00: 00: 05.21 Ciao. Ho intenzione di parlare con voi circa il semi-conservatore
00:00:10.01 replicazione del DNA. Non tanto sui dettagli tecnici, ma su come io e Frank Stahl
00:00:16.19 abbiamo finito per fare l’esperimento che ha mostrato che il DNA
00:00:20.20 si replica con le due catene che si separano,
00:00:23.10 ciascuna facendo una nuova copia e poi ne ottieni due,
00:00:27.10 ognuna delle quali ha una vecchia catena e una nuova.
00: 00:30 .,24è difficile sapere da dove iniziare una storia particolare
00:00:34.06 ma lasciatemi iniziare con la pubblicazione nel 1953
00:00:38.00 del documento di Watson e Crick. C’erano in realtà due documenti
00:00:41.29 in Natura. Il primo riguardava la struttura
00:00:45.01 che era basata sulla costruzione del modello e un po ‘ di informazioni dalla diffrazione dei raggi X
00:00:50.15 La diffrazione dei raggi X certamente non ti ha detto la struttura.
00:00:54.09 Ti ha detto qualcosa sulla distanza di ripetizione lungo l’elica.
00:00:58.14 Ti ha detto che era un’elica e molto poco di più.
00:01:02.,05IL modello di costruzione è stato modello di costruzione,
00:01:04.27 in modo che la struttura di certo non è stato dimostrato.
00:01:07.13 Questa era una proposta e molte persone non ci credevano
00:01:10.20 o forse non ci hanno nemmeno prestato attenzione.
00:01:13.10 Il secondo documento ha proposto come la molecola potrebbe replicarsi. Le due catene si separerebbero, ognuna guiderebbe sulla sua superficie
00: 01:22.26 la formazione di una nuova catena, quindi
00:01:25.11 finirebbe con due doppie eliche, ognuna ha
00:01: 28.03 una delle vecchie catene e una nuova catena.
00:01:30.23 Si chiama replica semi-conservativa.,
00:01:33.20 Al Caltech, Max Delbruck che conosceva Jim Watson ed era in corrispondenza con lui
00: 01: 40.01 era pessimista su questo schema di replica.
00:01:44.05 Pessimista sulla replica semi-conservativa.
00:01:47.07 Le catene erano avvolte l’una intorno all’altra, quindi per separarle
00:01:50.19 a meno che non le rompi, dovresti srotolare la doppia elica di base
00:01:55.18 per separare le due braccia.
00:01:56.27 Max pensava che questo sarebbe stato impossibile, idronamicamente impossibile.
00:02:01.11 E così ha proposto che forse le due catene separate da un sistema di
00:02:05.,21breaking ogni diversi nucleotidi lungo
00: 02: 09.12 la catena. E lui e Gunther Stent pubblicato un documento
00:02:12.17 che ha proposto tre diversi metodi per la replicazione del DNA.
00:02:15.27 Semi-conservativa, come Watson e Crick avevano predetto,
00:02:19.29 conservatore, in cui almeno concettualmente, forse, non c’era
00:02:22.28 un modo che una doppia elica guida per la formazione di
00:02:26.09 un’altra doppia elica, proprio come è nelle vicinanze
00:02:28.19 e così si sarebbe mai separato le catene a tutti.
00: 02:33 .,01 Avresti una doppia elica nuova di zecca e una doppia elica completamente vecchia, e questo sarebbe
00:02:37.02 essere l’atto della replica.
00:02:39.12 E poi dispersivo, la terza via, rompere le singole catene, separare i pezzi, e poi rimettere tutto di nuovo insieme.
00:02:47.18 Ho visitato Max nel suo ufficio. Ero in Chimica.
00:02:52.24 Ero uno studente di Linus Pauling.
00:02:55.01 Max era finito in Biologia, e mi ha detto
00:02:57.04 su questo problema, e mi è venuto in mente che forse si potrebbe
00:03:01.17 fare un esperimento per scoprire la modalità di replicazione del DNA
00:03:06.,04basato sull’uso di isotopi pesanti.
00:03:08.15 Vorrei avere il tempo di dirvi perché ho pensato isotopi pesanti
00:03:12.08 ma ha avuto a che fare con prendere un corso che è stato un pezzo di fortuna
00:03:16.11 Corso di Linus Pauling sulla natura del legame chimico.
00:03:19.10 in cui deuterio e legami idrogeno hanno svolto un ruolo importante.
00:03:23.17 Tuttavia, l’idea era di etichettare il DNA con qualcosa di pesante,
00:03:29.00 Non penso di aver pensato, oh sì, era il deuterio a cui pensavo in quel momento.
