روزالیند فرانکلین

روزالیند السی فرانکلین  (۲۵ ژوئیه ۱۹۲۰ - ۱۶ آوریل ۱۹۵۸)، یک شیمی‌دان و بلورشناس اشعه ایکس انگلیسی بود که نقشی اساسی در شناسایی ساختار مولکول دی‌ان‌ای (DNA)، آران‌ای (RNA)، انواع ویروس‌ها، زغال‌سنگ و گرافیت ایفا کرد. اگرچه کار او بر روی زغال‌سنگ و ویروس‌ها در طول حیاتش مورد تقدیر قرار گرفت اما مشارکت‌هایش در زمینه شناسایی ساختار دی‌ان‌ای به دوران پس از مرگ او موکول شد.

زندگی‌نامه 
او فارغ‌التحصیل مدرسه دخترانه سنت پائول بود. او بعدها تحصیلات خود را در رشته شیمی در دانشگاه کمبریج ادامه داد.

در سال ۱۹۵۱ او کارش در دانشگاه کینگز لندن را آغاز کرد، جایی که در آن تا مرز تفرق پرتو ایکس در برخورد با مولکول دی‌ان‌ای پیش رفت. در سال ۱۹۵۲ میلادی، فرانکلین و ویلکینز از یک مولکول با دستگاه ایکس-ری عکاسی کردند و نشان دادند که دی ان ای، بیش از یک رشته دارد و توانستند ابعاد این مولکول را تشخیص دهند. شفاف‌ترین عکس، که به عکس شماره ۵۱ معروف است، باعث شد دیگر دانشمندان بتوانند مدلی از دی ان ای بسازند.
جیمز واتسون و فرانسیس کریک از یک نسخه قبل از چاپ تحقیقات فرانکلین استفاده کردند تا به چگونگی ساختار DNA برسند. آن دو مقاله معروف خود را در سال ۱۹۵۳، فقط با پانویس کوچکی در مورد اطلاعات بدست آمده توسط فرانکلین به چاپ رساندند.

روزالیند، سال ۱۹۵۸ در سن ۳۸ سالگی بر اثر سرطان تخمدان جان سپرد. چهار سال بعد کریک، واتسون و ویلکینز به دریافت جایزه نوبل نائل آمدند اما بعلت مرگ فرانکلین و درقیدحیات نبودن وی،جایزه نوبل به او اعطا نشد.

بعدها تحقیقات مختلفی، نقش بسزای وی را در کشف دی‌ان‌ای و کنار گذاشته شدن او را به اثبات رساند.

کشف ساختار DNA [ ویرایش منبع ] 
در نوامبر 1951، جیمز واتسون و فرانسیس کریک از آزمایشگاه کاوندیش در دانشگاه کمبریج شروع به ساخت یک مدل مولکولی از B-DNA با استفاده از داده‌هایی مشابه آنچه در دسترس هر دو تیم در کینگز بود، کردند. بر اساس سخنرانی فرانکلین در نوامبر 1951 مبنی بر اینکه DNA با دو یا سه پایه مارپیچی است، آنها یک مدل مارپیچ سه گانه ساختند که بلافاصله ثابت شد که نقص دارد.  به طور خاص، مدل دارای ستون فقرات فسفات مولکول‌ها بود که یک هسته مرکزی را تشکیل می‌داد. اما فرانکلین اشاره کرد که حلالیت تدریجی کریستال های DNA در آب به این معنی است که به شدت آبدوستگروه های فسفات به احتمال زیاد در خارج از ساختار بودند. در حالی که شکست تجربی در تیتر کردن گروه‌های CO- و NH2 پایه‌ها به این معنی بود که این پایه‌ها در داخل ساختار غیرقابل دسترس هستند. این شکست اولیه باعث شد که واتسون و کریک در بیشتر سال آینده روی موضوعات دیگر تمرکز کنند.

