00:00:05.21 Hej. Jeg vil tale med dig om den semi-konservative
00:00:10.01 replikation af DNA. Ikke så meget om de tekniske detaljer, men om, hvordan Frank Stahl og jeg
00:00:16.19 endte med at gøre forsøget, der viste, at DNA
00:00:20.20 replikater af to kæder, der kommer fra hinanden,
00:00:23.10 hver lave en ny kopi, og derefter får du to,
00:00:positionerne 27.10, som hver har en gammel kæde og en ny.
00:00:30.,24det er svært at vide, hvor man skal starte en bestemt historie
00:00:34.06 men lad mig starte med publikationen i 1953
00:00:38.00 af papiret af paperatson og Crick. Der var faktisk to papirer
00:00:41.29 i naturen. Den første handlede om strukturen
00:00:45.01, som var baseret på modelopbygning og lidt information fra røntgendiffraktion
00:00:50.15 Røntgendiffraktionen fortalte dig bestemt ikke strukturen.
00:00:54.09 det fortalte dig noget om gentagelsesafstanden langs Heli .en.
00:00:58.14 det fortalte dig, at det var en Heli.og meget lidt mere.
00:01:02.,05modellbygningen var modelbygning,
00: 01: 04.27, så strukturen blev bestemt ikke bevist.
00:01:07.13 dette var et forslag, og mange mennesker troede ikke på det
00:01:10.20 eller måske var det ikke engang opmærksom på det.
00: 01: 13.10 det andet papir foreslog, hvordan molekylet kunne replikere. De to kæder vil adskille, der hver ville guide på dens overflade
00:01:22.26 dannelsen af en ny kæde, så du ville
00:01:25.11 ende op med to dobbelt-helices, som hver har
00:01:28.03 en af de gamle kæder og en helt ny kæde.
00:01:30.23 det kaldes semi-konservativ replikation.,
00: 01:33.20 hos Caltech var Ma.Delbruck, der kendte Jim .atson og var i korrespondance med ham
00:01: 40.01, pessimistisk over denne replikationsordning.
00:01:44.05 pessimistisk semi-konservativ replikation.
00: 01:47.07 kæderne blev viklet rundt om hinanden, så for at få dem fra hinanden
00:01:50.19, medmindre du bryder dem, bliver du nødt til at slappe af den grundlæggende dobbelte Heli.
00:01: 55.18 for at få de to arme adskilt.
00: 01: 56.27 Ma.troede, at dette ville være umuligt, hydronamisk umuligt.
00:02:01.11 og så foreslog han, at måske de to kæder adskilt af et system af
00:02:05.,21breaking hver flere nukleotider langs
00:02:09.12 kæden. Og han og Gunther Stent offentliggjort et papir
00:02:12.17 som foreslog tre forskellige metoder til DNA-replikation.
00:02:15.27 Semi-konservative, som Watson og Crick havde forudsagt,
00:02:19.29 konservative, som i det mindste begrebsmæssigt måske var der
00:02:22.28 måde, at en dobbelt helix kunne guide dannelsen af
00:02:26.09 en anden dobbelt-helix, ligesom det nærliggende
00:02:28.19 og så ville du aldrig nødt til at adskille de kæder overhovedet.
00:02:33.,01du ville have en helt ny dobbelt Heli.og en helt gammel dobbelt Heli., og det ville
00:02:37.02 være replikationshandlingen.
00: 02: 39.12 og derefter dispersive, den tredje vej, bryde de enkelte kæder, adskille stykkerne, og derefter sætte alt sammen igen.
00:02:47.18 jeg besøgte ma.i hans kontor. Jeg var i kemi.
00: 02: 52.24 jeg var studerende på Linus Pauling.
00:02:55.01 Max var over i Biologi, og han fortalte mig, at
00:02:57.04 om dette problem, og det forekom mig, at måske kunne man
00:03:01.17 lave et eksperiment for at finde ud af den tilstand af replikation af DNA
00:03:06.,04baseret på brugen af tunge isotoper.
00:03:08.15 jeg ville ønske, jeg havde tid til at fortælle dig om hvorfor jeg tænkte tunge isotoper
00:03:12.08 men det havde at gøre med at tage et kursus, som var et stykke af held
00:03:16.11 Linus Pauling ‘ s kursus om karakteren af den kemiske binding.
00: 03: 19.10, hvor deuterium og hydrogenbindinger spillede en vigtig rolle.
