Toen James Michael Creeth klaar was met het toevoegen van zuur aan het DNA-monster van de thymusklier van een kalf, hij voltooide niet alleen de experimenten waarmee hij zou promoveren. Hij maakte de weg vrij voor een ontdekking die de wereld zou veranderen.

Wetenschappers James Watson en Francis Crick waren beroemd om de eersten die de structuur van DNA uitwerkten, en Rosalind Franklin en Maurice Wilkins worden vaak gecrediteerd voor het vastleggen van de afbeeldingen van het molecuul dat dit mogelijk maakte. Maar verschillende andere wetenschappers die een cruciale rol speelden in een van de belangrijkste wetenschappelijke ontdekkingen van de eeuw zijn veel minder bekend - en verdienen een feestje.

In de herfst van 1947, Creeth en zijn PhD-supervisors publiceerden de derde van drie papers van onderzoekers van wat later de University of Nottingham werd, waarmee het bewijs werd geleverd dat nodig was om te laten zien hoe het DNA-molecuul bij elkaar wordt gehouden. Door te bewijzen dat DNA de moleculaire lijm bevatte die bekend staat als waterstofbruggen, ze maakten het voor Watson en Crick mogelijk om uit te werken dat het molecuul de vorm moet aannemen van twee strengen die bij elkaar worden gehouden in een dubbele helixstructuur. Deze ontdekking, zes jaar na Creeth's werk, maakte de creatie mogelijk van de genetische wetenschap zoals we die nu kennen.

Creeth produceerde zelfs zijn eigen ruwe model voor DNA, gevormd uit twee ketens die bij elkaar worden gehouden door de bindingen tussen de bouwstenen - niet te veel verschillend van de werkelijke structuur. Helaas, zijn ontdekkingen lijken bijna ieders radar te hebben gemist. Dus 70 jaar later, Nottingham heeft de ontdekking van waterstofbruggen in DNA gevierd met een speciale conferentie in het gebouw waar de ontdekking werd gedaan en een speciale plaquette bij de ingang.

DNA mysterie

Creeth werd geboren in 1924 en studeerde aan de plaatselijke Northampton County Grammar school. Hij verbleef in de East Midlands in Engeland om scheikunde te studeren aan het toenmalige University College Nottingham, en na zijn afstuderen promoveerde bij de chemici J. Masson Gulland en Denis O. "Doj" Jordan, die Creeth hielp zijn baanbrekende conclusies te trekken.

In die tijd was er een groeiende belangstelling voor DNA omdat wetenschappers vermoedden dat het de stof zou kunnen zijn die verband houdt met genen of erfelijkheid. Onderzoek had aangetoond dat het was gemaakt van secties die bekend staan ​​als nucleotiden. Elk bevatte een suikerresidu dat bekend staat als deoxyribose, een fosfaatgroepmolecuul en een van de vier verschillende typen stikstofgroepmoleculen of "basen":thymine (T), cytosine (C), adenine (A) en guanine (G).

Maar hoe het DNA-molecuul werd geconstrueerd en bij elkaar gehouden, en hoe het onze genen registreerde, bleef een mysterie. Sommige wetenschappers dachten zelfs (ten onrechte) dat het de vorm van een bal zou kunnen aannemen. Als ze de exacte structuur konden achterhalen, misschien kunnen ze de geheimen van de genetische code onthullen.

medestudenten van Creeth, CJ Threlfall en H.F.W. Taylor was al doorgedrongen. Threlfall had bedacht hoe een DNA-monster kon worden gezuiverd, zodat het kon worden onderzocht op aanwijzingen over de structuur. Gülland, Jordan en Taylor bestudeerden vervolgens het gezuiverde DNA met behulp van een proces dat elektrometrische titratie wordt genoemd om te volgen hoe de pH veranderde toen ze zuur of alkali toevoegden.

Toen ze niet de resultaten kregen die ze verwachtten, ze dachten dat het zou kunnen zijn veroorzaakt door de aanwezigheid in de DNA-structuur van waterstofbruggen. Deze treden op wanneer waterstofatomen elektronen delen met bepaalde andere atomen, waaronder zuurstof en stikstof, en kan de algehele vorm van het molecuul beïnvloeden.

De laatste en definitieve stap werd gezet in een experiment van Creeth met behulp van een techniek die bekend staat als viscometrie. Dit geeft een maat voor de grootte van het DNA-molecuul in oplossing en hoe de grootte kan veranderen.

Wanneer een sterk zuur of alkali aan de oplossing werd toegevoegd, zijn "viscositeit" of dikte (weerstand tegen stroming) drastisch gedaald, wat de aanwezigheid van waterstofbruggen aangaf. Creeth, Gulland en Jordan concludeerden dat de waterstofbruggen verbonden waren met de basen van naburige nucleotiden.

Het zuur of de alkali verbrak deze bindingen onomkeerbaar om het DNA-molecuul in kleinere eenheden af ​​te breken en de oplossing veel vloeibaarder te maken. Hoewel Creeth en zijn begeleiders er nooit helemaal in slaagden de laatste stap te zetten om de exacte structuur van DNA uit te werken, ze slaagden erin om aan te tonen dat waterstofbruggen een belangrijk onderdeel van het molecuul moeten zijn.

Past precies

In zijn proefschrift van 1947, Creeth voorspelde correct dat het DNA-molecuul uit twee ketens bestond, elk met een fosfaat-suiker ruggengraat aan de buitenkant en waterstofgebonden basen aan de binnenkant. Deze structuur met twee ketens bleek later perfect te passen bij de biologische functie van DNA. De waterstofbruggen waren sterk genoeg om de complementaire ketens bij elkaar te houden, maar zwak genoeg zodat ze uit elkaar konden worden getrokken en gelezen of gekopieerd als genetische instructies, wat de basis is van hoe cellen zich delen en hoe genen worden doorgegeven.

Kort na de ontdekking, echter, het team uiteen. Gulland stierf kort daarna tragisch bij een treinongeluk, en Jordan verhuisde via Princeton naar de Universiteit van Adelaide. Het kostte Crick en Watson om de precieze structuur te bepalen, waarin de waterstofbruggen de ketens in een gedraaide dubbele helix-rangschikking dwingen.

Hoewel de drie wetenschappers van Nottingham nooit de laatste connecties hebben gemaakt, hun werk was van vitaal belang om een ​​van de meest invloedrijke ontdekkingen van de moderne wetenschap mogelijk te maken. In Creeth's eigen woorden, terugkijkend na zijn pensionering:"Achteraf gezien we hadden niet alleen een glimp gekregen, maar een goed beeld van die specifieke binding die niets minder is dan de sleutel tot het leven op deze planeet."

Dit artikel is oorspronkelijk gepubliceerd op The Conversation. Lees het originele artikel.