچ بیمعنی بود. ساعتهای متمادی او با پشتکار با این مدل ور رفت، طول پیوندها را بارها و بارها اندازه گرفت و سعی کرد آنها را طوری تنظیم کند تا درون زنجیرهها جای گیرند. همان طور که میدانیم واتسون هم کسی نبود که ناامید شود-اما واکنش او در مقابل بحران تا حدی متفاوت بود. فصل بازی تنیس آغاز شده بود و نیز موج جدیدی از دختران اهل اسکاندیناوی در پارتیها ظاهر میشدند. کریک به طور فزایندهای از دست واتسون ناراحت بود که به آزمایشگاه میآمد و اظهار میداشت که پیشنهادهای «الهامی» کریک بیفایده هستند، سپس در جستجوی برقراری پیوندهای دوستانهتری ناپدید میشد. اما واتسون هم خط فکری خودش را دنبال میکرد، اگر چه بر مبنای پراکندهتری. در طی این جریان او کشف مهمی کرد. ممکن است که او و کریک محاسبات خود را برای شکل ایزومری بازها اشتباهی انجام داده باشند. آن طور که به نظر میرسد این یک خطای سادهای نبود. هر یک از بازها یک فرمول مولکولی دارند که دو نوع ساختمان مولکولی متفاوتی را برای آنها ممکن میسازد-شکل انوالی و شکل کتونی. تمام مدارک به شکل انولی مولکول اشاره داشت-آیا ممکن بود که این موضوع اشتباه باشد؟
واتسون در محاسبات صاعقه مانندی فرو رفت، ولی هیچ فایدهای نداشت. حتی بازهای مشابه در شکل کتونی خود هنگامی که به هم متصل میشدند در زنجیره جای نمیگرفتند. سپس او متوجه شد که بازها در شکل کتونی خود هنگامی که بر حسب نظر گریفیث به شکل A-T و C-G متصل میشدند، در درون زنجیره مارپیچ جای میگرفتند. علاوه بر آن، هنگامی که دو جفت باز متفاوت به این ترتیب به هم وصل میشدند از لحاظ شکل و اندازه شبیه هم بودند. که به معنی این بود که هر یک از دو جفت باز ممکن است در هر جای زنجیره قرار گیرند و امکان شکلهای بسیار متعددی از جفتها را به وجود آورند. سرانجام آنها موفق شده بودند! آنها کلید ساختمان DNA را کشف کرده بودند.
پس از یک رشته تغییرهای دیوانه وار و تنظیم خرده کاریها، مدل تکمیل شد. در هفتم مارس 1953 فقط پنج هفته پس از شروع مدل سازی کریک و واتسون با سربلندی مدل خود را به همکارانشان در کمبریج عرضه داشتند. خبر به سرعت در کمبریج پخش شد. در مدت چند روز شایعه در سراسر جهان آکادمیک پخش گردید. چند پژوهشگر در کمبریج راز حیات را کشف کرده بودند.
بخشی از مولکول نهایی DNA که توسط کریک و واتسون عرضه شد: «این ساختمان شبیه پلکان مارپیچی است که جفتهای باز پلههای آن را تشکیل میدهند.»
در 25 آوریل 1953 کریک و واتسون مقالهای تحت عنوان «ساختمان مولکولی اسدیهای نوکلئیک» در مجلهی علمی طبیعت منتشر کردند. همه آن چیزی را که لازم بود تا گفته شود فقط در نهصد کلمه و یک شکل ساده گفته شده بود.
ویلکینز مشخصاً در هنگام شکست خود خواه نبود. او از روی خودنمایی به کریک و واتسون نوشت: «من فکر میکنم که شما یک جفت آدم دغل هستید ... »دیگران در مورد استفاده غیر اخلاقی اطلاعات واحد پرش اشعهی X در کینگز کالج توسط کریک و واتسون کمتر مدارا داشتند. در نظر آنها کریک و واتسون هیچ حقی نداشتند تا اعتبار این کشف مهم را به خود نسبت دهند.
این دیدگاهها توسط کمیتهی جایزه نوبل در نظر گرفته شد. در سال 1962 جایزه نوبل در رشتهی پزشکی به طور مشترک به کریک، واتسون و ویلکینز داده شد. متأسفانه روزالیند فرانکلین چهار سال پیش از آن در سن سی و هفت سالگی در اثر سرطان فوت کرده بود. برای تأکید بر ماهیت مشترک کشف DNA و کمکهایی که همکاران کریک و واتسون در کاوندیش به آن دو کرده بودند، جایزه نوبل در رشتهی شیمی در همان سال به رییس واحد پرش اشعهی X یعنی ماکس پروتز و همکارش جان کندریو داده شد. با این حال فقط نام کریک و واتسون برای همیشه به کشف ساختمان DNA ارتباط خواهد داشت.
