50 ÉVVEL EZELŐTT VALAMI MEGDUPLÁZÓDOTT

A kettőscsavar felfedezésének története és tanulsága

A DNS-molekula kettőscsavar-szerkezetének modelljével egy fizikus és egy biológus tette a huszadik század legnagyobb kémiai felfedezését, amelyet azután orvosi Nobel-díjjal jutalmaztak. Igazi interdiszciplinaritás volt ez még azelőtt, hogy az interdiszciplinaritásról sokat beszéltek volna.

A kettőscsavar (double helix) a magyar nyelvhasználatban kettős spirálként terjedt el. Azonban a spirál változó átmérőre utal, míg a hélix állandó átmérőjű, és a DNS-molekula is állandó átmérőjű. A kettőscsavar kifejezést én először Marx Györgytől hallottam. Ez első hallásra provokatívnak tűnt, de fokozatosan megszerettem, és amennyire lehet, terjesztem, mert magyarul van, és mert helyes. Azonban nem kell hadat üzennünk a kettős spirálnak sem, mert az élő nyelv nem mindig tudományos pontosságú. Spirálfüzetet mondunk hélixfüzet vagy csavarfüzet helyett, és csigalépcsőt, pedig igazi csigalépcsőn nem nagyon menne a közlekedés.

Ma már tudjuk, hogy a nukleinsavak tartalmazzák a genetikai kódot, ami kémiai kódként jelentkezik ezekben a hosszú, az adott szervezettől függően sok millió vagy éppen több milliárd egységből álló polimer molekulákban. Az ismétlődő egységekben foszfátcsoport van, amelyek öttagú gyűrűs ribóz cukorrészek között helyezkednek el. A cukorgyűrűkhöz négyféle, nitrogéntartalmú bázis kapcsolódik, a dezoxiribonukleinsav (DNS) molekulában az adenin (A), guanin (G), timin (T) és a citozin (C) valamelyike. A és G purinbázis, T és C pedig pirimidinbázis. A másik alapvető nukleinsav, a ribonukleinsav (RNS) esetében a timint az uracil (U) helyettesíti. Nukleotidnak nevezzük azt az egységet, amely egy foszfátcsoportból, egy cukorgyűrűből és egy bázisból áll, és ezek szerint a DNS-molekulát négyféle nukleotid építi fel. Ebben az értelemben a DNS-molekula "unalmas" molekula, mivel csak négyféle építőeleme van, és korábban különösen "unalmasnak" tartották, mivel az volt a vélekedés, hogy ez a négyféle nukleotid szabályos sorrendben követi egymást. Hogyan is lehetett volna elképzelni azt, hogy az öröklött tulajdonságokat egy ilyen egyhangú molekula közvetítse?

Nukleinsavat először F. Miescher izolált biológiai anyagból svájci laboratóriumában 1868-ban. Oswald Avery, Colin MacLeod és Maclyn McCarty (Rockefeller Intézet, New York) 1944-ben írta le először gondosan végzett, hosszadalmas baktériumkísérletek nyomán, hogy a DNS az öröklődés anyaga. Felfedezésüket vagy közömbösség, vagy pedig hitetlenség fogadta, és a tudóscsoport vezetőjének, Averynek a visszahúzódó személyisége nem engedte meg a felfedezés propagálását. Azonban, ha kevesen is, de voltak, akik felismerték a megállapítás forradalmi jellegét. Így Erwin Chargaff, a Columbia Egyetem akkor már híres biokémikusa a közlemény hatására egyik pillanatról a másikra abbahagyta addigi munkáit és további munkásságát a DNS biokémiájának szentelte. Hamarosan megállapította, hogy a DNS nem olyan monoton felépítésű, mint amilyennek feltételezték. Ellenkezőleg, összetétele a biológiai forrás függvénye: a különböző élőlényekben a DNS-ben található bázisok aránya az adott élőlényre specifikus, az (A+T)/(G+C) arány széles határok között változhat. Chargaff másik fontos felfedezése az volt, hogy minden szervezet DNS-molekulájában guaninból és citozinból azonos mennyiség van jelen, és ugyanígy azonos mennyiségben van jelen adenin és timin, vagyis a G/C és az A/T arány egy. Ez utóbbi megállapítás volt később az alapja a bázispórok feltételezésének a kettőscsavar-szerkezetben Watson és Crick szerint.

