29 ก.พ. 2020 เวลา 09:00 • วิทยาศาสตร์ & เทคโนโลยี
การค้นพบครั้งยิ่งใหญ่ที่ไขความลับโครงสร้าง DNA!
วันนี้(29 กุมภาพันธ์)อาจเป็นเพียงวันธรรมดาๆของใครหลายๆคน แต่สำหรับคนที่เรียนทางด้านชีววิทยาโมเลกุล(อณูชีววิทยา)แล้วละก็ วันนี้ถือเป็นวันสำคัญมากวันหนึ่งเลยทีเดียว
เรื่องราวทั้งหมดเกิดขึ้นเมื่อ 67 ปีก่อน ในวันที่ 29 กุมภาพันธ์ 1953 ได้มีการตีพิมพ์การค้นพบที่สำคัญยิ่งในทางวิทยาศาสตร์
ย้อนกลับไปในฤดูใบไม้ผลิปี 1928 วันที่ 6 เมษายน เด็กชายคนหนึ่งได้ถือกำเนิดขึ้นที่เมืองชิคาโก รัฐอิลลินอยส์ เขามีชื่อว่า เจมส์ ดิวอี วัตสัน(James Dewey Watson)
James Dewey Watson
เมื่อตอนเป็นเด็กคุณวัตสันสนใจใคร่รู้เรื่องการดูนกเป็นอย่างมาก เพราะพ่อของเขานอกจากจะเป็นนักธุรกิจแล้วยังเป็นนักดูนกสมัครเล่นอีกด้วย
ด้วยความอัจฉริยะของคุณวัตสัน ทำให้เขาได้เข้าศึกษาในมหาวิทยาลัยชิคาโกด้วยอายุได้เพียงแค่ 15 ปีเท่านั้น เรียกได้ว่าเก่งสุดๆไปเลย
แน่นอนครับว่าเขาได้เลือกเรียนสาขา"ปักษีวิทยา" เป็นสาขาที่ศึกษาเกี่ยวกับเรื่องนกและพวกสัตว์ปีกทั้งหลาย
อ่านมาถึงตรงนี้ก็เริ่มสงสัยแล้วใช่ไหมครับว่า เป็นนักปักษีวิทยาจะไปค้นพบทางอณูชีววิทยาได้อย่างไร?
จุดเปลี่ยนมันอยู่ตรงนี้ครับ เมื่อคุณวัตสันได้อ่านหนังสือเรื่อง"ชีวิตคืออะไร"ของคุณเอ็ดวิน โชรดินเจอร์ จึงได้เปลี่ยนมาสนใจทางด้านพันธุกรรมศาสตร์และจบปริญญาด้านสัตววิทยาเมื่อปี 1947
และในฤดูใบไม้ร่วงเดือนตุลาคมปี 1951 คุณวัตสันได้เข้าทำงานที่หอคาร์เวนดิช ภาควิชาฟิสิกส์ มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ และได้พบกับเพื่อนร่วมงาน ฟรานซิส คริก
ฟรานซิส คริก(Francis Harry Compton Crick) เป็นลูกชายคนโตของแฮร์รี่ คริกและอเล็กซ์ คริก
คุณคริกเกิดในหมู่บ้านเล็กๆในเมืองนอร์แทมตัน ประเทศอังกฤษ
Francis Harry Compton Crick
ครอบครัวของเขาทำธุรกิจขายและผลิตรองเท้า เขาสนใจในวิทยาศาสตร์มาตั้งแต่เด็กโดยศึกษาด้วยตัวเองจากหนังสือ เมื่อคุณคริกอายุได้ 12 ปี เขาบอกพ่อกับแม่ของเขาว่า"จะไม่ไปโบสถ์อีกต่อไปแล้ว" เพราะสนใจใช้หลักการทางวิทยาศาสตร์มากกว่าใช้ความเชื่อความศรัทธาเพียงอย่างเดียว
เมื่อคุณคริกอายุ 14 ปี เขาได้เข้าเรียนด้านคณิตศาสตร์ ฟิสิกส์และเคมี และจบการศึกษาในสาขาเคมี เรียกได้ว่าเก่งในทุกด้านจริงๆ
เมื่ออัจฉริยะทั้งสองคนได้มาเจอกันและทำงานร่วมกันอย่างจริงจังแล้ว เดาได้ไม่ยากเลยใช่ไหมครับว่าจะเกิดอะไรขึ้น ทั้งสองคนสามารถค้นพบโครงสร้างของ DNA ได้ภายในเวลาเพียงแค่ 1 ปีครึ่งเท่านั้น
แต่ความสำเร็จของพวกเขาทั้งสองคนจะเกิดขึ้นไม่ได้เลยถ้าขาดเธอคนนี้ เธอคนนั้นก็คือ โรซาลินด์ เอลซี แฟรงคลิน(Rosalind Elsie Franklin)