کریک در سال 1977 در سن شصت و یک سالگی به کالیفرنیا رفت و در موسسهی سالک در سان دیه گو به کار پرداخت. کریک هم چنین موفق شد تا یک رشته مداوم از نظریههای «هوشمندانه»ای را ارائه دهد. در سال 1981 او کتابی به نام خود حیات را منتشر کرد که در آن استدلال میکرد که حیات روی زمین از فضا منشاء گرفته است. به نظر میرسد که نظریهی او کمی غیر عادی است. (موشکهای بدون سرنشین از فاصلهی دوری از کهکشان به زمین میرسند در حالی که تخمهای ابتدایی متعلق به یک تمدن برتر را که میلیاردها پیش از این تکامل یافته بود با خود حمل میکردند. به خواندن ادامه دهید ...).
در عین حال بر روی همین سیارهی زمین، کریک نظریههای ادارکی را که در مرکز مسألهی آگاهی قرار دارد ارائه کرده است آگاهی چیست؟ چگونه عمل میکند؟ آیا جانوران و گیاهان هم آن را دارند؟ و غیره.
حرفهی واتسون پس از کشف DNA نیز پستی بلندی مشابهی را داشته است. در آمریکا او شعل مهمی را در هاروارد به عهده گرفت و در آن جا به پژوهش در مورد (به ویژه نقش آن در سنتز پروتئینها) ادامه داد. در سال 1965 او کتاب زیستشناسی مولکولی ژن را منتشر کرد که بهترین کتاب درسی در این زمینه محسوب میشود.
سه سال بعد او کتاب مارپیچ دو گانه را منتشر کرد که گزارش شخصی او از کشف DNA است. بسیاری این کتاب را کوششی میدیدند برای تسخیر مجدد صحنه. مطمئناً او در این کار موفق شد. بخشی از کتاب که در مورد روزالیندفرانکلین بود سبب جنجال اجتماعی شد. با این حال این کتاب یک اثر کلاسیک شد: بهترین شرح حال یک کشف علمی است که تا به حال نوشته شده است.
در سال 1988 واتسون به کلد اسپرینگ هارپر در لانگ آیلند رفت. در این جا او پروژهی ژنوم انسان را اداره میکرد که هدفش نقشه برداری از 100000 ژن انسانی است (تخمین زده میشود که مارپیچ دو گانه DNA به طور کلی در حدود سه میلیارد جفت باز دارد. با این که واتسون نشان داد که مدیر لایقی است، اما این پروژه را در سال 1993 با تلخی ترک کرد. در مورد این که او این پروژه را خودش ترک کرد یا او را وادار کردند، اختلاف وجود دارد. اطلاعیهی رسمی بر این است که او براساس اصول از این کار استعفا داد-زیرا او مخالف به ثبت رساندن) پتنت کردن اطلاعات ژنتیکی حاصل از پروژه بود. اما براساس دائره المعارف بریتانیا «او به علت تضاد منافع که شامل سرمایه گذاری در یک شرکت بیوتکنولوژی بود، استعفا داد.» در هر دو حال، وقتی که شخص یکی از بزرگترین اکتشافات تاریخ علم را در سن بیست پنج سالگی انجام میدهد، هر چیزی که پس از آن میآید مطمئناً ضد آن جلوه میکند.
منبع:
استراترن، پل؛ (1389) شش نظریهای که جهان را تغییر داد، ترجمهی دکتر محمدرضا توکلی صابری و بهرام معلمی، تهران، انتشارات مازیار، چاپ چهارم.
/ج
همانند همیشه، کریک باز هم داشت در مورد مسایل اساسی بحث میکرد. هر گونه ساختمان DNA باید همتاسازی را در نظر بگیرد (یا برای آن جا بگذارد) -همتاسازی فرایندی است که طی آن DNA اطلاعات ژنتیکی خود را انتقال میدهد. کریک میدانست که همتاسازی باید تاحدی شامل ردیفهای کدبندی شده چهار باز باشد، که اکنون به نظر میرسید در داخل مارپیچهای در هم رفته هستند.
گریفیث بعضی از محاسباتی را که در مورد چهار باز آدنین A، گوانین G، تیمین T، و سیتوزین c کرده بود در اختیار کریک گذاشت. گریفیث مشخص کرده بود که کدام یک از این بازها به یکدیگر جذب میشوند. براساس محاسبات او گوانینG جذب سیتوزین C میشد و آدنینA جذب تیمین T میشد.
در جرقهی یک الهام عالی کریک دریافت که این موضوع میتواند کلید همتاسازی DNA باشد. اگر رشتههای مارپیچی از هم جدا شوند، پس هر کدام میتوانند الگویی برای ایجاد رشتههای مکملی باشند که دقیقاً شبیه همانی است که از آن جدا شدهاند.
همهی اینها نه تنها به بیاطلاعی حیرت آور کریک از آن چه با آن درگیر بود اشاره دارد، بلکه به قدرت تخیل حیرت آور او در حل این مسأله در چنین شرایطی نیز اشاره دارد. (در مورد گستاخی محض در این کار چیزی نمیگوییم). فقط یک نابعه در اوج قدرت خویش میتواند از دست چنین آبروریزی در برود.
