رزالیند فرانکلین؟

شیمیدانی که به کشف دی ان ای و آر آن ای کمک کرد که بود؟

روزالیند السی فرانکلین ‏(زاده ۲۵ ژوئیه ۱۹۲۰ - درگذشت ۱۶ آوریل ۱۹۵۸)، یک شیمی‌دان و بلورشناس یهودی‌تبار انگلیسی بود که نقشی اساسی در شناسایی ساختار مولکول دی‌ان‌ای (DNA)، آران‌ای (RNA)، انواع ویروس‌ها، زغال‌سنگ و گرافیت ایفا کرد. اگرچه کار او بر روی زغال‌سنگ و ویروس‌ها در طول حیاتش مورد تقدیر قرار گرفت اما مشارکت‌هایش در زمینه شناسایی ساختار دی‌ان‌ای به دوران پس از مرگ او موکول شد.

او فارغ‌التحصیل مدرسه دخترانه سنت پائول بود. او بعدها تحصیلات خود را در رشته شیمی در دانشگاه کمبریج ادامه داد. در سال ۱۹۵۱ او کارش در دانشگاه کینگز لندن را آغاز کرد، جایی که در آن تا مرز تفرق پرتو ایکس در برخورد با مولکول دی‌ان‌ای پیش رفت. در سال ۱۹۵۲ میلادی، فرانکلین و ویلکینز از یک مولکول با دستگاه ایکس-ری عکاسی کردند و نشان دادند که دی ان ای، بیش از یک رشته دارد و توانستند ابعاد این مولکول را تشخیص دهند.

شفاف‌ترین عکس، که به عکس شماره ۵۱ معروف است، باعث شد دیگر دانشمندان بتوانند مدلی از دی ان ای بسازند. جیمز واتسون و فرانسیس کریک از یک نسخه قبل از چاپ تحقیقات فرانکلین استفاده کردند تا به چگونگی ساختار DNA برسند. آن دو مقاله معروف خود را در سال ۱۹۵۳، فقط با پانویس کوچکی در مورد اطلاعات بدست آمده توسط فرانکلین به چاپ رساندند.

روزالیند، سال ۱۹۵۸ در سن ۳۸ سالگی بر اثر سرطان تخمدان جان سپرد. چهار سال بعد کریک، واتسون و ویلکینز به دریافت جایزه نوبل نائل آمدند اما بعلت مرگ فرانکلین و درقیدحیات نبودن وی،جایزه نوبل به او اعطا نشد. بعدها تحقیقات مختلفی، نقش بسزای وی را در کشف دی‌ان‌ای و کنار گذاشته شدن او را به اثبات رساند.

در نوامبر 1951، جیمز واتسون و فرانسیس کریک از آزمایشگاه کاوندیش در دانشگاه کمبریج شروع به ساخت یک مدل مولکولی از B-DNA با استفاده از داده‌هایی مشابه آنچه در دسترس هر دو تیم در کینگز بود، کردند. بر اساس سخنرانی فرانکلین در نوامبر 1951 مبنی بر اینکه DNA با دو یا سه پایه مارپیچی است، آنها یک مدل مارپیچ سه گانه ساختند که بلافاصله ثابت شد که نقص دارد. به طور خاص، مدل دارای ستون فقرات فسفات مولکول‌ها بود که یک هسته مرکزی را تشکیل می‌داد. اما فرانکلین اشاره کرد که حلالیت تدریجی کریستال های DNA در آب به این معنی است که به شدت آبدوستگروه های فسفات به احتمال زیاد در خارج از ساختار بودند.

در حالی که شکست تجربی در تیتر کردن گروه‌های CO- و NH2 پایه‌ها به این معنی بود که این پایه‌ها در داخل ساختار غیرقابل دسترس هستند. این شکست اولیه باعث شد که واتسون و کریک در بیشتر سال آینده روی موضوعات دیگر تمرکز کنند.

ساخت مدل با موفقیت در توضیح ساختار مارپیچ آلفا توسط لینوس پاولینگ در سال 1951 استفاده شده بود، اما فرانکلین با ساختن پیش از موعد مدل های نظری مخالف بود، تا زمانی که داده های کافی برای هدایت صحیح ساختمان مدل به دست آمد. او بر این عقیده بود که ساخت یک مدل تنها پس از مشخص شدن ساختار کافی انجام می شود. اعتقاد فرانکلین تنها زمانی تقویت شد که پاولینگ و کوری نیز در اواخر سال 1952 (منتشر شده در فوریه 1953 ) با یک مدل مارپیچ سه گانه اشتباه مطرح شدند. فرانکلین همیشه محتاطانه می خواست احتمالات گمراه کننده را از بین ببرد.

فرانکلین همیشه محتاطانه می خواست احتمالات گمراه کننده را از بین ببرد. عکس‌های میز کار او در Birkbeck نشان می‌دهد که فرانکلین به طور معمول از مدل‌های مولکولی کوچک استفاده می‌کند، اگرچه مطمئناً مدل‌هایی در مقیاس بزرگ که با موفقیت در کمبریج برای DNA استفاده می‌شوند، نیستند.

ورود مقاله معیوب لینوس پاولینگ به کمبریج در ژانویه 1953، رئیس آزمایشگاه کاوندیش، لارنس براگ را بر آن داشت تا واتسون و کریک را تشویق کند تا ساختمان مدل خود را از سر بگیرند. شش هفته تلاش شدید دنبال شد، زیرا آنها سعی کردند حدس بزنند که چگونه بازهای نوکلئوتیدی در هسته ساختار DNA قرار می گیرند، در چارچوب پارامترهای وسیعی که توسط داده های تجربی تیم کینگز تعیین شده است، که ساختار باید حاوی یک یا چند مارپیچ با فاصله تکراری 34 آنگستروم باشد که احتمالاً ده عنصر در هر تکرار وجود دارد. و اینکه گروه‌های فسفات آبدوست باید در خارج باشند (اگرچه وقتی واتسون و کریک در تلاش بودند تا ساختاری بیابند، گاهی اوقات از هر یک از این مفروضات در طول فرآیند دور می‌شدند).

در آوریل 2023، دانشمندان، بر اساس شواهد جدید، به این نتیجه رسیدند که روزالیند فرانکلین در فرآیند کشف DNA مشارکت‌کننده و «بازیگر برابر» بوده است، نه چیز دیگری که ممکن است متعاقباً پس از زمان کشف ارائه شده باشد. یک موزیکال، با عنوان "مارپیچ دوگانه"، بر اساس مشارکت فرانکلین در کشف در 30 مه 2023 در تئاتر خیابان بی در شهر نیویورک افتتاح شد.