ه‍.ش. ۱۳۹۴ مرداد ۱۸, یکشنبه

کریک، فرانسیس

از: دانشنامه‌ی آریانا

فرانسیس کریک


فهرست مندرجات
زندگی‌نامهزیست‌شناسان

فرانسیس هری کامپتون کریک (به انگلیسی: Francis Harry Compton Crick) (زاده ۱۹۱٦ م - درگذشته ۲۰۰۴ م)، زیست‌فیزیک‌دان انگلیسی و یکی از کاشفان ساختار دی‌ان‌ای است که به همراه جیمز واتسون و موریس ویلکینز، جایزه نوبل فیزیولوژی و پزشکی را دریافت کرده است.


زندگی‌نامه
فرانسیس کریک، در سال ۱۹۹۵

فرانسیس کریک فرزند نخست هری کریک و آنی الیزابت کریک، در ۸ ژوئن ۱۹۱٦ میلادی، در روستای وستون فاول (Weston Favell)، در بخش شرقی نورث هامپتون، انگلستان، آن‌جا که پدر و عموی او کارخانه‌ی کفش‌سازی داشتند، به‌دنیا آمد. در کودکی توجه فرانسیس، به کتاب‌های علمی جلب شد و با وجود این‌که توسط پدر و مادر به کلیسا برده می‌شد، در ۱٢ سالگی از رفتن به کلیسا امتناع کرد و گفت: «به‌جای باورهای مذهبی پژوهش علمی را ترجیح می‌دهد.»

او در رشته فیزیک تحصیل کرد و در سن ٢۱ سالگی، مدرک لیسانس خود را از کالج دانشگاهی لندن - معروف به یو سی ال (UCL) - به‌دست آورد. سپس، تلاش او برای راهیابی به دانشگاه کمبریج ناموفق بود؛ از این‌رو، برای دریافت دکترا در کالج دانشگاهی لندن به تحصیل ادامه داد. اما به‌سبب آغاز جنگ جهانی دوم، تحصیلاتش ناتمام ماند. در این زمان، او در نیروی دریایی روی ساخت مین کار می‌کرد و پس از پایان جنگ، از فیزیک به زیست‌شناسی روی آورد و در دانشگاه کمبریج ادامه تحصیل داد و در همان‌جا مشغول به‌کار شد.

کریک، به‌طور عمده، در آزمایشگاه کاوندیش و شورای تحقیقات پزشکی (MRC) آزمایشگاه زیست‌شناسی مولکولی در کمبریج خدمت کرد و افزون بر این، همکار افتخاری کالج چرچیل کمبریج و کالج دانشگاهی لندن نیز بود.

در سال ۱۹۵۳، فرانسیس کریک همراه با جیمز واتسون موفق به کشف ساختار مارپیچی دو رشته‌ای دی‌ان‌ای و در سال ۱۹٦۲ موفق به دریافت جایزه نوبل فیزیولوژی و پزشکی شد.

دکتر کریک هنگام اعلام این کشف مهم گفت که بشر با کشف تازه بر گوشه‌ای از اسرار حیات دست یافته است. وی افزود، همه موجودات زنده دارای دی‌ان‌ای هستند که دو وظیفه مهم دارد؛ یکی حمل اطلاعات ژنتیکی به نسل‌های بعدی و دیگری به‌وجود آوردن المثنای خود.

او معتقد بود قرن بیست‌ویکم قرن ارتباط زیست‌شناسی با مطالعات خودآگاهی خواهد بود. هم‌چنین، دیدگاه او نسبت به دین، این بود که مذهب ممکن است برای یک فرد بالغ در خلوت خودش خوب باشد، ولی نباید به جوان‌ترها به اجبار تحمیل شود.

سرانجام، فرانسیس کریک، در ۲۸ ژوئیه ۲۰۰۴ میلادی، در سن ۸۸ سالگی در بیمارستانی در سن دیگوی، کالیفرنیا، بر اثر سرطان روده بزرگ درگذشت.


پژوهش‌ها و آثار

کریک علاقه‌مند یافتن پاسخ به دو مسئله‌ی اساسی حل‌نشده زیست‌شناسی بود: چگونه مولکول‌ها از موجودات غیرزنده به موجودات زنده انتقال می‌کنند؛ و چگونه مغز انسان باعث ذهن خودآگاه می‌شود. کریک دریافت که پس‌زمینه علمی او، واجد شرایط برای تحقیقات در موضوع اول و زمینه بیوفیزیک است. از این‌رو، او که عمیقاً تحت تأثیر دو دانشمند - لینوس پاولینگ، شیمی‌دان آمریکایی و آروین شرودینگر، فیزیک‌دان اتریشی - قرار داشت، در سال ۱۹۴٧، در سن ٣۱ سالگی، از فیزیک به زیست‌شناسی روی آورد.

