فرنسيس كريك
البحث > 1951-1953: بنية الحمض النووي

في عامي 1951 و1952، بجانب وليام كوهران/William Cochran وفلاديمير فاند/Vladimir Vand، ساعد كيرك في تطوير النظرية الحسابية لانعراج الأشعة السينية من خلال الجزيء الحلزوني. تطابقت النتيجة النظرية بشكل جيد بيانات أشعة اكس للبروتينات التي تحتوي تسلسلات الأحماض الامينية في ملائمة/تكييف حلزون ألفا/alpha helix.بينت نظرية الانعراج الحلزوني أيضاً أنها مفيدة لفهم بنية الحمض النووي.
أواخر عام 1951، بدأ كيرك بالعمل مع جيمس واتسون/James Watson في مخبر كافانديش في جامعة كامبريدج، انكلترا. باستعمال «الصورة 51»(نتائج انعراج أشعة اكس لروزاليند فرانكاين/Rosalind Franklin وطالبها المتخرج ريموند غوسلينغ/Raymond Gosling من كلية كينج في لندن، 
المعطاة لهم من خلال زميل غوسلينغ وفرانكلين ويلكنز) طور واتسون وكيرك معاً نموذج للبنية الحلزونية للحمض النووي، والتي نشراها عام 1933. من أجل هذا العمل المتعاقب كُرما معاً بجائزة نوبل في علم وظائف الأعضاء أو الطب عام 1962 مع ويلكينز.
عندما أتى واتسون إلى كامبريدج، كان كيرك طالب متخرج في سن 35(بسبب عمله خلال فترة الحرب العالمية الثانية) وواتسون كان في سن 23 فقط، ولكنه حاز مسبقا على شهادة الدكتوراه. تشاركا الاهتمام في المشكلة الأساسية بكيفية فهم تخزين المعلومات الجينية/الوراثية في الشكل الجزيئي. تحدث واتسون وكيرك بلا نهاية عن الحمض النووي والفكرة القائلة بانه من الممكن تخمين نموذج جزيئي جيد لبنية الحمض النووي. أتى جزء رئيسي من المعلومات المشتقة تجريبياً من صور انعراج أشعة اكس التي حصل عليها ويلكينز وفرانكلين وغوسلينغ. في تشرين الثاني عام 1951، أتى ويلكينز إلى كامبريدج وشارك بياناته مع واتسون وكريك. توصل كلاً من الكساندر ستوك/Alexander Stokes (خبير أخر في نظرية الانعراج الحلزوني) وويلكينز (كلاهما من كلية كينج) إلى الاستنتاج أن بيانات انعراج أشعة اكس للحمض النووي أشارت إلى أن الجزيء يملك بنية حلزونية، لكن فرانكلين خالفت بشدة هذا الاستنتاج.
محفزين بنقاشاتهم مع ويلكينز وما تعلمه واتسون من خلال حضور نقاش أعطته فرانكلين عن عملها في الحمض النووي، انتج كريك وواتسون وعرضا أول نموذج خاطئ عن الحمض النووي. تسرعهم لإنتاج نموذج لبنية الحمض النووي كان مدفوعاً جزئيا بمعرفة انهم ينافسون لينوس باولينغ/Linus Pauling. وبالنظر إلى نجاح باولينغ الاخير باكتشاف حلزون الفا/ Alpha helix، فقد خشوا أن باولينغ ربما يكون أيضاً الأول في تحديد بنية الحمض النووي.
تكهن الكثيرون بما كان سوف يحدث لو أن باولينغ كان قادراً على السفر إلى بريطانيا كما كان مخططاً له في أيار عام 1952. وكما كان، فأن نشاطاته السياسية كانت السبب في تقييد حكومة الولايات المتحدة لسفره ولم يزر المملكة المتحدة حتى وقت لاحق، حيث لم يلتق بأي باحث في مجال الحمض النووي في إنكلترا. على أية حال، كان باولينغ مشغولاً في البروتينات في ذلك الوقت وليس في الحمض النووي. لم يكن واتسون كريك يعملان رسمياً على الحمض النووي. كان كريك يكتب أطروحة الدكتوراه خاصته، وكان لدى واتسون عمل آخر مثل محاولة الحصول على بلورات من الميوغلوبين لتجارب انعراج أشعة اكس. في عام 1952، نفذ واتسون انعراج أشعة اكس على tobacco mosaic virus ووجد نتائج تشير لامتلاكها بنية حلزونية. وبسبب فشلهما مرة، كان كريك وواتسون رافضان أن يحاولا مجدداً ولفترة كان ممنوعاً أن يقوما بالمزيد من الجهود لإيجاد نموذج جزيئي للحمض النووي. كان فهم روزاليند فرانكلين للكيمياء الأساسية على جانب كبير من الأهمية لجهود واتسون وكريك في بناء النموذج والذي أشار إلى أن الفوسفات المحبة للماء المحتوات على سلاسل النوكليوتيدات من الحمض النووي يجب أن توضع بحيث تتفاعل مع جزيئيات الماء خارج الجزيء بينما القواعد الكارهة للماء يجب أن توضع داخل النواة. شاركت فرانكلين هذه المعرفة الكيميائية مع واتسون وكريك عندما أشارت إلى أن أنموذجهم الأولي (من عام 1951، مع الفوسفات في الداخل) كان خاطئا بشكل واضح.
وصف كريك أنما رآه كفشل ويلكينز وفرانكلين في التعاون والعمل باتجاه ايجاد نموذج جزيئي للحمض النووي كان سبباً رئيسياً لقيامه وواتسون أخيراً بمحاولة ثانية للقيام بذلك. طلبوا وتلقوا الإذن للقيام بذلك من كلا ويليام لاويرانس براغ/ William Lawrence Bragg وويلكينز. من أجل بناء نموذجهم للحمض النووي، استفاد واتسون وكريك من المعلومات من صور انعراج أشعة اكس الغير منشورة لفرانكلين بما في ذلك الحسابات الأولية لنتائج/صور أشعة اكس المضمنة في تقرير تقدم مكتوب لمختبر كلية كينج لسيرجون رولاند أواخر عام 1952.
إنها مسألة نقاش فيما إذا كان يجب على واتسون وكريك امتلاك دخول لنتائج فرانكلين دون معرفتها أو إذنها، وقبل أن تملك الفرص لأن تنشر بشكل رسمي نتائج تحليلها المفصل بيانات انعراج اشعة اكس والتي ضُمنت في التقرير المكتوب. ومع ذلك وجد واتسون كريك خطأ في تأكيدها الثابت بأن" طبقا لبياناتها، البنية الحلزونية لم تكن فقط الشكل الممكن الوحيد للحمض النووي، لذلك كان لديهم معضلة. وفي محاولة لتصنيف هذه المشكلة، نشر ماكس فيريناند بروتوز لاحقا ما كان موجوداً في التقرير، وبمح إلى أنلم يكن هناك شيئاً في التقرير حتى أن فرانكلين لم تقل شيئاً في حديثها أواخر عام 1951. أكثر من ذلك، فسر بروتوز أن التقرير كان للجنة مجلس الأبحاث الطبي والتي شكلت من أجل "تأسيس اتصال بين المجموعات المختلفة للناس العاملين في المجلس" مختبرات رولاند وبروتوز كانت ممولة من قبل مجلس الأبحاث الطبي (MRC).
ًصورة توضح كيف أن الفوسفات هو العمود الرئيسي لجزء DNA