Posted in Blogs, Buiteblik, René Bohnen | Comments Off on Carina van der Walt. Hoe om ‘n framboos te pluk
Posted in Buiteblik | Comments Off on Leon Retief. Die DNS-sepie Episode 5
Posted in Buiteblik | Comments Off on Leon Retief. Die DNS-sepie Episode 4
Leon Retief. Die DNS-sepie Episode 3
Nude Descending a Staircase. Marcel Duchamp
DIE DNS-SEPIE EPISODE 3
“I have never seen Francis Crick in a modest mood.” So begin James Watson se beroemde (en tereg ietwat berugte) boek The Double Helix, waarmee hy heelwat mense die harnas ingejaag het – Watson het nie geskroom om te sê wat hy van mense, instansies of gebeure dink nie. Vir ‘n bietjie balans behoort Crick se kort semi-outobiografie, What Mad Pursuit, ook gelees te word.
Baie fisici was ontsteld oor hul vakgebied se aandeel in die menseslagting van WO2 en heelwat het hulle tot `n vreedsame veld soos biologie gewend. Een was Maurice Wilkins wat hom aangesluit het by John Randall se pas gestigte eenheid vir biofisika te King’s College, Londen, waar hy en sy doktorale student Raymond Gosling die enigste twee was wat oor DNS navorsing gedoen het. Dit was juis daar in King’s College waar `n ontsaglike deurmekaarspul ontstaan het – misverstande, botsende persoonlikhede, vergeetagtigheid en professionele jaloesie als in een pot geroer met dubbele porsies kerrie en rissies by. Glad nie so vreedsaam soos hulle gedink het nie…
Randall het Rosalind Franklin, ‘n briljante kristallograaf, gevra om by sy laboratorium aan te sluit en in ‘n brief aan haar verduidelik dat sy oor DNS navorsing moet doen. Hy het die voorwaardes van Franklin se aanstelling nooit met Wilkins bespreek nie en Wilkins self het eers dekades later van die brief bewus geword. Franklin het daar begin werk terwyl Wilkins met vakansie was en met sy terugkeer was hy verstom om te vind dat die nuwe aankomeling nie net navorsing doen oor die onderwerp wat hy as sy eie beskou het nie maar dat Gosling nou onder haar leiding werk. Nóg Randall nóg Wilkins het ooit oor die aangeleentheid met mekaar gepraat en die hele situasie is vererger deur Wilkins en Franklin se botsende persoonlikhede: Wilkins was taamlik depressief en het konflik ten alle koste vermy; Franklin kon mense dik die donner in maak sonder dat sy dit eers agterkom. Alhoewel beide briljant was het Franklin gou uitgevind haar kristallografiese vermoëns was beter as Wilkins s’n en ek kry die indruk dat sy hom so ietwat geminag het.
Wilkins het op grond van kristallografiese data begin vermoed dat DNS moontlik ‘n heliese struktuur mag hê. Toe hy Franklin daarvan vertel het sy hom woedend toegesnou dat hy nie haar data vir haar mag interpreteer nie. Om die vrede te probeer bewaar het Randall besluit dat Franklin en Wilkins op onderskeidelik die A- en B-vorms van DNS moet konsentreer. Dit het sake egter nie veel verbeter nie.
Intussen het Watson by Crick se kantoor in Cambridge se Cavendish Laboratorium ingetrek. Crick moes navorsing doen oor hemoglobien en Watson oor die tabakmosaïekvirus, maar beide het spoedig besef dat hulle ‘n belangstelling in DNS se struktuur het, waarskynlik omdat Wilkins en Crick vriende was en dikwels oor hierdie onderwerp gesels het.