00:03:23.17 men tanken var til at mærke DNA med noget tungt,
00:03:29.00 jeg tror ikke, jeg tænkte, åh ja, det var deuterium jeg tænkte på det tidspunkt.
00:03:33.,05Then til at mærke det ved at dyrke bakterier eller phages
00:03:37.11 i heavy medium, deuterium medium,
00:03:40.00 og derefter skifte til vækst light medium
00:03:42.15 og derefter sætte alt dette i centrifugen, og ser så se, hvor
00:03:45.20 DNA gik op til toppen, hvis du justeret tætheden højre
00:03:49.12 hvis det var alt lys, ned til bunden, hvis det var tungt,
00:03:54.03 og i midten, hvis det var en halv tung og halv lys.
00: 03:57.05 det er en forenkling, men det er den måde, jeg tænkte på eksperimentet
00:04: 01.09 på det tidspunkt., Dette var omkring 1954 engang.
00: 04:05.14 jeg gik derefter til Woodsoods Hole som undervisningsassistent
00:04:08.25 for Jim .atson (han havde boet på Caltech den foregående periode)
00:04: 14.02 i fysiologiforløbet.
00:04:17.13 Og en dag som undervisningsassistent i dette kursus
00:04:20.17 Jim Watson og Sydney Brenner, der var undervisning i kurset,
00:04:24.11 var i et værelse på første sal i en bygning kaldet Lillie bygning, marinbiologisk Laboratorium,
00:04:30.24 og Jim kiggede gennem vinduet og pegede ned på et træ
00:04:33.,18under som sad en mand, der var, Kunne du ikke fortælle fra en afstand,
00:04:38.05 men han solgte gin og tonic.
00: 04:40.18 han havde en stor kande gin og en stor ting tonic, og noget is og nogle briller og nogle limefrugter,
00:04: 45.22 og han ville sælge gin og tonic til forbipasserende, og med overskuddet kunne han købe noget gin og tonic til sig selv.
00: 04: 51.06 det blev kaldt gin og tonic træet.
00:04: 53.29 men Jim sagde, at denne fyr tænkte stort set på sig selv,
00:04:57.15 så lad os give ham et rigtig hårdt eksperiment at gøre i Fysiologiklassen,
00:05:02.,14the berømte Hershey-Chase eksperiment udført af to personer over en periode af tid,
00:05:06.02 Hershey og Jage, og se, om Stahl kunne gøre det hele på en eftermiddag
00:05:08.28 af sig selv. Nå, jeg troede, det var temmelig råddent at bande op på denne stakkels fyr
00:05:13.13, så jeg gik ned og præsenterede mig for ham og fortalte ham, hvad der lå i vente for ham.
00: 05:18.07 og han fortalte mig, hvad han gjorde inden for faggenetik
00:05: 21.07, og at han ville være på Caltech det næste år.
00: 05:23.28 så vi blev enige om at forsøge at gøre dette eksperiment sammen, os selv, om, hvordan DNA replikerer
00:05: 29.,03da han kom til Caltech. Jeg var nødt til at afslutte min røntgenkrystallografi først
00:05:33.25, før Frank ville lade os starte, fordi han sagde, at det ville være dårligt for min karakter at gå videre og starte et nyt projekt
00:05:40.14, da jeg ikke var færdig med Mit speciale,
00:05:43.03, som var røntgenkrystallografi.
00: 05:44.19 endelig fik jeg Røntgenkrystallografien udført
00:05: 47.21, og vi kunne starte eksperimentet.
00: 05:50.05 Frank og jeg besluttede, at vi skulle udvikle metoden
00:05:52.26 til at udføre denne densitetsgradientcentrifugering
00:05: 55.,24og så vi brugte ganske lang tid, mere end et år,
00:06:00.00 udvikle en metode, der kunne adskille makromolekyler i en densitetsgradient.
00: 06:04.09 og for at gøre det satte vi rent DNA
00:06:07.03 ind i en centrifuge og tændte den for at se, hvad der skete
00:06:10.16 og til vores forbløffelse dannede en densitetsgradient
00:06: 14.20 lige foran vores øjne.
00: 06:16.14 dette skyldtes, at cæsiumionen er ret tung, ret tæt, og den
00:06:22.10 har en tendens til at slå sig ned til bunden i et kraftigt centrifugalfelt
00:06: 26.,09og diffusionen ønsker, at den skal gå op igen for at omfordele den
00:06:29.25, og ved ligevægt har du en densitetsgradient, hvor der er mere cæsiumchlorid
00:06:34.25 nær bunden end nær toppen.