Eredetileg azonban Chargaff eredményei - ugyanúgy, mint Avery felfedezése - nem hoztak áttörést a DNS kutatásában. Ez a szerep az Averyék kísérleténél kevésbé pontos Hershey-Chase-kísérletnek jutott 1952-ben. Alfred Hershey és technikusa további kísérlettel bizonyította azt, amit már Avery óta lehetett tudni, nevezetesen, hogy a DNS az öröklődés anyaga. A különbség az volt, hogy közben megérett az idő ezen elképzelés elfogadására, hiszen közben ott voltak Chargaff eredményei, és az is fontos volt, hogy Hershey a megfelelő körökben mozgott, eredményeit a genetika iránt érdeklődőkkel első kézből tudta megismertetni.

Egy-egy tudományos felfedezésnek sokféle, közvetlenül nehezen mérhető hatása is lehet. Így például a fehérjék alfa-csavarszerkezetének Linus Pauling által történt felfedezése ébresztette rá James Watsont, a fiatal amerikai biológust - aki Európában posztdoktorkodott - arra, hogy egy bizonyos ponton abbahagyja addigi munkáját és további tevékenységét a DNS háromdimenziós szerkezete felderítésének szentelje. Erre Cambridge-ben, a Cavendish Laboratóriumban Francis Cricket is rávette, és párosuk sikere ma már tudománytörténelem.

A DNS-szerkezet kutatásának másik ága a röntgenkrisztallográfiai vizsgálatok voltak. Linus Pauling részben röntgenkrisztallográfiára alapította saját vizsgálatait, amelyekben nagy szerepe volt a modellezésnek. Hiányzott azonban belőlük a DNS feltételezett működésének figyelembe vétele. Legjobban pedig az hiányzott, hogy Pauling nem volt meggyőződve a DNS kivételes fontosságáról. Azt is el kell ismerni, hogy a Pauling rendelkezésére álló röntgendiffrakciós adatok nem a legjobb minőségűek voltak. Abban az időben a legjobb felvételeket Rosalind Franklin és munkatársa készítette.

A röntgenkrisztallográfia eredményei többszörösen benne voltak a DNS szerkezetének felderítésére irányuló munkában. A J.D. Bernal londoni laboratóriumában vendégként kutató norvég Sven Furberg megállapította, hogy a bázisgyűrűk és a cukorgyűrűk egymásra merőlegesek. Franklin a King's College-ban dolgozott, ahol rajta kívül és tőle függetlenül Maurice Wilkins is a DNS röntgenkrisztallográfiájával foglalkozott. Wilkins jóban volt Watsonnal és Crick-kel, míg Franklint ellenfelének tekintette. Franklin hátránya nemcsak határozott, nagy tudású és független gondolkodású egyénisége volt, hanem az is, hogy a női kutatók abban az időben hátrányos megkülönböztetésektől szenvedtek. Mindezt Wilkins azzal tetézte, hogy megmutatta Franklin röntgenfelvételeit és jegyzőkönyvi adatait - Franklin tudta nélkül - a tulajdonképpen riválisnak számító Watsonnak. Franklin felvételeiből a DNS szerkezetének kettős helikális szerkezete egyértelműen levezethető volt. Itt hozzá kell tennünk, hogy a hélixek röntgendiffrakciójának pontos leírása Cricktől és két munkatársától származik, de már Pauling is foglalkozott ezzel a kérdéssel a fehérjék alfa-csavarszerkezetének felfedezése során.