ساخت مدل با موفقیت در توضیح ساختار مارپیچ آلفا توسط لینوس پاولینگ در سال 1951 استفاده شده بود،  اما فرانکلین با ساختن پیش از موعد مدل های نظری مخالف بود، تا زمانی که داده های کافی برای هدایت صحیح ساختمان مدل به دست آمد. او بر این عقیده بود که ساخت یک مدل تنها پس از مشخص شدن ساختار کافی انجام می شود.  اعتقاد فرانکلین تنها زمانی تقویت شد که پاولینگ و کوری نیز در اواخر سال 1952 (منتشر شده در فوریه 1953  ) با یک مدل مارپیچ سه گانه اشتباه مطرح شدند.  فرانکلین همیشه محتاطانه می خواست احتمالات گمراه کننده را از بین ببرد. عکس‌های میز کار او در Birkbeck نشان می‌دهد که فرانکلین به طور معمول از مدل‌های مولکولی کوچک استفاده می‌کند، اگرچه مطمئناً مدل‌هایی در مقیاس بزرگ که با موفقیت در کمبریج برای DNA استفاده می‌شوند، نیستند.

ورود مقاله معیوب لینوس پاولینگ به کمبریج در ژانویه 1953، رئیس آزمایشگاه کاوندیش، لارنس براگ را بر آن داشت تا واتسون و کریک را تشویق کند تا ساختمان مدل خود را از سر بگیرند.  شش هفته تلاش شدید دنبال شد، زیرا آنها سعی کردند حدس بزنند که چگونه بازهای نوکلئوتیدی در هسته ساختار DNA قرار می گیرند، در چارچوب پارامترهای وسیعی که توسط داده های تجربی تیم کینگز تعیین شده است، که ساختار باید حاوی یک یا چند مارپیچ با فاصله تکراری 34 آنگستروم باشد که احتمالاً ده عنصر در هر تکرار وجود دارد. و اینکه گروه‌های فسفات آبدوست باید در خارج باشند (اگرچه وقتی واتسون و کریک در تلاش بودند تا ساختاری بیابند، گاهی اوقات از هر یک از این مفروضات در طول فرآیند دور می‌شدند). 

کریک و واتسون در اواسط فوریه 1953 هنگامی که مشاور تز کریک، ماکس پروتز ، نسخه‌ای از گزارشی را که برای بازدید کمیته بیوفیزیک شورای تحقیقات پزشکی از کینگز در دسامبر 1952 نوشته شده بود، به کریک داد که حاوی بسیاری از محاسبات کریستالوگرافی فرانکلین بود.  این به طور قاطع فاصله تکرار 34 آنگستروم را تایید کرد. و مشخص کرد که ساختار دارای تقارن C2 است، و بلافاصله به کریک تأیید کرد که باید دارای تعداد مساوی از رشته های موازی و ضد موازی باشد که در جهات مخالف هم حرکت می کنند. 

از آنجایی که فرانکلین تصمیم گرفته بود به کالج بیرکبک منتقل شود و راندال اصرار داشت که تمام کارهای DNA باید در کینگز باقی بماند، گاسلینگ کپی هایی از عکس های پراش فرانکلین را به ویلکینز داد. در 28 فوریه 1953، واتسون و کریک احساس کردند که آنقدر مشکل را حل کرده اند تا کریک (در میخانه محلی) اعلام کند که "راز زندگی" را یافته اند.  با این حال، آنها می دانستند که باید مدل خود را قبل از اینکه مطمئن شوند تکمیل کنند.  نزدیکی تناسب به داده های تجربی از کینگ، تاییدی اساسی از ساختار بود. 

واتسون و کریک ساخت مدل خود را در 7 مارس 1953 به پایان رساندند، یک روز قبل از دریافت نامه ای از ویلکینز مبنی بر اینکه فرانکلین سرانجام در حال ترک است و آنها می توانند "همه دست ها را روی پمپ بگذارند".  این نیز یک روز پس از رسیدن دو مقاله A-DNA فرانکلین به Acta Crystallographica بود . به گفته برندا مدوکس ، زندگی نامه نویس فرانکلین، هفته بعد ویلکینز در 12 مارس برای دیدن مدل آمد و ظاهراً به گاسلینگ در بازگشت به کینگز اطلاع داد. 