In November 1951 het Franklin haar resultate aan ‘n vergadering van die King’s Collegegroep voorgedra. Haar data het daarop gedui dat DNS ‘n heliese struktuur mag hê en ook dat dit monoklinies mag wees – ‘n kristallografiese term wat beteken dat die molekuul rotasie-simmetrie moet besit en dat subeenhede, indien teenwoordig, in teenoorgestelde rigtings rondom mekaar moet wentel, soos Swenson in haar gedig geskryf het: “mounting while descending.”
Watson was teenwoordig maar sy kennis van kristallografie was op daardie stadium maar karig. Hy het nie als verstaan wat Franklin gesê het nie, geen aantekeninge gemaak nie en ook baie van haar voordrag vergeet toe hy die volgende dag met sy kantoormaat daaroor gepraat het. Al wat hy onthou het, so wil dit my voorkom, was dat Franklin ‘n heliese struktuur genoem het.
Begeester deur hierdie idee het hulle ‘n model van ‘n driedubbele heliks gemaak. Franklin het dit een kyk gegee en in vlamme afgeskiet – haar voordrag het juis getoon dat so ‘n struktuur nie moontlik was nie maar Watson het dit nie begryp nie. As hy die ander besonderhede van Franklin se praatjie onthou en aan Crick vertel het, sou hulle die struktuur heelwat vroeër ontrafel het. Die atmosfeer by King’s College was teen hierdie tyd so giftig dat Franklin besluit het om oor ‘n paar maande, teen die einde van 1952, na Birbeck College te versit en DNS te laat vaar.
Franklin het haar werk anders benader as die twee by Cavendish. Volgens haar moes die data lei tot die struktuur – dikwels ‘n heeltemal suksesvolle aanslag maar dit het haar tydelik op ‘n dwaalspoor gelei en sy het besluit dat die A-vorm nie helies kan wees nie. Watson en Crick se invalshoek was: Kom ons kyk of die strukture wat ons uitdink by die data pas.
Toe Randall verneem van Crick en Watson se werk was hy taamlik vererg en het gesorg dat sir Lawrence Bragg, die Cavendish Laboratorium se main konyn, ‘n stokkie in die twee se wiele steek. Crick het teruggekeer na hemoglobien en Watson na die tabakmosaïekvirus en hoe om kristallografie te bemeester. Hulle het egter aanhou dink oor DNS. Crick het geweet van die verhoudings tussen A:T en C:G wat ek voorheen genoem het en ‘n chemikus gevra om uit te werk of die basisse met mekaar kan verbind. Toe hy verneem dat dit wel die geval is het hy onmiddellik besef dat dit ‘n meganisme vir DNS-replikasie kan verskaf.
Franklin se resultate is opgesom in ‘n verslag wat in November 1952 aan die Britse Mediese Navorsingsraad verskaf is – essensieel was dit net ‘n duideliker samevatting van haar praatjie van November 1951. Een van die mense wat die verslag ontvang het was Max Perutz van Cambridge.
Linus Pauling, ‘n gedugte chemikus van die VSA (hy het in 1954 ‘n Nobelprys gekry) het intussen begin dink oor DNS en ook ‘n driedubbele heliks voorgestel – anders as dié van Watson en Crick maar ewe verkeerd. Trouens, dit was vir Pauling eintlik ‘n verleentheid, want sy molekule was nie eers ‘n suur nie terwyl die S in DNS tog “suur” beteken! ‘n Onverstaanbare fout deur ‘n briljante gees in die geskiedenis van chemie.
Dit het Bragg egter oorreed om hulle toe te laat om weer aan DNS te werk: Pauling het Bragg se laboratorium ‘n paar jaar tevore die loef afgesteek in ‘n wetenskaplike tydren om die α-heliese struktuur van keratien te ontrafel en Bragg wou nie weer die verloorder wees nie.
