Cuộc chạy đua tìm ra cấu trúc hóa học của DNA

Francis Crick và James Watson chạy đua để tìm ra cấu trúc hóa học của DNA. Tranh trong sách.

Tháng 2 năm 1953, có hai người đàn ông cùng lao vào Eagle, một quán rượu ở Cambridge, Anh. Người đàn ông quốc tịch Anh tên là Francis Crick nói rằng họ đã tìm ra bí mật của cuộc sống. Còn anh chàng người Mỹ James Watson thì tự hỏi liệu họ đã thật sự tìm ra chưa.

Cuộc chạy đua tìm kiếm cấu trúc của DNA bắt đầu vào năm 1944, khi nhà miễn dịch học người Mỹ Oswald Avery cho thấy vi khuẩn thừa hưởng các đặc tính của đời trước thông qua DNA. DNA có bốn thành phần chính - viết tắt là A, T, G và C.

Năm 1949, nhà hóa sinh người Áo Erwin Chargaff nhận thấy rằng lượng A luôn bằng với lượng T, tương tự với G và C. Đây là tất cả những gì chúng ta biết được về DNA khi nhà sinh vật học James Watson đến Phòng thí nghiệm Cavendish ở Cambridge vào năm 1951.

Cavendish chuyên về phân tích tia X của các cấu trúc phân tử, và nhà vật lý học Francis Crick là một chuyên gia ở đó. Watson tin rằng việc giải mã DNA sẽ là bước đột phá của thế kỷ. Anh ấy cần sự giúp đỡ của Crick, vì ở Mỹ, nhà hóa học vĩ đại Linus Pauling đã tiến rất gần đến kết quả rồi.

Chỉ sử dụng tia X, Rosalind Franklin gần như đã tìm ra cấu trúc của DNA. Công trình của bà rất quan trọng đối với Crick và Watson. Bà mất năm 1958, bốn năm trước khi họ và Wilkins nhận giải Nobel.

Tại Đại học King’s College ở London, nhà vật lý Maurice Wilkins đang nghiên cứu DNA, và trợ lý của ông là Rosalind Franklin nhận nhiệm vụ cực kỳ khó khăn là tạo ra ảnh X-quang rõ ràng về cấu trúc của nó. Crick và Watson lấy được ảnh của Franklin và sử dụng chúng để xây dựng các mô hình.

Nỗ lực đầu tiên của họ rõ ràng là sai và Franklin bảo họ nên xem xét lại. Trong khi đó, Pauling không ngừng theo sát. Cuối cùng, Crick và Watson đã nhìn thấy một sơ đồ nháp của cấu trúc được Pauling đề xuất, nhưng họ biết rằng nó cũng sai.

Watson đã nghiên cứu các ảnh X-quang mới nhất của Franklin và tin rằng phân tử DNA có hình xoắn ốc. Ông tự hỏi phải chăng nó có thể là một chuỗi xoắn kép, chứ không phải là chuỗi xoắn ba như họ đã xem xét, bởi vì các đối tượng sinh học quan trọng đi theo cặp.

Sau đó, Franklin gợi ý rằng “xương sống” của DNA nằm ở bên ngoài. Đột nhiên, Watson thấy rằng T khớp với A, và C khớp với G giống như những bậc thang giữa các cột thẳng đứng của một cái thang xoắn.

Điều này lý giải quan sát của Chargaff, quan trọng hơn là cách DNA được sao chép. Ông nói với Crick, đó là lúc họ lao đến quán rượu Eagle. Watson và Crick vẫn lo họ có thể nhầm lẫn, vì vậy, họ chạy đua để xây dựng một mô hình chính xác. Và không có gì sai cả. Đó chắc chắn là cấu trúc của DNA.

Sau đó, ngay cả Pauling cũng vui mừng công nhận rằng Crick và Watson đã thật sự tìm ra bí mật của sự sống.

Roger Bridgman / Zenbooks và NXB Dân trí