در آن زمان، از لحاط نظری، آشکار بود که پیوند کووالانسی در مولکول‌های زیستی می‌تواند ثبات ساختاری مورد نیاز برای نگهداری اطلاعات ژنتیکی در سلول را فراهم آورد. اما فقط به یک آزمایش زیست‌شناسی نیاز بود تا نشان داده شود که مولکول ژنتیکی، چگونه مالکولی است. به نظر کریک، زمانی که نظریه تکامل چارلز داروین توسط انتخاب طبیعی و ژنتیک گرگور مندل و اساسات دانش ژنتیک مولکولی باهم ترکیب شوند، گره کور راز زندگی باز خواهد شد.

کریک بسیار خوش‌بین بود که زندگی، به‌زودی در یک لوله آزمایش ایجاد خواهد شد. با این حال، برخی از پژوهشگران - مانند همکار او استر لدربرگ - فکر می‌کردند که دیدگاه کریک بیش از حد خوش‌بینانه است.

هرچند روشن بود که برخی ابرمولکول‌ها مانند پروتئین‌ها به احتمال زیاد مولکول‌های ژنتیکی هستند که برخی از آن‌ها، واکنش‌های آنزیمی در سلول را انجام می‌دهند. ولی در دهه‌ی ۱۹۴٠، برخی از شواهد، اشاره به‌یکی دیگر از ابرمولکول‌ها، یعنی دی‌ان‌ای که بخشی عمده‌ی دیگری از کروموزوم است، به‌عنوان یک مولکول ژنتیکی داشت. در سال ۱۹۴۴، اُسوالد ایوری، دانشمند آمریکایی، با آزمایش ایوری دریافت که اگر به باکتری‌های بدون کپسول، دی‌ان‌ای خالص مربوط به باکتری‌های کپسول‌دار، اضافه کند، باکتری‌های بدون کپسول به باکتری‌های کپسول‌دار تبدیل می‌شوند. بدین ترتیب مشخص شد که عامل ترانسفورماسیون (تراریختی) دی‌ان‌ای است (اُسوالد ایوری و همکارانش نشان دادند که تفاوت فنوتیپی ارثی می‌تواند در باکتری‌ها به‌سبب افزودگی مولکول دی‌ان‌ای ایجاد شود).

در سال ۱۹۴۸، لینوس پاولینگ کشف کرد که بسیاری از مولکول‌های پروتئینی به‌شکل یک مارپیچ هستند، و کم‌وبیش شکلی همانند فنر دارند و نیز در سال ۱۹۵۰، اروین شارگاف نشان داد که اگرچه آرایش بازهای موجود در ساختار دی‌ان‌ای بسیار گوناگون است، ولی همواره نسبت باز آدنین و باز تیمین موجود در آن با هم برابر است و همین‌طور نسبت باز سیتوزین با باز گوانین. این دو یافته نقش مهمی را در آشکار شدن ساختار مولکول دی‌ان‌ای داشتند. در دهه ۱۹۵۰ هم‌چنان رقابت برای یافتن ساختار دی‌ان‌ای ادامه داشت.

با این حال، در دانشگاه کمبریج، فرانسیس کریک و جیمز واتسون برپایه کارهای پاولینگ کوشش داشتند تا با ارائه مدل‌های فیزیکی ساختارهای احتمالی ممکن برای دی‌ان‌ای را محدود کنند تا سرانجام به ساختار درست دست یابند. همزمان گروه دیگری در برگیرنده موریس ویلکینز و روزالیند فرانکلین، در کالج کینگ لندن، نیز سرگرم مطالعه دی‌ان‌ای بود. روش کار این گروه با گروه کریک و واتسون متفاوت بود. آن‌ها کوشش داشتند تا با روش آزمایشگاهی به‌ویژه با به‌کارگیری تصاویر پراش اشعه ایکس از مولکول دی‌ان‌ای، ساختار آن را معین کنند.