یکی از بحرانی ترین و نادیده گرفته شده ترین لحظات در تحقیقات DNA این بود که چگونه و چه زمانی فرانکلین متوجه شد و پذیرفت که B-DNA یک مولکول مارپیچ دوگانه است. هنگامی که کلاگ برای اولین بار اسناد فرانکلین را پس از مرگش بررسی کرد، در ابتدا به این تصور رسید که فرانکلین تا زمانی که مدل کمبریج را نشناخت، از ماهیت دوگانه مارپیچ متقاعد نشده بود.  اما کلاگ بعداً پیش نویس اصلی نسخه خطی (مورخ 17 مارس 1953) را کشف کرد که از آنجا مشخص شد که فرانکلین قبلاً ساختار صحیح را حل کرده است. خبر مدل واتسون-کریک روز بعد، 18 مارس، نشان می دهد که فرانکلین خیلی دیرتر از زمانی که به بیرکبک نقل مکان کرده بود، از آن مطلع می شد. بررسی دقیق دفترچه یادداشت او نشان داد که فرانکلین قبلاً در فوریه 1953 به ساختار مارپیچ برای B-DNA فکر کرده بود، اما از تعداد رشته ها مطمئن نبود، زیرا او نوشت: "شواهدی برای مارپیچ 2 زنجیره ای (یا مارپیچ 1 زنجیره ای)."  نتیجه‌گیری او در مورد ماهیت مارپیچی آشکار بود، اگرچه او نتوانست سازماندهی کامل رشته‌های DNA را درک کند، زیرا احتمال دو رشته در جهت مخالف هم به ذهنش نمی‌رسید. 

در اواخر ماه فوریه، فرانکلین شروع به بررسی نشانه‌های رشته‌های دوتایی کرد، همانطور که اشاره کرد: "ساختار B با تئوری مارپیچ منفرد، حتی برای خطوط لایه‌های پایین همخوانی ندارد." به زودی متوجه شد که B-DNA و A-DNA از نظر ساختاری مشابه هستند،  و A-DNA را به عنوان "نسخه بدون پیچش" B-DNA درک کرد.  فرانکلین و گاسلینگ در 17 مارس دست‌نویسی پنج صفحه‌ای با عنوان «یادداشتی در مورد پیکربندی مولکولی تیمونوکلئات سدیم» نوشتند.  پس از شناخته شدن مدل واتسون-کریک، به نظر می رسد که تنها یک اصلاح (دست نویس) پس از تایپ بندی در انتهای متن وجود دارد که بیان می کند داده های آنها با مدل مطابقت دارد، [79] و به این صورت در سه گانه 25 آوریل 1953 Nature  شد .مقالات؛ تغییر دیگر حذف "یک یادداشت در" از عنوان است. 

همانطور که فرانکلین مارپیچ دوگانه را در نظر گرفت، او همچنین متوجه شد که ساختار به ترتیب دقیق بازها بستگی ندارد و خاطرنشان کرد که "تنوع بی‌نهایتی از توالی‌های نوکلئوتیدی برای توضیح ویژگی بیولوژیکی DNA ممکن است".  با این حال، او هنوز مکمل بودن جفت پایه - موفقیت کریک و واتسون در 28 فوریه، با تمام اهمیت بیولوژیکی آن را ندید . در واقع در این مرحله او هنوز ساختار صحیح پایه ها را نداشت، بنابراین حتی اگر تلاش می کرد، نمی توانست ساختار رضایت بخشی ایجاد کند.  همانطور که کاب و کامفورت (2023) خاطرنشان می کنند "او وقت نداشت تا این جهش های نهایی را انجام دهد، زیرا واتسون و کریک او را شکست دادند." 