البته برای همه این شتابزدگی ها دلایلی وجود داشت هم کریک و هم واتسون به خوبی میدانستند که کسان دیگری هم به دنبال کشف ساختمان DNA هستند. آنها میدانستند که همیشه جلوتر از مخالفین خود در کینگز کالج خواهند بود (زیرا ویلکینز هنوز از روی ناآگاهی آنها را از پیشرفتشان مطلع میکرد). اما لاینوس پاولینگ موضوع دیگری بود. او پیش از آن یک ساختمان تقریباً آزمایشی برای DNA پیشنهاد کرده بود. فقط مسأله زمان در میان بود تا آن که پاولینگ ساختمان آن را کشف کند.
سپس واتسون اطلاع یافت که پاولینگ برای یک سخنرانی به لندن میآید. پاولینگ به ناگزیر میخواست بداند که در کینگز کالج چه میگذرد. پیش از آن او از تصاویر پرش اشعهی X مربوط به پیش از جنگ استفاده کرده بود-اما پس از دیدن جدیدترین تصاویر، دیگر هیچ چیزی جلودارش نبود.
کریک و واتسون فقط میتوانستند دندانهایشان را به هم به فشارند و تظاهر کنند که دارند روی پروژههای جداگانه خود کار میکنند. ترم تابستان اکنون شروع شده بود: واتسون شروع به تنیس بازی کرد و به دخترها هم علاقه مندی نشان میداد. واتسون برای این که خود را با دیگر آمریکاییهای کوتاه موی کمبریج متفاوت سازد شروع کرد به تغییر لهجه شیکاگویی خود به انگلیسی و بلند کردن موهایش. در سالهای 1950 موی بلند بسیار کمیاب بود، اما نتایج این موی بلند حتی در مورد خود واتسون هم کمیاب بود. فکل او در یک طرف بسیار بلندتر از طرف دیگر بود و به او یک ظاهر بسیار مشخصی میداد.
فقط کریک متوجه این موضوع نشد، بیشتر به خاطر این که او سرگرم خندیدن به حرفهای خودش و آبجو خوردن بود. اما سرنوشت با کریک و واتسون همراه بود. در ماه می خبر رسید که بالاخره پاولینگ به انگلستان نخواهد آمد. بزرگترین شیمیدان دنیا را در فرودگاه نیویورگ نگذاشته بودند تا سوار هواپیما شود. در آخرین لحظات وزارت امور خارجه آمریکا گذرنامه او را به بهانهی این که ممکن است به روسیه استالینی قرار کند باطل کرده بود. پاولینگ یکی از حامیان صریح کنفرانس صلح جهانی بود و این در دوران مک کارتی در آمریکا برابر یک جاسوس کمونیست بود.
ولی این هیچ خبر خوبی نبود. در کینگز کالج فرانکلین پیشرفتهای چشمگیری را در تکنیکهای پرش اشعهی X کرده بود. این پیشرفتها او را متقاعد کرده بود که DNA اصلاً یک ساختمان مارپیچی نیست. به نظر میرسید که حتی ویلکینز هم با نظر او موافق است، اگر چه با اکراه (این طور که بعداً معلوم شد فرانکلین در این زمان نگذاشته بود که ویلکینز مدارک او را در این زمینه ببیند؛ بنابراین میتوان تصور کرد که قدرت استدلال مطلق او و شاید قدرتی را که برای بیان آن نشان میداد عامل این موافقت بود.)
واتسون اکنون کارهای خود را بر روی ویروس موزاییک تنباکو به پایان رسانده بود. به نظر او تصایر پرش با اشعهی X نشان میداد که DNA ساختمان مارپیچی دارد. در واقع استدلال او بر مبنای تفسیرهای فرانکلین بود (بالاخره او یک کارشناس در این زمینه بود) که اکنون معتقد شده بود که تصاویر نشان نمیدهند که مارپیچ دوگانه باشد. علی رغم نظر تکان دهنده فرانکلین، واتسون همچنان اصرار داشت DNA باید مارپیچی باشد. کریک، که میدانست واتسون چه میگوید، او را دلگرم میساخت. اکنون فرانکلین به ویلکینز اجازه داده بود تا عکسهایش را مطالعه کند و او این تصاویر را به واتسون و کریک که در لندن به دیدن آو آمده بودند نشان داده بود. کریک با یک نگاه فهمیده بود که نظریهی فرانکلین مبنی بر این که DNA مارپیچی نیست یک سوء تفسیر است. اگر چه این تصاویر تقارن شعاعی لازم برای مارپیچ بودن را نداشتند، به نظر او علتش به خاطر این بود که تصاویر بلورها با همدیگر تداخل میکردند. نظریه کریک یک گمان زیرکانه و بیباکانه بود-و این مزیت را داشت که با آنچه که او فکر میکرد درست است تطبیق داشت؛ بنابراین بزرگترین کریستالوگرافر DNA با اشعهی X کریک و واتسون را متقاعد نکرده بود.