به هر حال، فرانسیس کریک، با دانش عالی، در زمان مناسب (یعنی ۱۹۴۹) و در جای مناسب، به پروژه‌ی ماکس پراتز، در دانشگاه کمبریج پیوست و کار بر روی کریستالوگرافی (بلورشناسی) پرتو ایکس ِ پروتئین را آغاز کرد. اگر چه بلورشناسی پرتو ایکس، از لحاط نظری، فرصت ظاهر کردن ساختار مولکولی مولکول‌های بزرگ مانند پروتئین‌ها و دی‌ان‌ای را ارائه می‌دهد؛ اما از بُعد فنی، مشکلات جدی برای جلوگیری از ظاهرسازی ساختار ابرمالکول‌ها با روش کریستالوگرافی اشعه ایکس وجود دارد.

بین سال‌های ۱۹۴۹-۱۹۵۰، کریک خود تئوری ریاضی کریستالوگرافی اشعه ایکس تدریس می‌کرد. در طول دوره مطالعه کریک در مورد پراش اشعه ایکس، محققان در آزمایشگاه کمبریج در تلاش برای تعیین ترکیب پایدارترین مارپیچ زنجیره‌های اسید آمینه در پروتئین (مارپیچ آلفا) بودند. در این زمان، کریک شاهد انواع اشتباهات همکاران خود بود که با تلاش ناموفق می‌خواستند، یک مدل درست مولکولی مارپیچ آلفا را به‌دست آورند. این درس خوبی بود که در آینده می‌توانست برای ساختار مارپیچ دی‌ان‌ای، توسط کریک مدنظر گرفته شود.

لینوس پاولینگ، یکی از نخستین کسانی بود که با بهره‌گیری از روش پراش پرتوی ایکس تلاش کرد، ساختمان سه بعدی پروتئین‌ها را روشن کند. وی در مجموعه مقاله‌هایی که در سال‌های ۱۹۵۰ و ۱۹۵۱ انتشار داد، مارپیچ آلفا را مهم‌‌ترین رکن ساختمان سه بعدی پروتئین‌ها معرفی کرد. وی برای دی‌ان‌ای نیز طرحی پیشنهاد کرد. در طرح او، دی‌ان‌ای از سه رشته‌ی مارپیچ تشکیل شده بود که بازهای آلی آن در بیرون و ستون‌های قند فسفات در درون مولکول قرار داشتند. به‌علاوه، در طرح او گروه‌های فسفات به‌حالت یونیزه و دارای بار منفی نبودند و رشته‌ها از راه پیوندهای هیدروژنی با هم ارتباط داشتند که بین گروه‌های فسفات برقرار شده بودند. براساس آن‌چه که از شیمی دی‌ان‌ای دانسته است، گروه‌های فسفات همیشه به حالت یونیزه و دارای بار منفی‌‌ هستند و این معما هم‌چنان باقی است که پاولینگ (برنده‌ی نوبل شیمی) چگونه چنین اشتباهی مرتکب شده است؟ با وجود این، بعدها، شیوه‌ی پژوهشی او تأثیر مهمی بر فعالیت‌های فرانسیس کریک و جیمز واتسون داشت.

در سال ۱۹۵۰ میلادی، موریس ویلکینز که در کینگز کالج لندن مشغول تحقیق بود، با اشعه ایکس از دی‌ان‌ای عکس گرفت و آن‌را در کنفرانسی علمی در ناپل ارائه داد. این عکس‌ها نشان می‌داد که دی‌ان‌ای مولکولی طویل، نازک و با ساختاری بلوری است. البته برای این‌که بتوان از تفرق اشعه ایکس به شکل مولکول رسید، لازم بود محاسبات ریاضی انجام شود.

این عکس‌ها بود که توجه واتسون را جلب کرد و او را به کمبریج آورد. ویلکینز با کریک دوست بود و او را متوجه اهمیت دی‌ان‌ای کرده بود.

در سال ۱۹۵۱، کریک در توسعه تئوری ریاضی پراش اشعه ایکس توسط یک مولکول مارپیچ، با ویلیام کوکران و ولادیمیر وند، همکاری داشت. در نتیجه این تیوری، با داده‌های پرتو ایکس برای پروتئین که دربرگیرنده‌ی توالی اسیدهای آمینه در ترکیب مارپیچ آلفا بود، به‌خوبی تطابق داشت. در نهایت نظریه پراش حلزونی، هم‌چنین می‌توانست برای درک ساختار دی‌ان‌ای مفید باشد.