00: 03:33 .,05Then l’etichetta dalla crescita di batteri o fagi
00:03:37.11 in medio pesante, deuterio medio,
00:03:40.00 e poi passare la crescita alla luce medio
00:03:42.15 e poi mettere tutto questo in una centrifuga e un aspetto così vedere dove l’
00:03:45.20 DNA è andato-fino alla cima se si sono modificate le densità
00:03:49.12 se era tutto luce, giù in fondo, se era pesante tutti,
00:03:54.03 e in mezzo se è stato un mezzo pesante e mezza di luce.
00:03:57.05 Questa è una semplificazione eccessiva, ma questo è il modo in cui ho pensato all’esperimento
00:04:01.09 in quel momento., Questo era intorno al 1954 qualche volta.
00:04:05.14 Sono poi andato a Woods Hole come assistente didattico
00:04:08.25 per Jim Watson (aveva vissuto al Caltech il precedente mandato)
00:04:14.02 nel corso di fisiologia.
00:04:17.13 E un giorno come assistente didattico in quel corso
00:04:20.17 Jim Watson e Sydney Brenner, che stavano insegnando il corso,
00:04:24.11 erano in una stanza al piano superiore in un edificio chiamato Lillie building, il Laboratorio biologico marino,
00:04:30.24 e Jim guardò attraverso la finestra e indicò un albero
00:04:33.,18sotto il quale era seduto un uomo che era, non si poteva dire da lontano,
00: 04: 38.05 ma stava vendendo gin tonic.
00:04:40.18 Aveva una grande brocca di gin e una grande cosa di tonico, e un po ‘di ghiaccio e alcuni bicchieri e alcuni lime,
00:04:45.22 e avrebbe venduto gin tonic ai passanti, e con i profitti poteva comprare un po’ di gin tonic per se stesso.
00:04:51.06 E ‘ stato chiamato il gin tonic tree.
00:04:53.29 Ma Jim stava dicendo che questo ragazzo pensava praticamente a se stesso,
00:04:57.15 quindi diamogli un esperimento davvero difficile da fare nella classe di Fisiologia,
00:05:02.,14il famoso esperimento Hershey-Chase fatto da due persone per un periodo di tempo,
00:05:06.02 Hershey e Chase, e vedere se Stahl potrebbe fare tutto in un pomeriggio
00:05:08.28 da solo. Beh, ho pensato che era abbastanza marcio a banda su questo povero ragazzo
00: 05: 13.13 Così sono andato giù e mi sono presentato a lui e gli ho detto che cosa giaceva in serbo per lui.
00:05:18.07 E mi ha detto cosa stava facendo in genetica dei fagi
00:05:21.07 e che sarebbe stato al Caltech l’anno successivo.
00:05:23.28 Quindi abbiamo deciso di provare a fare questo esperimento insieme, noi stessi, su come il DNA si replica
00:05:29.,03 quando è arrivato al Caltech. Ho dovuto finire la mia cristallografia a raggi X prima
00:05:33.25 prima che Frank ci lasciasse iniziare perché ha detto che sarebbe stato male per il mio personaggio andare avanti e iniziare un nuovo progetto
00:05:40.14 quando non avevo finito il mio lavoro di tesi,
00:05:43.03 che era la cristallografia a raggi X.
00:05:44.19 Finalmente ho fatto la cristallografia a raggi X
00:05:47.21 e abbiamo potuto iniziare l’esperimento.
00:05:50.05 Frank e ho deciso che dovremmo sviluppare il metodo
00:05:52.26 per fare questo gradiente di densità centrifugazione
00:05:55.,24e così abbiamo trascorso molto tempo, più di un anno,
00:06:00.00 sviluppare un metodo che potrebbe separare le macromolecole in un gradiente di densità.
00:06:04.09 E per farlo abbiamo messo in DNA puro
00:06:07.03 in una centrifuga e l’abbiamo acceso per vedere cosa stava succedendo
00:06:10.16 e con nostro stupore si stava formando un gradiente di densità
00:06:14.20 davanti ai nostri occhi.
00:06:16.14 Questo perché lo ces cesio è piuttosto pesante, abbastanza denso, e
00:06:22.10 tende a depositarsi sul fondo in un potente campo centrifugo
00:06:26.,09e la diffusione vuole che risalga per ridistribuirla
00:06:29.25 e all’equilibrio si ha un gradiente di densità in cui c’è più cloruro di cesio
00:06:34.25 vicino al fondo che vicino alla cima.
