RNA Tie Club
RNA Tie Club var en informell vetenskaplig klubb, menad delvis att vara humoristisk, av utvalda forskare som var intresserade av hur proteiner syntetiserades från gener, särskilt den genetiska koden . Den skapades av George Gamow på förslag av James Watson 1954, då förhållandet mellan nukleinsyror och aminosyror i genetisk information var okänt. Klubben bestod av 20 fullvärdiga medlemmar, var och en representerande en aminosyra, och fyra hedersmedlemmar, som representerade de fyra nukleotiderna . Klubbmedlemmarnas funktioner var att tänka ut möjliga lösningar och skriva de andra medlemmarna.
Det första viktiga dokumentet från RNA Tie Club var Francis Cricks adapterhypotes 1955. Experimentellt arbete med hypotesen ledde till upptäckten av transfer-RNA , en molekyl som bär nyckeln till genetisk kod. De flesta av de teoretiska grundarbetena och preliminära experimenten på genetisk kod gjordes av klubbmedlemmarna inom ett decennium; den faktiska koden upptäcktes dock först av Marshall Nirenberg , en icke-medlem, som fick Nobelpriset i fysiologi eller medicin 1968 för upptäckten.
Historia
Bakgrund
År 1953 beskrev den engelske biofysikern Francis Crick och den amerikanske biologen James Watson , som arbetade tillsammans vid Cavendish Laboratory vid University of Cambridge, korrekt strukturen av DNA , de viktigaste genetiska materialen i organismer, och utvecklade utifrån det konceptet genetisk information mellan DNA och proteiner. År 1954 började man förstå att genetisk informationsväg involverade DNA , RNA och proteiner. Men strukturen och naturen hos RNA var fortfarande ett mysterium (specifika RNA-molekyler var inte kända förrän 1960), särskilt om hur RNA är involverade i proteinsyntes. Watson kallade detta problem "livets mysterier" i sitt brev till Crick.
Den sovjetisk-amerikanske fysikern George Gamow vid George Washington University gav det första möjliga schemat för proteinsyntes från DNA. I början av 1954 tillbringade han flera dagar på Woods Hole på Cape Cod med Crick, Watson och Sydney Brenner och diskuterade om genetik. Baserat på Watson-Crick-modellen föreslog han den "direkta DNA-mallhypotesen" som säger att proteiner syntetiseras direkt från de dubbelsträngade spåren av DNA. De fyra baserna av DNA antogs syntetisera 20 olika kombinationer som tripletter, det vill säga de olika aminosyrorna, med överlappande nukleotidsekvenser. Han publicerade hypotesen i numret av Nature den 13 februari 1954 och förklarade:
Det förefaller mig som om ett sådant översättningsförfarande lätt kan fastställas genom att överväga " nyckel-och-lås "-relationen mellan olika aminosyror och de rombformade "hålen" som bildas av olika nukleotider i deoxiribonukleinsyrakedjan... En kan spekulera i att fria aminosyror från det omgivande mediet fastnar i 'hålen' av deoxiribonukleinsyramolekyler, och därmed förenas till motsvarande peptidkedjor.
fundament
I maj 1954 besökte Watson Gamow, som då var på sabbatsår vid University of California, Berkeley . När han diskuterade Gamows hypotes föreslog han att de skulle bilda en klubb med 20 medlemmar för att ta fram den genetiska koden. Gamow kom omedelbart på RNA Tie Club för att "lösa gåtan med RNA-strukturen och för att förstå hur den byggde proteiner" och med mottot "gör eller dö; eller försök inte."
Klubben bestod således av 20 medlemmar, framstående vetenskapsmän, som var och en motsvarade en aminosyra, och ytterligare fyra hedersmedlemmar (S. Brenner, VAL. F. Lipmann, A. Szent-Gyorgyi och ytterligare en individ), en för varje nukleotid .
Varje medlem fick en ullslips med en broderad helix på, därav namnet "RNA Tie Club".