50 évvel ezelőtt Watson és Crick sorsdöntő dolgozatával egyidőben, ugyancsak a Nature 1953. április 25-i számában jelent meg Wilkins és munkatársainak valamint Franklin és munkatársának dolgozata is. De Franklin néhány évvel később úgy halt meg, hogy sohasem tudta meg, hogy a háta mögött Wilkins megmutatta eredményeit Watsonéknak. Watson elszántsága és az összefüggéseket zseniálisan felismerő egyénisége a legszerencsésebb módon párosult Francis Crick elmélyült analitikus képességeivel és fizikai és matematikai tudásával. Watsonnak "A kettős spirál" című könyve sok mindent jól érzékeltet a tudományos kutatás természetéről, de azt nem, hogy milyen kemény munka és háttértudás is kell az új eredmények eléréséhez.

A James Watson és Francis Crick által felfedezett szerkezetnek két fontos jellegzetessége van. Az egyik szerint a két csavar ugyanazon tengely körül tekeredik fel, de egymással ellentétes irányban. Az egymással szemben haladó csavarok egymás kiegészítői. A másik jellegzetesség az a mód, ahogy a két csavart a hidrogénkötések összetartják. Az egyik csavar egy bázisát hidrogénkötés kapcsolja össze a másik csavar egy bázisával. Purin bázis mindig pirimidin bázishoz kapcsolódik és megfordítva. Ha tehát a bázisok sorrendje az egyik csavarban adott, akkor ebből a másik csavar bázisainak sorrendje már automatikusan következik. Ha a kettőscsavar két csavarját egymástól elválasztjuk, akkor mindkét "régi" csavarhoz külön-külön az őt kiegészítő új csavar fog kialakulni (feltéve, hogy olyan közegben vannak, ahol az ehhez szükséges anyagok rendelkezésre állnak). Az egyik csavar adeninjéhez a másik csavar timinje kapcsolódik, valamint az egyik csavar citozinjához a másik csavar guaninja és megfordítva.

Érdekes a DNS 50 évvel ezelőtt újszerűnek számító szerkezetét a szimmetriatulajdonságok szempontjából is szemügyre venni. Már a röntgendiffrakciós adatok is egyértelműen jelezték a molekulaszerkezet kétfogású forgási (C₂) szimmetriáját. Ez a szimmetria követelte meg, hogy a közös tengely körül csavarodó két helikális lánc iránya egymással ellentétes legyen. A kétfogású forgástengely a két csavar közös tengelyére merőleges. Ugyancsak a kétfogású szimmetriának felel meg az, hogy a két csavar egymás komplementere, amit a szerkezet építőelemeiként résztvevő bázispárok valósítanak meg. Watson és Crick klasszikus dolgozatukat a következő elhíresült mondattal fejezték be: "Nem kerülte el a figyelmünket az, hogy az általunk feltételezett párosítási szabály egy másolási mechanizmust is sugall a genetikai anyag számára." Ez a súlyos megjegyzés közvetlenül a kétfogású szimmetria megállapításából következhetett.

Ahogyan időben távolodunk az eseményektől, egyre inkább kibontakozik néhány alapvető tanulság, amely nagyobb távlatokból jobban kivehető, mint közvetlen közelről. Néhány ilyen tanulság a különböző tudományok összefogásának hasznossága, a felfedezés elkerülhetetlensége, a felfedezés megtermékenyítő hatása, az egyén és a stílus szerepe a tudományos felfedezésben és az induló tudományos pályák szempontjából levonható következtetések.