00: 06: 36.27 E così il gradiente di densità si forma automaticamente.
00:06:40.08 Non ci aspettavamo questo.
00:06:41.13 Abbiamo visto accadere, abbiamo pensato che avremmo dovuto fare un gradiente di densità preformato
00:06:45.00 nella cella centrifuga
00:06:49.00 ma la centrifuga stessa rende il gradiente di densità.
00: 06:51 .,14così per fare una lunga storia breve, abbiamo cresciuto batteri in mezzo di azoto pesante
00:06:57.14 e poi, dopo molte generazioni di crescita, in modo che tutto sarebbe
00:07:01.26 essere etichettato con azoto pesante, abbiamo cambiato i batteri, centrifugando loro e risospendere loro
00:07:07.25 in un mezzo leggero e preso campioni in vari momenti.
00:07:11.26 Il primo esperimento Frank mi aveva avvertito che avrei mescolare se ho fatto entrambe le direzioni in una sola volta,
00:07:18.14 se ho fatto pesante alla luce e luce a pesante.
00:07:20.16 E ho detto, “no, io codice colore i tubi,” e ho mescolato completamente.
00: 07: 25 .,25quindi non era chiaro esattamente quali tubi fossero. Il secondo esperimento
00:07:30.28 abbiamo etichettato l’esperimento numero uno e questo è ciò che abbiamo pubblicato,
00:07:35.14 insieme all’esperimento numero 2, che era una ripetizione.
00:07:38.23 E quello che abbiamo scoperto è che
00:07:42.09 i batteri di una generazione avevano un solo tipo di DNA.
00:07:46.25 Aveva una densità a metà strada tra pesante e leggero.
00:07:49.26 E alla seconda generazione batterica, c’erano due tipi di DNA,
00:07:53.19 mezzo pesante e completamente leggero.
00:07:56.27 Ora abbiamo dovuto scrivere questo documento., In realtà siamo stati piuttosto pigri nello scriverlo
00:08:01.06 e così Max Delbruck ci ha portato al laboratorio marino
00:08:04.26 a Corona del Mar, e ci ha rinchiusi in una stanza della torre.
00:08:08.00 Ha letteralmente fatto. Mary Delbruck, la moglie di Max, ci avrebbe portato i pasti,
00:08:11.25 ma poi chiuse di nuovo la porta,
00:08:15.05 fino a quando noi – e c’era una macchina da scrivere-
00:08:16.13 fino a quando abbiamo prodotto una bozza di manoscritto, che abbiamo fatto.
00:08:20.06 Ma c’era una domanda su come scrivere questo.
00:08:22.01 Ci sono stati due modi che abbiamo discusso.
00: 08: 24 .,20UN modo è iniziare con un’ipotesi, l’ipotesi Watson-Crick,
00:08:28.25 e dire ecco un test, facciamo questo esperimento.
00:08:31.26 e vedere se funziona il modo in cui hanno detto che dovrebbe.
00:08:36.13 E questo è certamente un modo per fare un esperimento, e Richard Feynman, che era molto vicino agli studenti in quei giorni
00:08:41.26 Sarebbe venuto alle nostre feste e così via. Ha pensato che dovremmo scriverlo in questo modo.
00:08:47.08 L’altro modo sarebbe quello di scrivere esattamente ciò che il vostro esperimento ha detto, né più, né meno
00:08:53.,19senza alcun riferimento a qualsiasi ipotesi a tutti,
00:08:56.00 e poi alla fine dire se può essere d’accordo con qualche ipotesi.
00:09:00.15 Abbiamo scelto l’ultimo modo, in parte perché abbiamo pensato, beh, se si sta cercando di testare un’ipotesi,
00:09:07.01 l’unico modo per essere veramente sicuri che si sta andando ad avere ragione
00:09:10.03 è quello di conoscere tutte le ipotesi possibili.
00:09:13.26 E poiché nessuno può conoscere tutte le ipotesi possibili
00:09:16.06 solo perché il tuo esperimento potrebbe essere d’accordo con uno di essi
00:09:18.29 non dimostra che questa è l’ipotesi giusta.
00: 09: 21.,02There potrebbe essere altro che l’esperimento d’accordo con
00:09:24.20 Così ci sembrava più elegante per scrivere la nostra carta
00:09:27.21, in termini di subunità, e solo alla fine dire,
00:09:30.19″ah, queste subunità potrebbe essere l’unico catene di Watson-Crick modello,”
00:09:35.13, che naturalmente sono. Quindi è quello che abbiamo fatto.