با این وجود، آنها نظریههای دیگر را به این آسانی رها نکردند. در جولای سال 1952 شارگاف به کمبریج رفت. کریک و واتسون به جان کندرو، دستیار برجسته پروتز اصرار کردند تا برای آنها ترتیب ملاقاتی را با این مرد بزرگ بدهد.
در ابتدا شارگاف بسیار محتاط بود. این دو آدم فضول کیستند که ادعا دارند این همه درباره DNA میدانند؟ او که یکی از بزرگترین کارشناسان این موضوع بود حتی نام آنها را نشنیده بود. هنگامی که شارگاف اطلاع یافت که مرد جوانی که موهایی شبیه هارپومارکس و لهجهی انگلیسی ساختگی دارد واقعاً یک آمریکایی است معلوم است که فهمید در حضور یک آدم نخاله است (واتسون در شرح صادقانهی این دوران واهمه نداشت از این که یک آدم هالو به حساب آید. با این حال باید در نظر داشت که این جوان بیست و چهار ساله که نقش یک هالو را بازی میکرد نیز نقش برابری در یکی از بزرگترین اکتشافات علمی همه اعصار داشت.)
از همان ابتدا شارگاف زیاد از کریک مطمئن نبود. اما کریک به سرعت مدرک کافی در اختیار او گذاشت تا ظرفیتش را بسنجد. میتوان واکنش شارگاف را تصور کرد هنگامی که کریک از روی سهو از زبانش در رفت که قانون شارگاف را نشنیده است. شارگاف برای این که وقتش را بیشتر تلف نکند چند سوآل ابتدایی از کریک پرسید. بر طبق گفته واتسون «او فرانسیس را وادار به پذیرش این کرد که تفاوت شیمیایی بین چهار باز را به یاد نمیآورد». کریک که مانند همیشه شرمسار نشده بود گفت که «میتواند بعداً در کتابها به ساختمانشان نگاهی بیاندازد.»
چندین سال بعد شارگاف با تلخی چنین مینویسد: «زوجهای افسانهای یا تاریخی-کاستر و پولو ... رومئو و ژولت-باید پیش از شهرت کاملاً متفاوت به نظر میرسیدند. در هر صورت به نظر میآید که من هیجان تشخیص یک لحظهی تاریخی را از دست داده بودم: یک تغییر در ریتم ضربان قلب زیستشناسی. تا آن جایی که به خاطر میآورم آنها میخواستند بدون زحمت اطلاع از شیمی مربوطه، DNA را در یک مارپیچ جای دهند.»
کریک و واتسون دوباره همان را تکرار کرده بودند. اما در مورد این دو کمدین ظاهراً چیزی دوست داشتنی بود. حتی اگر اشتیاق آنها در نظر بسیاری نابجا بود، اما مطمئناً در نظر بعضیها مسری بود. در پاییز سال 1952 واتسون با پیتر پسر لاینوس پاولینگ دوست شد که به کاوندیش آمده بود تا به تحقیق بپردازد. از پیتر پاولینگ دعوت شد تا در دفتر واتسون و کریک اقامت کند و به زودی او هم با علاقه در مکالمات آنها شرکت جست.
یک روز پیتر پاولینگ به واتسون و کریک اطلاع داد که پدرش نامهای دریافت کرده است. آنها با ناراحتی به پیتر پاولینگ که میگفت بار دیگر پدرش توجهش را بر روی DNA متمرکز کرده است گوش دادند. او داشت مقالهای مینوشت که در آن ساختمان این مولکول را توصیف میکرد و قول داده بود که یک نسخه هم پیش از انتشار برای پیتر بفرستد.
پس این طور. کریک و واتسون میدانستند که اگر هم میخواستند، نمیتوانستند که با پاولینگ رقابت کنند. تحت هیچ شرایطی نمیتوانستند. هر کوشش جدی از سوی آنها برای تعیین ساختمان پیچیده DNA به مدل سازی وابسته بود و این موضوع اکنون به کلی منتفی بود. (شرایط ممنوعیت براگ در مورد این نکته کاملاً واضح بود) تنها کاری که میتوانستند انجام دهند این بود که پیشبینی کنند که پاولینگ چه ساختمانی را برای DNA پیشنهاد میکند-و به زودی معلوم شد که این موضوعی ناراحت کننده برای صحبت است. از این جا به بعد گفتگوهای درون دفتر کار بیشتر به واتسون و پیتر پاولینگ محدود میشد-که علاقهی مشابهی به دختران دانمارکی در این شهر داشتند.
پیتر پاولینگ به موقع یک نسخه از مقالهی پدرش را دریافت کرد، و پس از خواندن آن را به کریک و واتسون داد. آنها دریافتند که پاولینگ ساختمانی را ارائه داده است که از سه زنجیره مارپیچ در هم رفته تشکیل شده و محور قند فسفات خارج از مارپیچ قرار دارد. این ساختمان به نحو عجیبی شبیه ساختمانی بود که کریک و واتسون در سفر مصیبت بار یک روزه فرانکلین و ویلکینز به کمبریج به آنها نشان داده بودند-به جز این که پاولینگ توجه بیشتری نسبت به حل مسایل جزئی نشان داده و آنها را با تصاویر اشعهی X مطابقت داده بود (و دقت کرده بود که مقدار صحیح مولکول آب را در آن بگنجاند).