Különösen érdekes az, hogy milyen jelentős volt a fizikusok részvétele a kettőscsavar felfedezésében, illetve annak az új tudományterületnek a kialakulásában, amelyet ma molekuláris biológia néven ismerünk. A fizikusok is felismerték, hogy az élet megértéséhez fel kell tárni az öröklődés mechanizmusát. A természetes kíváncsiságon túl a fizikusokat a kérdés azért is érdekelte, mert arra gondoltak, hogy míg az atomok és molekulák az élet lényegét tekintve ugyanúgy alapvető szerepet játszanak, mint egyéb természeti jelenségekben, lehet, hogy a természet eddig még nem ismert törvényeit kell az élet megértéséhez feltárni. Erwin Schrödinger "Mi az Élet" című könyve meghatározó jelentőségű volt abban, hogy több jelentős fizikus is biológiai kérdések felé fordult. Abban pedig, hogy sokan új, addig még nem ismert természeti törvényeket sejtettek az élet titkai mögött, Max Delbrück tanításai játszottak szerepet. A DNS-molekulára vonatkozó korábbi elképzelések szerint ez a molekula természetesen nem lett volna alkalmas arra, hogy az öröklődéshez szükséges töméntelen mennyiségű információt hordozza, de Chargaffnak a DNS szervezetfüggő változékonyságára vonatkozó megállapítása óta a DNS kiválóan alkalmasnak tűnhetett ennek a szerepnek a betöltésére, ami megfelelt a Schrödinger által emlegetett aperiodikus kristály feltételezésének.

A hagyományos szerkezeti kémia az elektrondiffrakció és a röntgenkrisztallográfia sikereit felhasználva elsősorban Linus Pauling tevékenysége nyomán fejlesztette tovább a kémiai kötésre vonatkozó ismereteket, és az intuíció és modellezés segítségével szép eredményeket ért el a biológiai nagymolekulák szerkezetének feltárásában. Ennek a komplex kutatási módszernek volt látványos sikere a fehérjék alfa-csavarszerkezete. Pauling tovább folytatta vizsgálatait, de sem ő, sem a többi kutató többsége nem számított arra, hogy ezek a háromdimenziós szerkezetek a nagy biológiai molekulák működésére közvetlen információt szolgáltatnának.

Amennyire feltűnő a fizikusok és a fizika aktív részvétele a molekuláris biológia kezdeti szakaszában, ugyanannyira szembetűnő - különösen most utólag - a kémia tartózkodása. Ez nemcsak a kettőscsavar felfedezésére, de az egész kezdeti molekuláris biológiára vonatkozik, beleértve a kettőscsavar felfedezését követő néhány évet is. Azokban az években ugyanis a kémia szerepét alig hangsúlyozták, és mintha a kémia kimaradt volna abból a fellendülésből, amelyet a kettőscsavar felfedezése eredményezett. Ez a háttérbe szorulás bizonyos mértékig mind a mai napig tart. Ennek két fontos oka van. Az egyik az, hogy a kémia megítélése a közvéleményben az elmúlt évtizedekben sokat romlott, ami elsősorban abból származik, hogy a környezetszennyezést elsősorban a kémiának tulajdonítják, holott nem a kémia szennyez, hanem az emberek és az emberek által nem megfelelően használt anyagok és ipari létesítmények. Azt viszont még elgondolni is ijesztő, hogyan élhetnénk ma a kémia vívmányai nélkül. A kémia megítélésének problémája azonban túlmegy ennek a cikknek a keretein. Az előbb említett probléma kialakulásában, vagyis a kémia szerepének alábecsülésében a molekuláris biológia kifejlődésében, azonban volt egy másik ok is.

A kémiát nem elsősorban mások szorították ki a kettőscsavar felfedezését méltán követő megdicsőülésből, amelyből más tudományok bőven részesültek. A kémikusok maguk zárták ki magukat az elismerésből azzal, hogy nem ismerték fel idejekorán a maga teljességében a nukleinsavak hatalmas kémiai jelentőségét. Vezető kémikusok hosszú időn keresztül vonakodtak "tiszta módszereiket" a nukleinsavak "szennyezett keverékeinek" vizsgálatára pazarolni. Természetesen nemcsak a nukleinsavak kutatásában foglaltak el a kémikusok ilyen negatív álláspontot. A peptidkutató Nobel-díjas Bruce Merrifield arról panaszkodott, hogy a természetes szerves vegyületekkel foglalkozó kémikusok a természetes eredetű peptideket sem ismerik el természetes szerves vegyületeknek. Albert Eschenmoser vezető svájci kémikusnak már viszonylag hamar feltűnt, hogy a kémia egyedülálló lehetőséget hagyott ki ezzel a hozzáállásával, és a következő kijelentést tette: "Minden olyan év, amelynek során nem foglalkoztunk a DNS-sel, a kihagyott lehetőségek éve volt. "