Medlemmar
| Medlem | Träning | RNA Tie Club Designation | Officersbeteckning |
|---|---|---|---|
| George Gamow | Fysiker | ALA | Synthesizer |
| Alexander Rich | Biokemist | ARG | Lord Privy Seal från det brittiska kabinettet |
| Paul Doty | Fysikalisk kemist | ASP | |
| Robert Ledley | Matematisk biofysiker | ASN | |
| Martynas Ycas | Biokemist | CYS | Arkivarie |
| Robley Williams | Elektronmikroskopist | GLU | |
| Alexander Dounce | Biokemist | GLN | |
| Richard Feynman | Teoretisk fysiker | GLY | |
| Melvin Calvin | Kemist | HANS | |
| Norman Simmons | Biokemist | ISO | |
| Edward Teller | Fysiker | LEU | |
| Erwin Chargaff | Biokemist | LYS | |
| Nicholas Metropolis | Fysiker, matematiker | TRÄFFADE | |
| Gunther Stent | Fysikalisk kemist | PHE | |
| James Watson | Biolog | PROFFS | Optimist |
| Harold Gordon | Biolog | SER | |
| Leslie Orgel | Teoretisk kemist | THR | |
| Max Delbrück | Teoretisk fysiker | PROVA | |
| Francis Crick | Biolog | TYR | Pessimist |
| Sydney Brenner | Biolog | VAL |
Slipsen och slipsnålen
Medlemmar i RNA Tie Club skulle få en svart ullstickad slips med en grön och gul RNA-helix utsmyckad. Den ursprungliga designen av slipsen kom från Orgel, med det slutliga mönstret som en omformning av Gamow. Gamows slipsmönster levererades till en sybehörsaffär i Los Angeles på Colorado Avenue av Watson, där butiksskräddaren lovade att göra slipsarna för 4 dollar styck. Tillsammans med varje slips skulle klubbens medlemmar få en gyllene slipsnål med de tre bokstävernas förkortningar av deras klubbaminosyrabeteckning. Alla medlemmar kanske inte har fått sin pinkod. Gamow bar dock sin nål vid flera tillfällen, vilket ofta orsakade viss förvirring och ifrågasatte varför han bar "fel initialer".
Framgångar
RNA Tie Club organiserade aldrig ett formellt möte för alla medlemmar. Medlemmar besökte andra medlemmar för att diskutera den vetenskapliga utvecklingen, vanligtvis med cigarrer och alkohol. Den här tiden möjliggjorde bindning och nära vänskap mellan denna vetenskapliga elit, och det visade sig vara en grogrund för kreativa idéer. I de flesta fall skickade medlemmarna brev och förtryck av artiklar med förslag på nya koncept och idéer.
Antal nukleotider i ett kodon
Med hjälp av matematik postulerade Gamow att en nukleotidkod bestående av tre bokstäver (tripletter) skulle räcka för att definiera alla 20 aminosyrorna. Detta koncept är grunden för " kodon ", och sätter en övre och nedre gräns för storleken på ett kodon. Gamow hade helt enkelt uppskattat att antalet baser och deras komplementära par i en DNA-sträng kunde ge 20 hålrum för aminosyror, vilket betyder att 20 olika aminosyror kan vara involverade i proteinsyntesen. Han kallade denna DNA-protein-interaktion som "diamantkoden". Även om Gamows utgångspunkt att DNA direkt syntetiserade proteiner visade sig vara fel, blev triplettkodens natur grunden för genetisk kod.
Kodon
Sydney Brenner föreslog konceptet med ett kodon, idén att tre icke-överlappande nukleotider kunde koda för en aminosyra. Hans bevis involverade statistik och experimentella bevis från aminosyraproteinsekvenser.
Adapterhypotes
Francis Crick föreslog " adapterhypotesen " (namnet som gavs av Brenner) vilket antydde att någon molekyl transporterade aminosyrorna runt och placerade dem i rätt ordning som motsvarar nukleinsyrasekvensen. Hypotesen motsäger Gamows direkta DNA-mallhypotes som antyder att DNA inte kunde syntetisera proteiner direkt, utan istället kräver andra molekyler, adaptrar, för att förmedla DNA-sekvenserna till aminosyrasekvenser. Han föreslog också att det fanns sådana 20 separata adaptermolekyler. Detta visade sig senare vara sant av Robert Holley och adaptermolekylerna benämndes överförings-RNA (tRNA).
Det maskinskrivna papper som distribuerades till medlemmarna i RNA Tie Club i januari 1955 som "On Degenerate Templates and the Adapter Hypothesis: A Note for the RNA Tie Club" beskrivs som "en av de viktigaste opublicerade artiklarna i vetenskapens historia" , och "den mest kända opublicerade artikeln i annalerna om molekylärbiologi." Watson påminde sig, "De mest kända av dessa [opublicerade] anteckningar, av Francis, skulle med tiden totalt förändra vårt sätt att tänka på proteinsyntes.
Personliga framgångar
Många medlemmar i RNA Tie Club nådde professionell framgång, med sex av dem som blev Nobelpristagare, nämligen Richard Feynman, Melvin Calvin, James Watson, Max Delbruck, Francis Crick och Sydney Brenner. Det slutliga målet att förstå och dechiffrera kodlänken mellan nukleinsyror och aminosyror uppnåddes dock av Marshall Nirenberg , som inte var medlem i RNA Tie Club, och fick Nobelpriset i fysiologi eller medicin 1968 med Holley och Har Gobind Khorana .