واتسون با ناامیدی «فکر کرد که اگر براگ جلوی مارا نگرفته بود ما شکوه و افتخار کشف بزرگی را به دست آورده بودیم. »واتسون حتی در ناامیدی میتوانست خوش بینی استثنایی داشته باشد. این تازه آغاز کار بود. واتسون اکنون خود را متقاعد ساخت که شاید بزرگترین شیمیدان جهان اشتباهی کرده باشد. آیا ممکن است که در یکی از محاسبات خود و یا در پیوندهای شیمیایی اشتباه کرده باشد؟
واتسون با کله شقّی یک جوان، تصمیم گرفت تا جزئیات دقیق ساختمان لاینوس پاولینگ را بررسی کند-پیوندهای شیمیایی، اعداد و وضعیت اتمهای مهم را «ناگهان دریافتم که چیزی صحیح نیست» و به را یک بار هم که شده او اشتباه نمیکرد. باور کردنی نبود که پاولینگ فراموش کرده بود تا یونیزاسیون گروههای فسفات را، که اتصالهای هر زنجیره را میساخت، به حساب آورد. که به این معنی بود که بار الکتریکی وجود نداشت تا زنجیرههای باریک و دراز را به همدیگر متصل نگهدارد. بدون این بار الکتریکی این زنجیرهها از هم باز شده و فرو میریختند. بدتر از آن، این که بدون این یونیزاسیون، مدلی را که پاولینگ برای این اسید نوکلئیک پیشنهاد کرده بود حتی یک اسید نبود. بزرگترین شیمیدان جهان اشتباه عادی یک بچه مدرسهای را مرتکب شده بود. (این حتی بهتر از کوششهای کریک و واتسون در این زمینه بود-نگذاشتن مولکول آب در DNA و بیاطلاعی از قاعده شارگاف و غیره.)
به طور مسلم تا پیش از این که پاولینگ این اشتباه را تشخیص دهد، فقط مسأله زمانی بود. کریک و واتسون دریافتند که فقط شش هفته فرصت درند تا پاسخ خود را تهیه کنند.
واتسون بیست و چهار ساله نتوانست خودش را در مورد خطای پاولینگ نگهدارد. پس از این که به هر کسی که در کمبریج به او گوش میداد این موضوع را گفت، با قطار به لندن رفت تا به آنهایی که در کینگز کالج بودند نیز آن را بگوید. وقتی که به آن جا رسید ویلکینز گرفتار بود، پس واتسون به درون آزمایشگاه فرانکلین پرید (معمولاً یکی از مقدسترین مکانهای مقدسی که کمتر کسی جرأت رفتن به آن جا را داشت). واتسون در جا حرفهای پاولینگ و اشتباه او را برای فرانکلین گفت. متأسفانه او احساس کرد که باید یادآوری کند که چه طور ساختمان مارپیچ سه گانه DNA پیشنهادی این شیمیدان بزرگ شباهت عجیبی به ساختمانی دارد که پانزده ماه پیش از آن او و کریک پیشنهاد کرده بودند (و فرانکلین به شدت با آن مخالفت کرده بود.)
این حرکت غیر عاقلانهای بود. فرانکلین انتقادهای شدید را به راحتی نمیپذیرفت، به ویژه از آدمهایی مانند واتسون، که او را جوان خودبینی میدید که تظاهرهایش به همان اندازه بیکفایتیهایش بود. فرانکلین در حالی که خشم خود را کنترل میکرد با سردی به واتسون گفت که کمترین مدرکی در مورد مارپیچی بودن DNA وجود ندارد. واتسون از روی حماقت شروع کرد به مقابله با او و ارائهی مدارکی از کارهای خودش در مورد ویروس موزاییک تنباکو. این کار او فرانکلین را آن چنان عصبانی کرد که از پشت میز آزمایشگاه بیرون آمد-ظاهراً به قصد حمله به واتسون. هنگامی که او به وسط آزمایشگاه رسید، در باز شد. ویلکینز در همین لحظه وارد شد. واتسون از در بیرون دوید و از پلهها فرار کرد. (ظاهراً بحث در مورد کلید حیات به همان اندازهای در یک آزمایشگاه خطرناک است که در یک پاب).
پس از آن، ویلکینز واتسون را که ترسیده بود، آرام کرد. او حتی تا آن جا پیش رفت که بعضی از تصاویر اشعهی x را که فرانکلین تازه گرفته بود به واتسون نشان داد. این تصاویر واقعاً حیرت انگیز بودند. فرانکلین توانسته بود از یک نوع کاملاً جدیدی از DNA تصاویر پرش اشعهی X را به دست آورد. این شکل-B هنگامی درست میشد که مولکول DNA از مقدار زیادی آب احاطه شده بود. این نوع DNA تصاویر پرش اشعهی X با وضوح و سادگی حیرت آوری را تولید میکرد.