در این سال، روزالیند فرانکلین به همراه یکی از دانشجویان به‌نام رایموند گوسلینگ، مجموعه‌ای از تصویرهای پراش پرتوی ایکس با کیفیت بالا، از بلور دی‌ان‌ای تهیه کرد. او با استفاده از این تصویرها توانست، ابعاد دی‌ان‌ای را محاسبه کند و به‌درستی نتیجه گرفت که گروه‌های فسفات در بیرون مولکول دی‌ان‌ای قرار دارند. به‌علاوه، تشخیص داد، دی‌ان‌ای به دو شکل A و B وجود دارد و شکل راستین دی‌ان‌ای، همان شکل B است. تصویری که او از بلور شکل B تهیه کرد، در روشن شدن ساختمان سه بعدی دی‌ان‌ای نقش به‌سزایی داشت. آن تصویر را - که به «عکس ۵۱» معروف است - موریس ویلکینز (بدون اجازه‌ی فرانکلین) در اختیار کریک و واتسون قرار داد (واتسون در کتاب خود، که با نام مارپیچ مضاعف در ایران منتشر شده است، به این حقیقت اشاره کرده است.)

در روزهای پایانی سال ۱۹۵۱، کریک و واتسون، با هدف تعیین ساختمان مولکولی دی‌ان‌ای، در آزمایشگاه کاوندیش، گروه فیزیک در دانشگاه کمبریج، همکاری خود را آغاز کردند.

ویلکینز در ملاقاتی با واتسون و کریک به آن‌ها گفت شواهدی دارد که نشان می‌دهد دی‌ان‌ای ساختاری مارپیچی دارد. کمی بعد واتسون که در یکی از سخنرانی‌های فرانکلین حاضر بود از یافته‌های او آگاه شد. واتسون که از این سخنرانی یاداشت برنداشته بود، دو هفته بعد براساس آنچه به یادش مانده بود، با همکاری کریک مدلی را برای دی‌ان‌ای پیشنهاد کرد.

گفته می‌شود، کریک و واتسون به‌جای آن‌که براساس آزمایش تجربی کار کنند، تصمیم گرفتند با بررسی نتایج تحقیقات دیگران و محاسبات خودشان مدلی را پیشنهاد کنند و آن را با مقوا و سیم بازسازی کنند.

آن‌ها فرانکلین و همکارانش را از کینگز کالج لندن دعوت کردند تا مدل پیشنهادی خود را از مولکول دی‌ان‌ای به آن‌ها نشان دهند. فرانکلین با دیدن مدل خندید و آن‌را غیرممکن دانست. این موضوع اسباب شرمساری تیم کمبریج را فراهم آورد و به واتسون و کریک گفته شد کار روی دی‌ان‌ای را متوقف کنند.

اما در آن زمان، خود فرانکلین در گفتگو با واتسون و کریک یکی از مهم‌ترین کلیدهای حل معما را هم به آنها داد: ستون فقرات دی‌ان‌ای در وسط مولکول نیست، بلکه پیرامون آن است. این‌جا بود که واتسون و کریک فکر کردند آنچه را که لازم دارند، می‌دانند.

بعدها، کریک و واتسون، مقاله‌ای را در نشریه معتبر نیچر منتشر کردند که در اصل نامه‌ای کوتاه بود و آن را مهم‌ترین نوشته علمی دوران معاصر می‌دانند. در آن شماره، دو مقاله دیگر هم منتشر شد که کار ویلکینز و فرانکلین بودند. اما این دو مقاله به اندازه مطلب واتسون و کریک مورد توجه قرار نگرفتند، چون برخلاف آن، مدلی را برای مولکول دی‌ان‌ای پیشنهاد نکرده بودند.

فرانسیس کریک و جیمز واتسون «حتی یک آزمایش» هم برای انتشار مقاله‌ی خود انجام ندادند، اما تحسینی که از آن‌ها شد، به دلیل خلاقیت حیرت‌انگیزشان نابه‌جا نبود. کریک در سال ۱۹٦٢ همراه با جیمز واتسون و موریس ویلکینز به دلیل کشف ساختار دی‌ان‌ای برنده جایزه نوبل شد.


[] يادداشت‌ها




[] پيوست‌ها

فرانسیس کریک، نسخه‌ی اول دانشنامه‌ی آریانا
...


[] پی‌نوشت‌ها

...


[] جُستارهای وابسته






[] سرچشمه‌ها







[] پيوند به بیرون

[۱ ٢ ٣ ۴ ۵ ٦ ٧ ٨ ٩ ۱٠ ۱۱ ۱٢ ۱٣ ۱۴ ۱۵ ۱٦ ۱٧ ۱٨ ۱۹ ٢٠]

رده‌ها:زندگی‌نامهزیست‌شناسانبرندگان جایزه نوبل اهل انگلستان