00:09:37.22 E poi questo diagramma qui mostra il risultato in termini di subunità
00:09:42.10 non catene di DNA. Quello che abbiamo fatto è stato benedetto da un sacco di incidenti.
00:09:48.11 L’incidente di essere al Caltech,
00:09:50.,02l’incidente di incontrarsi a Woods Hole,
00:09:52.10 l’incidente di avere Max Delbruck impressionare voi
00:09:55.27 con il suo profondo pessimismo che il DNA non poteva replicare
00:09:59.07 il Watson e Crick funzionano il modo in cui lo fa.
00:10:02.26 E infine l’incidente di scoprire che la centrifuga stessa
00:10:06.16 creerà un gradiente di densità, non è necessario
00:10:09.06 crearne uno preesistente.
00:10:11.01 L’effetto di questo esperimento vale la pena di dire qualcosa.
00:10:14.13 Quando è stata proposta la struttura del DNA, molto
00:10:16.,14 persone non ci credevano.
00:10:18.01 E non c’erano molti riferimenti ad esso in letteratura.
00:10:20.18 per i primi anni dopo il 1953.
00:10:24.04 Dopo tutto, era basato su un modello di costruzione, che non prova nulla.
00:10:27.23 Sembrava così bello che alcune persone erano convinte
00:10:31.04 che doveva essere giusto perché sembrava così giusto.
00:10:34.19 Altre persone penso erano convinti che non poteva essere giusto perché sembrava troppo bello per essere vero.
00:10:40.04 In ogni caso, era solo un modello.
00: 10: 44.,09le prove della diffrazione dei raggi X non erano davvero molto favorevoli.
00:10:48.22 Mostrava che la distanza di ripetizione era una certa
00:10:52.04 distanza e che era elicoidale, ma non si poteva
00:10:54.14 dedurre uno qualsiasi dei dettagli da quelle prime immagini a raggi X.
00:10:58.02 Penso che l’effetto del nostro esperimento non sia stato davvero una scoperta,
00:11:02.22 È stato un effetto psicologico. Ha fatto sembrare il DNA reale. Improvvisamente si potrebbe
00:11:07.22 vedere bande in una centrifuga.
00:11:09.27 che si comportavano proprio nel modo in cui Watson e Crick hanno detto che dovrebbero.
00: 11: 14.,02E penso che il valore principale dell’esperimento fosse
00:11:18.04 che aveva il valore psicologico di convincere molte persone
00:11:21.18 che la struttura del DNA doveva essere giusta.
00:11:24.29 Lasciatemi dire qualcosa su quella molecola.
00:11:27.20 Questa molecola essenzialmente ha dato ordini a un intero periodo nello sviluppo della biologia molecolare.
00:11:34.12 Ecco questa doppia elica, in piedi lì,
00:11:36.16 e sta dicendo: “Eccomi. Ho due catene. Vai a scoprire come replicare.”
00:11:41.13 ” Eccomi. Ho quattro tipi di basi.”
00: 11: 44.,05 ” Vai a capire come viene convertito in proteine.”
00:11:47.26 ” Mi siedo nel nucleo. Le proteine sono fatte nel citoplasma negli eucarioti.”
00:11:52.21 ” Andate a capire che cosa è che prende queste informazioni da me fuori al citoplasma.”
00:11:56.21″Le mie informazioni essendo costituito da queste basi cambia di tanto in tanto.”
00:12:01.09 ” Che si chiama mutazione. Vai a capire come succede.”
00:12:04.08 ” Ogni tanto c’è qualcosa chiamato ricombinazione genetica.”
00:12:08.10 ” Vai a capire come sono…”Quello che sto cercando di dire qui
00: 12: 11.,16è che se ti mostrassi un modello di dire un polisaccaride,
00: 12: 14.18 ti direbbe quale esperimento dovresti fare dopo?
00:12:17.11 Questa molecola, il DNA, è come il mago di Oz
00:12:20.11 stare lì (tranne che a differenza del mago, questa è una vera molecola)
00:12:24.04 stare lì e dirti essenzialmente l’intera agenda
00:12:29.25 per il futuro della scienza per i prossimi 20 anni.
00:12:32.07 Ora che è completamente diverso stato d’animo e l’atteggiamento, credo,
00:12:37.03 dalla scienza che è andato prima di esso
00:12:39.15 e la scienza biologica che è venuto dopo di esso.,
00:12:42.25 Quindi quella era la valuta di questo tempo.
00:12:44.06 Era la molecola di DNA che ti diceva quali erano i problemi e cosa dovevi uscire e risolvere.