Watson het tydens ‘n besoek aan King’s sonder sukses probeer om Franklin te oortuig dat DNS helies moet wees en daarna by Wilkins se laboratorium ingeloer waar hy ‘n foto (foto 51) getoon is van DNS se B-vorm. Hierdie foto is deur Gosling geneem terwyl hy onder Franklin se toesig gewerk het maar dit was nou in Wilkins se besit omdat hy nou weer Gosling se studieleier was. Dit het vir maande in ‘n laai gelê sonder dat iemand daarna gekyk het. Watson het onmiddellik besef dat die X-vorm in die middel net op een ding kan dui: ‘n heliks.
In Cambridge het Perutz die King’s College-verslag aan Crick en Watson gewys. Dit het niks bevat wat Watson nie reeds die vorige jaar tydens Franklin se lesing gehoor (en vergeet en nie verstaan) het nie maar dit het Crick laat besef dat DNS twee inmekaarpassende dele het en nie drie nie. ‘n Kollega, Jerry Donohue, het hom daarop gewys dat hy die verkeerde vorms van die vier basisse gebruik het. Met die korrekte strukture het als mooi inmekaar gepas.
Intussen het Franklin, heeltemal op haar eie, ook tot die besef gekom dat DNS ‘n dubbele heliks moet wees en ook ander eienskappe begin ontrafel maar Watson en Crick het haar met ‘n kortkop geklop. Hulle het ‘n model gebou wat aan al die vereistes van die kristallografiese data voldoen het en Wilkins en Franklin uitgenooi om te kom kyk.
Watson, Crick en die dubbele heliks.
Die twee besoekers het dadelik besef dat hierdie die korrekte struktuur was. Daar is ooreengekom dat dit gepubliseer sou word met Watson en Crick as enigste skrywers terwyl die ondersteunende data van Franklin en Wilkins in ander (maar aparte) artikels met drukkersink sou kennis maak.
Hierdie werk het in 1962 aan Watson, Crick en Wilkins die Nobelprys vir medisyne en fisiologie besorg. Franklin is in 1958 aan ovariale karsinoom oorlede. Baie mense was en is van mening dat sy hierdie prys postuum met hulle moes deel – dit sou moontlik gewees het aangesien die statute van die Nobel komitee eers in 1974 sodanig gewysig is dat dit nie na iemand se dood toegeken mag word nie. Nadoodse toekennings was egter baie skaars – tot op daardie tydstip is dit net twee keer postuum toegeken.
Daar is ook bewerings gemaak dat Franklin se werk deur Watson en Crick gesteel is, wat glad nie die geval was nie. Dit is wel so dat sy moontlik nie bewus was tot watter mate hulle van haar data gebruik gemaak het nie – indien sy dit wel geweet het, het sy nooit enige tekens van ontevredenheid getoon nie. Trouens; sy en Crick het later groot vriende geword.
Watson het in The Double Helix geïmpliseer dat die verslag wat Perutz aan hom en Crick gewys het vertroulik was. Dit het Perutz baie ontstel, want hierdie dokument was openbare besit en vrylik beskikbaar aan enigeen wat dit wou lees. Voorts was die verslag bloot ‘n samevatting van Franklin se lesing, met die inhoud waarvan Watson nie verstaan het nie en baie van vergeet het. Daar is ook beweer dat Wilkins nie foto 51 aan Watson en Crick moes gewys het nie omdat dit deur Gosling geneem is terwyl hy onder Franklin se toesig gewerk het. Teen daardie tyd was Gosling, foto en al, egter weer onder Wilkins se toesig en het die foto dus aan Wilkins behoort. Gosling het inderdaad later gesê Wilkins was heeltemal geregtig daarop om sy foto aan Crick te wys.
Raymond Gosling is in 2015 oorlede en het min of meer in die vergetelheid verdwyn. Hy was wel een van die mede-ontwikkelaars van vaskulêre sonografie, steeds ‘n belangrike tegniek in die arsenaal van moderne medisyne.
Maurice Wilkins het Randall opgevolg as hoof van die eenheid by King’s College waar hy verdere werk oor die heliese struktuur gedoen het en is in 2004 oorlede.