واتسون چنین به خاطر میآورد «در لحظهای که تصاویر را دیدم دهانم بازماند و نبضم به شدت شروع به زدن کرد». باور کردنی نبود که فرانکلین هنوز به نظریهی خود در مورد غیر مارپیچی بودن DNA چسبیده بود. به طور مسلم شکلDNA -A مبهم بود، اما (به نظر واتسون) این فرم-B جدید جای هیچ شکی را باقی نمیگذاشت. این تصویرها نشان میداد که DNA بدون شک به شکل یک مارپیچ است. وضوع حیرت انگیز آنها به نتایج هیجان آورتری اشاره داشت. پس از چند دقیقه محاسبه حتی ممکن بود بتوان تعیین کرد که چند تا زنجیره مارپیچی در آن وجود دارد.
واتسون در بازگشت به کمبریج در واگن بسیار سرد قطار با هیجان شروع کرد به ترسیم شکلها و محاسباتی در حاشیهی روزنامهاش. آن شب به هنگامی که به رختخواب رفت معتقد شده بود که DNA از دو رشته مارپیچ در هم رفته تشکیل شده است.
روز بعد واتسون بسیار سرحال بود. از همان لحظهای که وارد کاوندیش شد هیچ کس از آخرین دیدگاههایش در مورد DNA در امان نبود. هنگامی که براگ از دفترش بیرون آمد، او نیز شرح مفصلی در این مورد شنید. براگ به جای این که به خاطر تخلف مستقیم از دستورش خشمگین شود به طور شگفت آوری با او همدلی کرد. به طور غیر منتظرهای او حتی به واتسون اجازه داد تا مدل جدیدی از DNA را در کاوندیش بسازد. از نظر او دیگر هیچ تفاهم نامهای با کینگز کالج وجود نداشت-رقیب اصلی اکنون پاولینگ بود (واتسون نیز به طور زیرکانهای این تصور را به وجود آورده بود که خودش به تنهایی دارد روی این موضوع کار میکند. براگ اطلاعی نداشت که هم اکنون اجازه بلندترین قهقه ی کریک را صادر کرده است.)
کارگاه طبقهی پایین در کاوندیش فوراً به تولید صفحات فلزی به شکل و اندازه چهار باز پرداخت. به زودی کریک و واتسون شروع کردند به ساختن مدل، و جور کردن ساختمان ظریف دو زنجیره مولکولی مارپیچ درهم رفته. اگر گمان آنها در مورد پاولینگ درست بود، اکنون آنها فقط 3 هفته وقت داشتند تا پاسخ آن را بیابند.
همه چیز میباید از روی واحدهای ساختمانی ابتدایی محتوای شیمیایی شناخته شده مولکول پیچیده DNA ساخته شود. اندازه هر یک از مولکول هایی که با هم جمع شده و این مولکول پیچیده را میسازند، و طول و زاویه پیوندهای شیمیایی بین آنها را باید در نظر گرفت.
برای این که از پیچیدگی حیرت آور این کار تصویری به دست دهیم مثال زیر را میآوریم: دو شانه را که هر کدام دو متر طول دارند با دندانههای نابرابری که هر کدام زاویهی متفاوتی دارند در نظر بگیرید. این دو شانه را باید پیچانده و به شکل یک مارپیچ درآورد و سپس آنها را چان در همدیگر فرو کرد که هر دندانه یک شانه مکمل دندانه شانه دیگر باشد. اما حتی پیش از شروع کار لازم است تا طول دقیق، موقعیت، و زاویه هر یک از دندانههای هر یک از شانهها را حساب کرد.
هم چنان که دیدیم کریک و واتسون مقدار زیادی فکر بر روی این موضوع گذاشته بودند. ولی مشخصات دیگری نیز باید در این مدل جای میگرفت. عامل مهم پیچش دقیق هر زنجیره از مارپیچ مولکول ها بود-چه این که مانند یک فنر نزدیک به هم یا مانند یک پلکان مارپیچ به طور بازتری میپیچید. واتسون از روی تصاویر پرش اشعهی DNA, X ی شکل-B فرانکلین حدس زده بود که ساختمان این مولکول باید یک مارپیچ دو گانه باشد، اما یافتههای فرانکلین حتی چند نکته اساسیتری را نیز در بر داشت. مثلاً از روی تصاویر اشعهی X امکان داشت تا قطر دقیق این مولکول را اندازه گرفت (در حدود 1/6 نانومتر). زاویهی صعودی پیچشهای این مارپیچ و این که در یک «دور» کامل چه قدر بالا میرفت را میشد با درجه یقین بیشتری محاسبه کرد.
یافتههای جدید و واضحتر فرانکلین به این معنی بود که کریک و واتسون اکنون خود را در یک وضعیت غیر عادی میدیدند. این یافتهها حقایق دقیقی بودند، و میباید در نظر گرفته میشدند. اگر مدل آنها با این حقایق جور در نمیآمد آنها بودند که اشتباه میکردند و نه فرانکلین؛ و هیچ مقدار دست کاری هم نمیتوانست آن را تغییر دهد.