Tanulságok Avery felfedezéséről sokszor elmondták, hogy idejét megelőző felfedezés volt. Lehet, hogy így volt, de ha így is volt, legfeljebb néhány évvel előzte meg korát. A kettőscsavar felfedezése viszont a legjobb pillanatban történt. A tudományos világ készen állt erre a felfedezésre, szinte várta azt. Ezt azzal is jellemezhetjük, hogy a felfedezést követően, de még az érte járó Nobel-díj előtt mások Nobel-előadásában többször is megidézték a kettőscsavart. Olyannyira így volt ez, hogy amikor a Crick-Watson-Wilkins-trió Nobel-díjára került a sor, már csak Wilkins vállalkozott arra, hogy a kettőscsavarról beszéljen Nobel-előadásában, Watson is és Crick is más témát választott. Watson az RNS szerepéről beszélt a fehérjeszintézisben, Crick pedig a genetikai kódról.

A kettőscsavar felfedezése egyéni teljesítmény volt, de mögötte ott voltak mindazok az összetevők, amelyeket a legtöbb tudományos felfedezés hátterében meg lehet találni. Nagyszerű mentorok és kutatóhelyek szolgáltatták ezt a hátteret. Watson az Indianai Egyetemen végezte doktori munkáját, miután a Harvard Egyetem és a Kaliforniai Műegyetem sem vette fel. De ezen az Indianai Egyetemen dolgozott akkor a Nobel-díjas Hermann Muller, többször odalátogatott a későbbi Nobel-díjas Delbrück, és Watson mentora a szintén későbbi Nobel-díjas Salvador Luria volt. Crick a legendás Cavendish Laboratóriumban dolgozott doktori disszertációján, a későbbi Nobel-díjas Max Perutz csoportjában, a Nobel-díjas William Bragg általános felügyelete alatt. A Cavendish Laboratóriumba a világ minden részéből jöttek látogatók, hogy beszámoljanak legújabb eredményeikről, szinte házhoz szállítva mindazt az ismeretet, amire Watsonnak és Cricknek szüksége lehetett.

A siker fontos összetevője volt a két kutató egyénisége, valamint egyéniségük és szakmai előéletük egymást kiegészítő jellege. Ideális partnerei voltak egymásnak. Watson a biológiából jött, Crick a fizikából, és egyik közös vonásuk a kémiai ismeretek hiánya volt. Ennek a hiányosságnak azonban tudatában voltak, és igyekeztek mindent megtudni, amire a projekt során szükségük volt, akár tanulással, akár másokkal való konzultálással, akár pedig nem igazán etikus módszerekkel, mint ahogyan az a Franklintől származó röntgenkrisztallográfiai adatok esetében történt. Kutatói elhivatottságuk teljes volt. Crick, aki már jócskán túlkoros doktoránsnak számított, inkább tovább halasztotta doktori témáján való munkáját, semmint hogy feladja a Watsonnal való együttműködést. Watson pedig kockáztatta sokak által irigyelt Merck-ösztöndíját, amikor Stockholm helyett Cambridge-be ment. Meg is vonták tőle a Merck-ösztöndíjat és helyette csak tekintélyes patrónusainak, Max Delbrücknek és Salvador Lurianak a gyors közbenjárására sikerült a gyerekparalízis leküzdésére létrehozott alapítványtól ösztöndíjat szereznie.