James Watson is nou 89. Hy het relatief min verdere navorsing gedoen, hom later toegespits op die administrasie van navorsing en was vir twee jaar hoof van die Menslike-Genoomprojek van die National Institutes of Health, maar het bedank omdat hy gekant was teen die patentering van gene wat deur lede van hierdie en Craig Venter se projek bepleit is.
Dalk was Francis Crick nie nederig nie, maar om Winston Churchill oor Clement Attlee te parafraseer, hy het baie redes gehad om nie nederig te wees nie. Hy het later nog heelwat belangrike navorsing oor molekulêre genetika gedoen en hom daarna tot neurobiologie gewend waar hy eweneens aansien verwerf het. Hy is in 2004 oorlede aan kolonkarsinoom maar het nog op sy sterfdag afrondingswerk gedoen aan ‘n artikel wat hy oor sy navorsing wou publiseer.
That insensate rock dared dream of me,
And take to bursting out and burgeoning –
Oh long ago – yo ho! –
A-foot, a-wing, and shake the deeps with cries –
Oh, far away – yo-hay!
Posted in Buiteblik | Comments Off on Leon Retief. Die DNS-sepie Episode 3
(Hiermee die tweede aflewering van 6 waarin Leon Retief die beginsels waarop erflikheid berus ondersoek. Die aflewerings sal weekliks op Dinsdae verskyn – volg gerus die geskiedenis oor DNS in hierdie uiters interessante artikels! – Red.)
DIE DNS-SEPIE EPISODE 2
Die Habsburg lip
Die Oostenrykse fisikus Erwin Schrödinger (van kat-faam) het in 1933 die Nobelprys ontvang vir sy werk oor kwantumfisika. Daarna het hy poste by verskeie universiteite buite sy geboorteland beklee – meestal kortstondig, onder andere omdat sy ietwat eienaardige huishouding, ‘n (hopelik gelukkige) ménage à trois, tesame met die feit dat hy nie sy hande van ander vroue kon afhou nie, wenkbroue laat lig en selfs aktiewe antagonisme ontlok het.
Later het hy ‘n professoraat by die universiteit van Graz aanvaar maar kort na die Anschluss het hy tereg so bedreig gevoel dat hy Oostenryk inderhaas verlaat het sonder om eers sy Nobel-medalje saam te neem. Die Ierse premier Éamon de Valera het hom ‘n pos aangebied by Dublin se pas gestigte Instituut vir Gevorderde Studie. Hierdie keer het hy darem net sy eggenote saamgeneem.
Schrödinger het blykbaar ‘n kat genaamd Milton gehad. Ek het dikwels gewonder wat van die dier geword het – is dit in Graz agtergelaat, saamgeneem na Dublin of was dit gelyktydig in sowel Dublin as Graz? Ons sal nooit weet nie…
‘Twas quantized and the de Broglie waves
Did fade and fission on the glade:
All uncertain were the baryons,
And the mesons decayed.
“Beware the Schrödinger, my son!
The waves that crash, the scales that meter:
Beware the Heisenberg, and shun
The luminiferous ether!”
He took his HP sword in hand:
Long time the eigenstates he sought –
So rested he by the Fourier tree,
And stood in philosophic thought.
And as metaphysics befogged his brain,
The Schrödinger, with initial conditions,
Came tunneling through the complex plane,
And radiated as it transitioned!
Equate, equate, and calculate!
The Hewlett Packard went click-click-clack!
He left it solved, its states resolved,
And went propagating back.
“And hast thou answered the Schrödinger?
Come to my blackboard, my wondrous boy!
O Feynman day! O Faraday!”
He wrote lecture notes in his joy.