00:06: 36.27 og så danner densitetsgradienten automatisk.
00:06:40.08 vi forventede ikke dette.
00: 06:41.13 vi så det ske, vi troede, at vi skulle lave en forformet densitetsgradient
00:06:45.00 i centrifugecellen
00:06: 49.00, men selve centrifugen fremstiller densitetsgradienten.
00:06:51.,14So for at gøre en lang historie kort, vi voksede bakterier i tunge kvælstof medium
00:06:57.14 og så efter mange generation af vækst, så alt ville
00:07:01.26 være mærket med tunge kvælstof, vi skiftede bakterier, centrifugering dem og resuspending dem
00:07:07.25 i en lys, medium og tog prøver på forskellige tidspunkter.
00: 07:11.26 det første eksperiment Frank havde advaret mig om, at jeg ville blande det op, hvis jeg gjorde begge retninger på bothn gang,
00:07: 18.14, hvis jeg gjorde tungt til let og let til tungt.
00: 07:20.16 og jeg sagde: “nej, jeg vil farvekode rørene”, og jeg blandede det helt op.
00:07:25.,25så det var uklart, præcis hvilke rør var hvilke. Det andet eksperiment
00: 07:30.28 vi mærkede eksperiment Nummer et, og det er det, vi offentliggjorde,
00:07: 35.14 sammen med eksperiment nummer 2, hvilket var en gentagelse.
00: 07:38.23 og hvad vi selvfølgelig fandt var, at
00:07: 42.09 bakterierne i en generation kun havde en slags DNA.
00:07:46.25 det havde en tæthed halvvejs mellem tungt og let.
00:07:49.26 og ved den anden bakteriegeneration var der to slags DNA,
00:07:53.19 halvt tungt og fuldt let.
00:07:56.27 nu måtte vi skrive dette papir op., Faktisk var vi lidt træg i at skrive det op,
00:08:01.06-og så Max antal Delbruck tog os til marine lab
00:08:04.26 på Corona del Mar, og låste os op i et tårn rummet.
00:08:08.00 han bogstaveligt talt gjorde. Mary Delbruck, ma.kone, ville bringe os måltider,
00:08:11.25 men derefter låst døren igen,
00:08:15.05 indtil vi – og der var en skrivemaskine-
00:08:16.13 indtil vi producerede et udkast til manuskript, som vi gjorde.
00:08:20.06 men der var et spørgsmål, hvordan man skriver dette op.
00:08:22.01 der var to måder, vi diskuterede.
00:08:24.,20en måde er at starte med en hypotese, hypothesisatson-Crick hypotese,
00:08:28.25 og sige her er en test, vi gør dette eksperiment.
00:08:31.26 og se om det virker som de sagde, at det skulle.
00:08:36.13 og det er bestemt en måde at udføre et eksperiment på, og Richard Feynman, der var meget tæt på studerende i disse dage
00:08:41.26 han ville komme over til vores fester og så videre. Han mente, at vi skulle skrive det op på den måde.
00: 08:47.08 den anden måde ville være at skrive præcis, hvad dit eksperiment sagde, ikke mere, ikke mindre
00:08: 53.,19uden henvisning til eventuelle hypoteser overhovedet,
00:08:56.00 og derefter til allersidst sige, om det kan være enig med nogle hypotese.
00:09:00.15 Vi valgte den sidste måde, dels fordi vi tænkte, jamen, hvis du forsøger at teste en hypotese,
00:09:07.01 den eneste måde til virkelig at være sikker på, at du er kommer til at være lige
00:09:10.03 er at kende alle mulige hypoteser.
00:09:13.26, Og da ingen kan kende alle mulige hypoteser
00:09:16.06 bare fordi dit eksperiment, kan blive enige med en af dem
00:09:18.29 ikke bevise, at det er den rigtige hypotese.
00: 09: 21.,02There kunne være en anden en, som dit eksperiment er enig med
00:09:24.20, Så det forekom os mere elegant at skrive vores papir fra
00:09:27.21 op i form af underenheder, og kun i slutningen sige,
00:09:30.19″ah, disse enheder kunne være enkelt kæder af Watson-Crick modellen,”
00:09:35.13, som selvfølgelig blev de det. Så det er, hvad vi gjorde.
00: 09:37.22 og så viser dette diagram her resultatet i form af underenheder
00:09: 42.10 ikke DNA-kæder. Det, vi gjorde, blev velsignet af mange ulykker.