Egyértelműen Watsont dicséri, hogy bele mert vágni a DNS háromdimenziós szerkezete meghatározásának a feladatába, amit mások őrültségnek tartottak. Nemcsak arról volt szó, hogy ez példátlanul nehéz feladat volt, hanem arról is, hogy Watsonnak semmiféle előzetes tapasztalata nem volt ilyen jellegű kutatásban. Zsenialitás nyilvánult meg abban, hogy nemcsak felismerte a probléma fontosságát, hanem azt is, hogy a probléma megoldható. Ebben Crick és Watson a legkiválóbb kutatói kvalitásokat mutatta fel, amennyiben meg tudták állapítani, hogy milyen mélységű szerkezetfelderítés az, ami még reálisan megvalósítható. A frontvonalbeli tudományos kutatás mindig a vágyak és a lehetőségek kompromisszuma. Ha pontos atomi koordinátákat akartak volna meghatározni, akkor vállalkozásuk abban az időben reménytelen lett volna. Ha csak egy kettőscsavar-szerkezettel álltak volna elő, de adósak maradtak volna a bázispárok jelenlétének a felismerésével, akkor viszont a szerkezet biológiai jelentősége maradt volna homályban. Mesterien találták meg a részletek és az elhanyagolások közötti szükséges és elégséges kompromisszumot.

A DNS kettőscsavar-szerkezetének felfedezésével azonban Schrödinger eredeti programjának csak az egyik felét valósították meg. Hátra volt még annak a kapcsolatnak a feltárása, amely a DNS által hordozott információtól elvezet a fehérjék szintéziséig. Hiába van ott az információ a DNS-ben arról, hogy valakinek barna a haja, a kérdés továbbra is az, hogyan lesz ebből a barna haj. Megint csak különböző területen dolgozó és különböző hátterű kutatókat foglalkoztatott egyaránt ez a kérdés. Crick és Watson már a DNS szerkezetének felderítése során foglalkozott a genetikai kód problémájával, de - igen bölcsen - a részletesebb munkát elhalasztották. Utólag könnyű belátni, hogy a bázisok helyzetének ismerete nélkül ezt a kérdést nem lett volna értelme tovább vizsgálni. Amint azonban megvolt a kettőscsavar-szerkezet, a kérdés izgalmasan időszerűvé vált. A szerkezet nyilvánosságra hozatala után Crick és Watson levelet kapott a számukra addig ismeretlen orosz-amerikai elméleti fizikus George Gamowtól, aki a DNS nyelvét a bázisok négy betűjében látta megtestesülni, és számelméleti módszereket javasolt a genetikai kód feltörésére. Gamow a genetikai kód esetében ugyanolyan eredeti és megtermékenyítő gondolatokkal lépett fel, mint a világ keletkezésére vonatkozó Nagy Robbanás hipotézisében. Különlegesen eredeti tudós volt, és eredetisége önzetlenséggel párosult.

Gamow eredetileg azért dolgozta ki a Nagy Robbanásra vonatkozó elméletét, hogy megmagyarázza az elemek keletkezését, de ez a héliumnál nagyobb tömegű elemekre már nem sikerült neki. Amikor Arno Penzias és Robert Wilson, a Bell Laboratórium munkatársai kísérletileg meghatározták a világűrben levő maradék hőt, azzal bizonyítékot szolgáltattak a Nagy Robbanás érvényességére. Az elismerést azonban nem Gamow kapta, hanem - joggal Penzias és Wilson. Gamowot megkérdezték, hogy ez nem bántja-e, de Gamow őszintén örült az új eredményeknek. Azt mondta, hogy ha ő elveszít egy pénzérmét és valaki más megtalál egy hasonló pénzérmét, akkor az nem biztos, hogy az illető az eredetileg általa elvesztett pénzérmét találta meg. Penzias Galieihez hasonlította Gamowot, amikor a tudós nagyságáról kérdezték, pedig Penzias csak asztrofizikai eredményeire gondolt, a genetikai kódra vonatkozó úttörő munkájáról keveset tudott.