تعجبی نداشت که از همان ابتدا چند اشتباه وجود داشت؛ و باز تعجبی نداشت که با این جور افراد این اشتباهها گاهی اشتباههای ابتدایی بود. کریک و واتسون بر خلاف قضاوت پیشین خود ابتدا میل داشتند که از نظریه پاولینگ پیروی کنند مبنی بر این که بازها در خارج از زنجیرههای مارپیچ در هم رفته قرار دارند. خوشبختانه هر دو نفر به قدر کافی اعتماد به نفس داشتند تا به سرعت از این نظریه دست بردارند. آنها درست فکر میکردند و بزرگترین شیمیدان تاریخ یک بار دیگر اشتباه کرده بود. بازها باید درون مارپیچ میبودند.
به نظر گریفیث این بازها به همدیگر جذب میشدند، یعنی C به T و G به C . ولی آیا بهتر و سادهتر نبود اگر بازهای شبیه به هم جذب همدیگر میشدند؟ در این حالت هنگامی که زنجیرهها برای همتاسازی از هم جدا میشدند، ایجاد مولکولهای جدید بسیار سادهتر میبود. این راه حل ایده آلی بود.
کریک از رها کردن این کار امتناع میکرد. قرار دادن بازها در خارج از مارپیچ بیمعنی بود. ساعتهای متمادی او با پشتکار با این مدل ور رفت، طول پیوندها را بارها و بارها اندازه گرفت و سعی کرد آنها را طوری تنظیم کند تا درون زنجیرهها جای گیرند. همان طور که میدانیم واتسون هم کسی نبود که ناامید شود-اما واکنش او در مقابل بحران تا حدی متفاوت بود. فصل بازی تنیس آغاز شده بود و نیز موج جدیدی از دختران اهل اسکاندیناوی در پارتیها ظاهر میشدند. کریک به طور فزایندهای از دست واتسون ناراحت بود که به آزمایشگاه میآمد و اظهار میداشت که پیشنهادهای «الهامی» کریک بیفایده هستند، سپس در جستجوی برقراری پیوندهای دوستانهتری ناپدید میشد. اما واتسون هم خط فکری خودش را دنبال میکرد، اگر چه بر مبنای پراکندهتری. در طی این جریان او کشف مهمی کرد. ممکن است که او و کریک محاسبات خود را برای شکل ایزومری بازها اشتباهی انجام داده باشند. آن طور که به نظر میرسد این یک خطای سادهای نبود. هر یک از بازها یک فرمول مولکولی دارند که دو نوع ساختمان مولکولی متفاوتی را برای آنها ممکن میسازد-شکل انوالی و شکل کتونی. تمام مدارک به شکل انولی مولکول اشاره داشت-آیا ممکن بود که این موضوع اشتباه باشد؟
واتسون در محاسبات صاعقه مانندی فرو رفت، ولی هیچ فایدهای نداشت. حتی بازهای مشابه در شکل کتونی خود هنگامی که به هم متصل میشدند در زنجیره جای نمیگرفتند. سپس او متوجه شد که بازها در شکل کتونی خود هنگامی که بر حسب نظر گریفیث به شکل A-T و C-G متصل میشدند، در درون زنجیره مارپیچ جای میگرفتند. علاوه بر آن، هنگامی که دو جفت باز متفاوت به این ترتیب به هم وصل میشدند از لحاظ شکل و اندازه شبیه هم بودند. که به معنی این بود که هر یک از دو جفت باز ممکن است در هر جای زنجیره قرار گیرند و امکان شکلهای بسیار متعددی از جفتها را به وجود آورند. سرانجام آنها موفق شده بودند! آنها کلید ساختمان DNA را کشف کرده بودند.
بخشی از مولکول نهایی DNA که توسط کریک و واتسون عرضه شد: «این ساختمان شبیه پلکان مارپیچی است که جفتهای باز پلههای آن را تشکیل میدهند.»
در 25 آوریل 1953 کریک و واتسون مقالهای تحت عنوان «ساختمان مولکولی اسدیهای نوکلئیک» در مجلهی علمی طبیعت منتشر کردند. همه آن چیزی را که لازم بود تا گفته شود فقط در نهصد کلمه و یک شکل ساده گفته شده بود.
ویلکینز مشخصاً در هنگام شکست خود خواه نبود. او از روی خودنمایی به کریک و واتسون نوشت: «من فکر میکنم که شما یک جفت آدم دغل هستید ... »دیگران در مورد استفاده غیر اخلاقی اطلاعات واحد پرش اشعهی X در کینگز کالج توسط کریک و واتسون کمتر مدارا داشتند. در نظر آنها کریک و واتسون هیچ حقی نداشتند تا اعتبار این کشف مهم را به خود نسبت دهند.