In ‘n kort reeks lesings in Dublin, later uitgebrei en in boekformaat uitgegee as What is Life, het Schrödinger bespreek hoe fisika lig kan werp op biologie. Soos ander wetenskaplikes was hy beïndruk deur die feit dat chromosome oor generasies heen meestal akkuraat kan dupliseer en het hy die voorbeeld van die Habsburg-familie se prognatiese onderkaak, wat oor geslagte gestrek het, gebruik om dit te illustreer. Hy het verkeerdelik bereken dat ‘n geen uit hoogstens sowat ‘n duisend atome bestaan maar dit het volgens die beginsels van kwantumfisika impliseer dat gene nie sulke stabiele gedrag kan vertoon nie.
Dit het hom genoop om met ‘n ander verklaring vorendag te kom: “…(chromosomes) contain in some kind of code-script the entire pattern of the individual’s future development and of its functioning in the mature state.” Hy het verder voorgestel dat ‘n geen ‘n eendimensionele, aperiodieke, nie-repeterende kristal moet wees en dat die kode juis in die nie-repeterende aard van die geen gevestig moet wees, so nie sou dit nie vir al die verskillende fasette van erflikheid kon kodeer nie.
Schrödinger was die eerste persoon wat in die openbaar van gene as kodes gepraat het alhoewel hy na die beste van my wete nooit die woord “informasie” in hierdie konteks gebruik het nie. Die boek is meestal gunstig ontvang en dit was tot onlangs nog in druk, moontlik is dit nog steeds. Paradoksaal genoeg, al het dit ‘n hele generasie bioloë geïnspireer het sy argumente aanvanklik min invloed op daaropvolgende navorsing gehad – selfs sy idee van ‘n geen as ‘n “code-script” het vir ‘n lang tyd nie die sienswyse van latere bioloë betekenisvol beïnvloed nie.
Niemand het egter nog geweet wat die aard van die stof of stowwe is wat erflikheid dra en oordra nie, nog minder hoe dit betrokke is by die kleurvolle en bekoorlike rykdom van voorkoms, gedrag en metabolisme.
did among his bowls that a deep-sea coral
Navorsing oor DNS en RNS het mettertyd meer lig begin werp op die samestelling van hierdie verbindings. Kortweg gestel, daar is gevind dat die DNS van enige gegewe spesie gelyke hoeveelhede A:T en G:C bevat, RNS weer op sy beurt gelyke hoeveelhede A:U en G:C. DNS dra die informasie wat nodig is om proteïene en RNS te sintetiseer, een van RNS se belangrikste take is om informasie na die ribosome te vervoer waar proteïene gesintetiseer word. Hierdie nukleïensuur is egter ‘n aparte bespreking werd en ek gaan geen verdere aandag daaraan gee nie.
Bioloë het meer belang gestel in wat gene doen as in waaruit hulle bestaan en hul reaksie op bogenoemde kennis was: Big whoop (skouerophaling), hierdie verbindings is te eenvoudig om die kompleksiteit van erflikheid te kan hanteer. Die algemene opinie was byna sonder uitsondering dat gene proteïene moet wees en as ek in daardie tydperk navorsing gedoen het instede van jare later sou ek ook so gedink het – proteïene kan geweldige komplekse molekules wees, daar is derduisende van hulle en dit was na my mening ‘n heeltemal redelike aanname.
Aannames sonder data beteken egter niks, en dan moet daardie data nog korrek wees. Wendell Stanley het in 1936 die tabakmosaïekvirus gekristalliseer en dit beskryf as ‘n proteïen. Hy het in 1946 vir hierdie werk die Nobelprys ontvang. Navorsing deur ander wetenskaplikes het later getoon dat sy monsters deur mikroskopiese hoeveelhede RNS besmet was en dat hierdie virus se genetiese materiaal hoegenaamd nie uit proteïene bestaan nie maar uit RNS. Voordat hierdie glipsie vasgestel is het sy werk egter baie bygedra tot teenstand teen die bevindings van ‘n kort, kaalkop, eksentrieke mikrobioloog by die Rockefeller Instituut Hospitaal in New York.