A DNS szerkezetének felderítésétől kezdve nyilvánvaló volt, hogy a következő nagy áttörés a tudományban a genetikai kód feltörése lesz. Ritkán adódik a tudomány fejlődésében hasonló pillanat, amikor tudják, hogy mi lesz a következő nagy felfedezés. Azonban hiába versenyeztek a világ legjobb biokémiai laboratóriumai a kód feltöréséért, a siker egyelőre elkerülte a kutatókat. Senki sem várta például, hogy az 1961-ben Moszkvában rendezett nagy nemzetközi biokémiai kongresszuson bárki is áttörésről számoljon be ebben a kérdésben, mint ahogy más nagy eredmény bejelentését sem várták ezen a kongresszuson. A rendezvénnyel kapcsolatban már maga az a tény is elég nagy szenzációnak számított, hogy Moszkvában rendezték meg. Ebben az időben ugyanis a szovjet tudomány - a biológia pedig fokozottan - még mindig a tudománytalan diktátor, T.D. Liszenko szorításában vergődött, de az a tény, hogy a biokémikusok kongresszusát Moszkvában rendezték meg, jelezte, hogy a Szovjetunióban is eljött a változások ideje.

A szervezők nem tudták előre, de erre a kongresszusra az akkor még ismeretlen Marshall Nirenberg fontos bejelentéssel készült. 10 percet kapott, és előadására egy kis teremben került sor, de bejelentésének híre eljutott a vezető tudósokhoz. Megtörtént az a példa nélkül álló eset, hogy Nirenbergnek meg kellett ismételnie előadását, de a második alkalommal a kongresszus plenáris ülésén, a zárónapon. A hatás leírhatatlan volt, a résztvevőket felvillanyozta, amikor Nirenberg bejelentette, hogy megtette az első lépést a genetikai kód megfejtésében. Ma már tudjuk, hogy a nukleinsavak bázisainak hármas egységei határozzák meg, hogy mely aminosavak képződnek. Ezekben a hármas egységekben nemcsak az számít, hogy mely bázisok a résztvevők, hanem az is, hogy milyen sorrendben követik egymást. A hármas egységek egymást követő sorrendje pedig a létrehozott fehérjében az aminosavak sorrendjét határozza meg. Nirenberg munkahelye, az USA Nemzeti Egészségügyi Intézetei (National Institutes of Health, NIH) abban az időben még nem rendelkezett olyan tekintéllyel és anyagi lehetőségekkel, mint ma, de a munkához már akkor is ideális hátteret biztosított műszerezettségével, kiváló kollégákkal és azzal a nyugodt légkörrel, amely nem követelte meg munkatársaitól a mindenáron való gyors és gyakori publikálást. Johann Heinrich Matthaei posztdoktor közreműködésével Nirenberg egyik kísérlete szerint az RNS felépítésében részt vevő uracilt választotta ki további vizsgálódásra. Több szempontból is szerencsés volt ez a választás, de ez a szerencse az egyébként keményen dolgozó kutatókat érte megérdemelten. A kísérlet azt mutatta, hogy a poliuridilsav a polifenilalanin fehérjelánc szintézisét irányítja. Ennek megfelelően a bázisok triplettjeit tekintve UUU az aminosavak körében a fenilanalint kódolja. Ez volt az első lépés, a drámai áttörés, amelyet azután a következő néhány évben a kód teljes megfejtése követett.

A kettőscsavar felfedezését 1953-ban hozták nyilvánosságra, de Nobel-díjat csak 1962-ben adtak érte. Nem volt egyértelmű, hogy a három tudományos kategória közül (fizika, kémia, fiziológia vagy orvostudomány) melyik a legalkalmasabb a kettőscsavar felfedezésének elismerésére. A jelölésekről egyelőre alig van információ, hiszen ezek az adatok 50 évre zároltak és az 1962-es jelölésekről legkorábban csak 2012-től lehet majd tudomásunk. Ismeretes azonban, hogy a Cavendish Laboratórium igazgatója, a maga is Nobel-díjas W. Lawrence Bragg komolyan lobbizott a kettőscsavar minél szélesebb körű elismertetéséért. Bragg édesapjával 1915-ben kapott fizikai Nobel-díjat a röntgenkrisztallográfia felfedezéséért, vagyis fontos szerepe volt a kettőscsavarhoz vezető út kialakításában.