Rosalind Elsie Franklin
คุณแฟรงคลินเกิดในฤดูร้อนเมื่อวันที่ 25 กรกฎาคม ปี 1920 ที่นอตติงฮิล ลอนดอน ประเทศอังกฤษ เป็นลูกของอาร์เทอร์ แฟรงคลินและเมอเรียล ฟรานเซล วาเลย์
1
เมื่อคุณแฟรงคลินอายุได้ 18ปี เธอได้เข้าศึกษาที่วิทยาลัยนิวน์แฮม หลักสูตรศิลปศาสตร์สาขาเคมี
ผลงานที่รู้จักกันดีของคุณโรซารินด์ แฟรงคลิน คือ"โฟโต 51" เป็นภาพถ่ายการเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์ของ DNA และนี่แหละครับคือเบื้องหลังความสำเร็จของคุณวัตสันและคุณคริก
Photo 51
หลังจากปูเนื้อหากันมายาวเหยียด ก็ได้เข้าเรื่องความสำเร็จของการค้นพบที่สุดแสนจะยิ่งใหญ่เกี่ยวกับโครงสร้างของ DNA
และความสำเร็จที่ผมจะพูดถึงในวันนี้ก็คือ การค้นพบเกลียวคู่ของกรดนิวคลีอิก(double helix) ซึ่งเป็นหัวใจหลักที่สำคัญสำหรับโครงสร้างและการทำงานของ DNA
การค้นพบนี้เป็นการค้นพบโดยการสร้างแบบจำลอง โดยที่คุณวัตสันและคุณคริกสร้างแบบจำลองด้วยเครื่องมือจากดีบุก ที่ได้มาจากโรงซ่อมที่หอคาเวนดิช
คุณวัตสันได้สร้างจากของง่ายๆไม่กี่ชิ้น โดยใช้เพียงแค่ กระดาษ ไม้บรรทัด คัตเตอร์และกาวเท่านั้นเอง
Watson and Crick model
และในวันที่ 21 กุมภาพันธ์ 1953 ก็ได้ค้นพบฐานคู่ของนิวคลีโอไทด์ เพียงแค่สร้างแบบจำลอง จากภาพ โฟโต 51 ด้วยการตัดกระดาษและแปะกาว
และได้ตีพิมพ์ในวันที่ 29 กุมภาพันธ์ 1953 ลงในวารสารเนเจอร์เป็นครั้งแรก ซึ่งก็คือวันนี้เมื่อ 67 ปีที่แล้วนั่นเอง
ทั้งสองคนค้นพบได้ด้วยการนำข้อมูลของคุณแฟรงคลินมาใช้ เพื่อยืนยันว่า DNA มีโครงสร้างเป็นรูปเกลียว โดยที่ไม่ยอมบอกหรือขออนุญาตเธอก่อน ทำให้คุณแฟรงคลินไม่รู้และแทบไม่ได้มีส่วนร่วมในการค้นพบครั้งนี้เลย
ผมจะอธิบายเพิ่มเติมเกี่ยวกับ double helix มันคือโครงสร้างที่เกิดขึ้นจากกรดนิวคลีอิก ซึ่งเป็นพอลิเมอร์ของนิวคลีโอไทด์ ต่อกันด้วยพันธะฟอสโฟไดเอสเทอร์ โดยเชื่อมโยงระหว่างหมู่ไฮดรอกซิลที่ตำแหน่งที่ 5 กับอีกโมเลกุลหนึ่งและตำแหน่งที่ 3 ในโมเลกุลถัดไป มีแขนงข้างเป็นเบส มารวมกัน 2 เส้น
Nucleotide
พูดง่ายๆคือเกลียวคู่กรดนิวคลีอิกเป็นโมเลกุลของกรดนิวคลีอิก 2 เส้นที่ถูกเชื่อมเข้าด้วยกันจนมีรูปร่างเป็นเกลียว
Nucleic acid
สุดท้ายคุณวัตสันและคุณคริกก็ได้รับรางวัลโนเบลสาขาสรีรวิทยา(การแพทย์)ในปี 1962 จากผลงานการตีพิมพ์เรื่องโครงสร้างโมเลกุลของกรดนิวคลีอิก
แต่น่าเสียดายที่คุณแฟรงคลินไม่ได้รับรางวัล เพราะเสียชีวิตไปก่อนด้วยโรคมะเร็งรังไข่ จึงไม่มีสิทธิ์รับรางวัล เพราะรางวัลนี้จะมอบให้แก่ผู้ที่มีชีวิตอยู่เท่านั้น
โฆษณา