Die teruggetrokke Oswald Avery het die gewoonte gehad om sy oë toe te maak en met een hand oor sy pankop te vrywe wanneer hy oor iets gesels. Sy persoonlike laboratorium was ingerig in die vorige kombuis van ‘n saal vir siekes – nie die eerste of die laaste keer dat opsienbare ontdekkings in so ‘n eenvoudige omgewing gemaak word nie.
Sy spesifieke belangstelling was in die pneumokokkus bakterie wat, soos die naam aandui, pneumonie kan veroorsaak. Dit was reeds bekend dat sommige bakterieë se virulensie afhanklik is van die struktuur van hul kapsels: S (smooth) was dodelik, R (rough) was nie en hierdie gogga was geen uitsondering nie. Avery en ‘n paar medewerkers het gevind dat die S-vorm hul virulensie aan die R-vorm kan oordra deur middel van wat hy ‘n transformerende faktor genoem het. Artikels oor sy navorsing wat hy in die vroeë tot middel 1940’s gepubliseer het, het getoon dat hierdie faktor uit DNS bestaan, nie uit proteïene of RNS nie.
Sy resultate het heelwat teenstand ontlok, veral van Alfred Mirsky wat in dieselfde gebou gewerk het en beskou is as die voorste kenner van die vyf basisse (A, T, G, U en C) wat deel uitmaak van DNS en RNS. Mirsky het herhaaldelik en aanhoudend daarop gehamer dat Avery nie seker kon wees dat sy transformerende faktor geheel en al geen proteïene bevat het nie en sy opinie het baie gewig gedra, veral onder daardie bioloë wat nie veel van chemie geweet het nie. Avery kon destyds inderdaad nie so iets beweer nie maar nadat ander navorsers sy resultate in ander organismes bevestig het en Avery al meer oortuigende bevindings gepubliseer het moes Mirsky later teësinnig toegee dat Avery reg is.
Alhoewel hierdie ‘n reuse stap vorentoe was het daardie bioloë wat hulle op genetika toegespits het en die chemiese aspek so ietwat verwaarloos het nie die implikasies van Avery se ontdekking besef nie. Max Delbrück was, soos altyd, brutaal reguit: “…when people began to realise that it might be DNA, that wasn’t really so fundamentally a new story, because it just meant that genetic specificity was carried by some goddamn other macromolecule, instead of proteins.”
Avery het in 1948 afgetree. Hy is etlike kere vir die Nobelprys benoem – wat hy dubbel en dwars verdien het – maar is in 1955 oorlede sonder om daardie erkenning te ontvang. In 1949 het die New York Times berig dat ‘n navorser by die Rockefeller Instituut ontdek het dat gene ten minste ten dele bestaan uit “desoxyribonucleic acid” soos dit destyds genoem is. Die naam van die wetenskaplike? Alfred Mirsky…
Ek weet nie wat Avery hiervan gedink het nie. Soos enige wetenskaplike sou hy sekerlik erkenning vir sy werk wou gehad het, maar gegewe wat ek oor sy geaardheid kon vasstel het hy waarskynlik maar net sy skouers opgehaal en voortgegaan met die laaste paar jaar van sy lewe, wat hy deurgebring het by sy broer, wat ook ‘n mikrobioloog was. Sy naam het na sy dood vir ‘n lang tyd grootliks in vergetelheid verval. Dit is nou maar eenmaal in die natuurwetenskappe dikwels so dat dit feite is wat onthou en aan studente geleer word terwyl die name van die ontdekkers daarvan baie keer nie genoem word nie. Dis soos om te praat van “Winternag” en Eugene Marais se naam te verswyg.
Let it be forgotten for ever and ever –
Gelukkig het wetenskaplikes darem later besef dat Avery nie die eer ontvang het wat hom toegekom het nie. Wendell Stanley was een en het in 1970 die volgende geskryf: “I have searched my memory and have failed to find any really extenuating circumstances for my failure to recognize the full significance of the discovery of transforming DNA.”