Bragg eredetileg fizikai Nobel-díjra javasolta Watsont és Cricket. Watson és Crick kitüntetésével az akkori idők másik nagy tekintélyű tudósa, az 1954-es kémiai Nobel-díjas Linus Pauling is egyetértett. Mint láttuk, Paulingnak is nagy érdemei voltak abban, hogy Watson és Crick felfedezhette a kettőscsavart. Ha Rosalind Franklin 1962ben még élt volna, akkor nagy eséllyel szóba jöhetett volna arra, hogy ő legyen a kettőscsavarért odaítélt Nobel-díj harmadik résztvevője. Ezt annak alapján egyértelműen megérdemelte volna, hogy eredményei alapvető szerepet játszottak Watson és Crick felfedezésében. Az 1953-as évet követően azonban Franklin már nem foglalkozhatott a DNS szerkezetével, viszont Maurice Wilkins aprólékos munkával tisztázta a szerkezet részleteit, és ő lett a harmadik Nobel-díjas, elsősorban Bragg támogatásának eredményeként. Sokan azonban mind a mai napig úgy tekintenek Wilkins Nobel-díjára, mint amit Franklintől lopott volna el, ami természetesen igazságtalan és lehetetlen feltételezés. Végül a kettőscsavarért a fiziológiai vagy orvosi kategóriában adták ki a Nobel-díjat.

Az 1962-es fizikai Nobel-díjat az orosz Lev Landau kapta a kondenzált anyag és elsősorban a cseppfolyós hélium kutatásában kialakított úttörő elméleteiért. Landau viszonylag fiatalon, 54 éves korában lett Nobel-díjas, de ez a díj még így is elkésett, mert Landau 1962 elején olyan súlyos agysérüléseket szenvedett egy balesetben, hogy számára attól kezdve az élet egészen 1968-ban bekövetkezett haláláig már csak vegetálás volt.

Az 1962-es kémiai Nobel-díj nem volt teljesen független az orvosi Nobel-díjtól, mert azon Max Perutz és John Kendrew osztozott a globuláris fehérjék szerkezetkutatásában elért eredményeiért. Ezzel a Nobel-díjjal valószínűleg még lehetett volna várni, hiszen ezután még évekig jöttek Perutzék laboratóriumából az újabb eredmények. De a biológiai nagymolekulák szerkezetvizsgálatában Perutznak úttörő szerepe volt, és Crick és Watson is a Perutz által igazgatott laboratóriumban érte el eredményeit. Valószínűleg megint csak Bragg hatására a kémiai Nobel Bizottság egy kicsit "megelőlegezte" ezt a díjat, amivel kapcsolatban sem akkor, sem pedig azóta nem lehetett disszonáns hangokat hallani, pedig szinte minden Nobel-döntést érnek jogos vagy indokolatlan bírálatok.

Marshall Nirenberg Nobel-díja sem váratott sokáig magára. 1968-ban Har Gonbind Khoranával és Robert Holley-val megosztva részesült a fiziológiai vagy orvosi kategóriában a genetikai kód és annak a fehérjeszintézisben játszott szerepének az. értelmezéséért. Ők hárman egymástól független kutatásokat végeztek, és a nagy vesztes ebben az esetben Nirenberg közvetlen munkatársa Heinrich Matthaei volt.

A fentiekben a múltba tekintettem vissza, de szeretném hangsúlyozni, hogy a kettőscsavar felfedezésének 50. évfordulója alkalmából rendezett ünnepségeken elsősorban nem a felfedezés történetével foglalkoztak az ünneplők. Inkább azt hangsúlyozták, amit ez a korszakos felfedezés gyakorolt a tudományra és közvetve az élet minőségének javítására az elmúlt évtizedekben, és ez a hatás a legutóbbi időkben nemhogy csökkent volna, hanem inkább tovább erősödik.

____________________________