چند هفته بعد، در 10 آوریل، فرانکلین به کریک نامه نوشت تا اجازه دهد مدل آنها را ببیند.  فرانکلین حتی پس از دیدن مدل واتسون-کریک تردید خود را نسبت به ساخت مدل های زودرس حفظ کرد و تحت تأثیر قرار نگرفت. گزارش شده است که او نظر داده است، "خیلی زیبا است، اما آنها چگونه می خواهند آن را ثابت کنند؟" به‌نظر می‌رسد فرانکلین به‌عنوان یک دانشمند تجربی، علاقه‌مند به تولید شواهد بسیار بزرگ‌تری قبل از انتشار مدل پیشنهادی است. بر این اساس، پاسخ او به مدل واتسون-کریک مطابق با رویکرد محتاطانه او به علم بود. 

کریک و واتسون مدل خود را در 25 آوریل 1953 در نیچر منتشر کردند و در مقاله‌ای ساختار دو مارپیچ DNA را تنها با یک پاورقی توصیف می‌کردند که «بر اثر دانش عمومی از مشارکت «منتشر نشده» فرانکلین و ویلکینز تحریک شده بود.  در واقع، اگرچه این حداقل حداقل بود، اما دانش کافی از داده‌های فرانکلین و گاسلینگ را داشتند که بر اساس آن مدل خود را پایه‌گذاری کنند. در نتیجه معامله‌ای که توسط دو مدیر آزمایشگاه انجام شد، مقالات ویلکینز و فرانکلین، که شامل داده‌های پراش پرتو ایکس آنها بود، اصلاح شد و سپس به عنوان دومین و سومین در همان شماره‌ی مقاله‌ای که به‌صورت نسخه‌ای از مدل وایورت پشتیبانی می‌کرد، منتشر شد. برای B-DNA. [ 103  بیشتر جامعه علمی چندین سال قبل از پذیرش پیشنهاد مارپیچ دوگانه تردید داشتند. در ابتدا عمدتاً متخصصان ژنتیک این مدل را به دلیل پیامدهای ژنتیکی آشکار آن پذیرفتند. 

در آوریل 2023، دانشمندان، بر اساس شواهد جدید، به این نتیجه رسیدند که روزالیند فرانکلین در فرآیند کشف DNA مشارکت‌کننده و «بازیگر برابر» بوده است، نه چیز دیگری که ممکن است متعاقباً پس از زمان کشف ارائه شده باشد.  یک موزیکال، با عنوان "مارپیچ دوگانه"، بر اساس مشارکت فرانکلین در کشف در 30 مه 2023 در تئاتر خیابان بی در شهر نیویورک افتتاح شد.

منابع 

اهالی ناتینگ هیل
پراش پرتو ایکس
خاک‌سپاری‌ها در گورستان یهودی ویلسدن
دانشگاهیان دانشگاه کینگز لندن
دانشمندان اهل انگلستان
دانشمندان زن اهل بریتانیا
دانشمندان زن سده ۲۰ (میلادی)
دانشمندان زن یهودی
دانشمندان زن
دانشمندان سده ۲۰ (میلادی) اهل انگلستان
دانشمندان شیمی‌فیزیک اهل انگلستان
دانشمندان شیمی‌فیزیک اهل بریتانیا
دانشمندان یهودی
دانش‌آموختگان دانشگاه کمبریج
درگذشتگان به علت سرطان تخمدان
درگذشتگان به علت سرطان در انگلستان
درگذشتگان ۱۹۵۸ (میلادی)
زادگان ۱۹۲۰ (میلادی)
زنان فیزیک‌دان
زیست‌شناسان اهل انگلستان
زیست‌شناسان زن اهل انگلستان
زیست‌شناسان مولکولی اهل انگلستان
شیمی‌دانان اهل انگلستان
شیمی‌دانان اهل بریتانیا
شیمی‌دانان زن اهل انگلستان
شیمی‌دانان زن
شیمی‌دانان سده ۲۰ (میلادی) اهل بریتانیا
شیمی‌دانان یهودی
فیزیک‌دانان اهل انگلستان
فیزیک‌دانان یهودی
ندانم‌گرایان اهل انگلستان
ندانم‌گرایان یهودی
یهودیان اهل انگلستان
دانشمندان زن بریتانیایی سده ۲۰ (میلادی)
آکادمیک‌های بیربک، دانشگاه لندن
دانش‌آموختگان کالج نیونهام، کمبریج