00: 09:48.11 ulykken med at være på Caltech,
00:09: 50.,02the ulykke af at møde hinanden på Woods Hole,
00:09:52.10 ulykken for at have Max antal Delbruck imponere dig
00:09:55.27 med hans dybe pessimisme, at DNA ikke kunne replikere
00:09:59.07 Watson og Crick arbejde på den måde, det gør.
00: 10:02.26 og endelig ulykken med at finde ud af, at selve centrifugen
00:10:06.16 vil lave en tæthedsgradient, behøver du ikke
00:10: 09.06 lave en allerede eksisterende.
00:10:11.01 effekten af dette eksperiment er værd at sige noget om.
00:10:14.13 da DNA-strukturen blev foreslået, var meget
00:10:16.,14AF mennesker troede det ikke.
00: 10: 18.01 og der var ikke mange henvisninger til det i litteraturen.
00: 10: 20.18 for de første flere år efter 1953.
00: 10: 24.04 det var trods alt baseret på modelbygning, hvilket ikke beviser noget.
00: 10:27.23 det så så smukt ud, at nogle mennesker var overbeviste
00:10: 31.04 om, at det skulle være rigtigt, fordi det så så rigtigt ud.
00: 10: 34.19 andre mennesker tror jeg var overbevist om, at det ikke kunne være rigtigt, fordi det så for godt ud til at være sandt.
00:10:40.04 under alle omstændigheder var det bare en model.
00: 10: 44.,09bevisningerne fra Røntgendiffraktionen var virkelig ikke særlig støttende.
00:10:48.22 det viste, at gentagelsesafstanden var en bestemt
00:10:52.04 afstand, og at den var spiralformet, men du kunne ikke
00:10:54.14 udlede nogen af detaljerne fra disse tidlige røntgenbilleder.
00: 10:58.02 jeg tror, at effekten af vores eksperiment ikke rigtig var en opdagelse,
00:11: 02.22 det var en psykologisk effekt. Det fik DNA ‘ et til at virke virkeligt. Pludselig kunne du
00: 11: 07.22 se bånd i en centrifuge.
00:11:09.27 der opførte sig lige på den måde, Watatson og Crick sagde, at de skulle.
00:11:14.,02og jeg tror, at eksperimentets hovedværdi var
00: 11:18.04, at det havde den psykologiske værdi af at overbevise mange mennesker
00:11: 21.18 om, at DNA-strukturen skulle være rigtig.
00: 11: 24.29 Lad mig sige noget om det molekyle.
00:11:27.20 dette molekyle gav i det væsentlige ordrer til en hel periode i udviklingen af molekylærbiologi.
00: 11: 34.12 her er denne dobbelte Heli., stående der,
00:11:36.16 og det siger, “Her er jeg. Jeg har to kæder. Find ud af, hvordan jeg replikerer.”
00:11:41.13 ” her er jeg. Jeg har fire slags baser.”
00: 11:44.,05 ” gå finde ud af, hvordan der omdannes til at gøre proteiner.”
00:11:47.26 ” jeg sidder i kernen. Proteiner fremstilles i cytoplasmaet i eukaryoter.”
00:11:52.21 ” gå finde ud af, hvad det er, der tager disse oplysninger fra mig ud til cytoplasma.”
00:11:56.21 ” mine oplysninger, der består af disse baser, ændres en gang imellem.”
00: 12: 01.09″, der kaldes mutation. Find ud af, hvordan det sker.”
00:12:04.08 ” hver gang imellem er der noget, der hedder genetisk rekombination.”
00:12:08.10 ” gå finde ud af, hvordan jeg har det…”Hvad jeg forsøger at sige her
00:12:11.,16is at hvis jeg viste dig en model af sige et polysaccharid,
00: 12: 14.18 ville det fortælle dig, hvilket eksperiment du skal gøre næste?
00:12:17.11 Dette molekyle, DNA, er som the wizard of Oz
00:12:20.11 står der (undtagen i modsætning til guiden, det er en sand molekyle)
00:12:24.04 står der og fortæller dig, i det væsentlige hele dagsordenen
00:12:29.25 for den fremtidige videnskab for de næste 20 år.
00: 12:32.07 nu er det en helt anden stemning og holdning, tror jeg,
00:12:37.03 fra videnskaben, der gik før den
00:12: 39.15 og den biologiske videnskab, der kom efter den.,
00:12:42.25 så det var Valuta af denne tid.
00: 12: 44.06 det var DNA-molekylet, der fortalte dig, hvad problemerne var, og hvad du måtte gå ud og løse.