این دیدگاهها توسط کمیتهی جایزه نوبل در نظر گرفته شد. در سال 1962 جایزه نوبل در رشتهی پزشکی به طور مشترک به کریک، واتسون و ویلکینز داده شد. متأسفانه روزالیند فرانکلین چهار سال پیش از آن در سن سی و هفت سالگی در اثر سرطان فوت کرده بود. برای تأکید بر ماهیت مشترک کشف DNA و کمکهایی که همکاران کریک و واتسون در کاوندیش به آن دو کرده بودند، جایزه نوبل در رشتهی شیمی در همان سال به رییس واحد پرش اشعهی X یعنی ماکس پروتز و همکارش جان کندریو داده شد. با این حال فقط نام کریک و واتسون برای همیشه به کشف ساختمان DNA ارتباط خواهد داشت.
پس گفتار
رابطهی نزدیک بین کریک و واتسون پس از این که اتهامها در مجامع عمومی آغاز شد به هم خورد. واتسون به زودی به آمریکا بازگشت، در حالی که کریک به کار در کمبریج ادامه داد. کریک به مدت بیست سال در آن جا ماند و نیروی رهبری کنندهای در رشتهی جدید زیستشناسی مولکولی شد. کارهای مهم او در زمینه همتاسازی DNA و چگونگی حمل اطلاعات ویژه توسط ژنها بود. او در کار شکست «رمز» بازهای DNA پیشرو بود.کریک در سال 1977 در سن شصت و یک سالگی به کالیفرنیا رفت و در موسسهی سالک در سان دیه گو به کار پرداخت. کریک هم چنین موفق شد تا یک رشته مداوم از نظریههای «هوشمندانه»ای را ارائه دهد. در سال 1981 او کتابی به نام خود حیات را منتشر کرد که در آن استدلال میکرد که حیات روی زمین از فضا منشاء گرفته است. به نظر میرسد که نظریهی او کمی غیر عادی است. (موشکهای بدون سرنشین از فاصلهی دوری از کهکشان به زمین میرسند در حالی که تخمهای ابتدایی متعلق به یک تمدن برتر را که میلیاردها پیش از این تکامل یافته بود با خود حمل میکردند. به خواندن ادامه دهید ...).
در عین حال بر روی همین سیارهی زمین، کریک نظریههای ادارکی را که در مرکز مسألهی آگاهی قرار دارد ارائه کرده است آگاهی چیست؟ چگونه عمل میکند؟ آیا جانوران و گیاهان هم آن را دارند؟ و غیره.
حرفهی واتسون پس از کشف DNA نیز پستی بلندی مشابهی را داشته است. در آمریکا او شعل مهمی را در هاروارد به عهده گرفت و در آن جا به پژوهش در مورد (به ویژه نقش آن در سنتز پروتئینها) ادامه داد. در سال 1965 او کتاب زیستشناسی مولکولی ژن را منتشر کرد که بهترین کتاب درسی در این زمینه محسوب میشود.
سه سال بعد او کتاب مارپیچ دو گانه را منتشر کرد که گزارش شخصی او از کشف DNA است. بسیاری این کتاب را کوششی میدیدند برای تسخیر مجدد صحنه. مطمئناً او در این کار موفق شد. بخشی از کتاب که در مورد روزالیندفرانکلین بود سبب جنجال اجتماعی شد. با این حال این کتاب یک اثر کلاسیک شد: بهترین شرح حال یک کشف علمی است که تا به حال نوشته شده است.
در سال 1988 واتسون به کلد اسپرینگ هارپر در لانگ آیلند رفت. در این جا او پروژهی ژنوم انسان را اداره میکرد که هدفش نقشه برداری از 100000 ژن انسانی است (تخمین زده میشود که مارپیچ دو گانه DNA به طور کلی در حدود سه میلیارد جفت باز دارد. با این که واتسون نشان داد که مدیر لایقی است، اما این پروژه را در سال 1993 با تلخی ترک کرد. در مورد این که او این پروژه را خودش ترک کرد یا او را وادار کردند، اختلاف وجود دارد. اطلاعیهی رسمی بر این است که او براساس اصول از این کار استعفا داد-زیرا او مخالف به ثبت رساندن) پتنت کردن اطلاعات ژنتیکی حاصل از پروژه بود. اما براساس دائره المعارف بریتانیا «او به علت تضاد منافع که شامل سرمایه گذاری در یک شرکت بیوتکنولوژی بود، استعفا داد.» در هر دو حال، وقتی که شخص یکی از بزرگترین اکتشافات تاریخ علم را در سن بیست پنج سالگی انجام میدهد، هر چیزی که پس از آن میآید مطمئناً ضد آن جلوه میکند.
منبع:
استراترن، پل؛ (1389) شش نظریهای که جهان را تغییر داد، ترجمهی دکتر محمدرضا توکلی صابری و بهرام معلمی، تهران، انتشارات مازیار، چاپ چهارم.
/ج
مقالات مرتبط
تازه های مقالات
ارسال نظر
در ارسال نظر شما خطایی رخ داده است
کاربر گرامی، ضمن تشکر از شما نظر شما با موفقیت ثبت گردید. و پس از تائید در فهرست نظرات نمایش داده می شود
نام :
ایمیل :
نظرات کاربران
{{Fullname}} {{Creationdate}}
{{Body}}