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1953年、ジェームズ・ワトソンとフランシス・クリックという2人の科学者が記念碑的なパズルを解きました。彼らは、デオキシリボース核酸と呼ばれる分子の構造を発見した-またはほとんどの人が知っているように-DNA。人間を含むほとんどすべての生物は、遺伝子をパッケージングしてコピーするためにDNAに依存しています。科学者は1953年以前にこれを疑っていましたが、彼らはDNAがそれ自体をコピーしたか、遺伝情報をパッケージ化したかをまだ知りませんでした。 DNAがそれ自体を分割してコピーする能力の鍵は、ワトソンとクリックのブレークスルーの鍵でした：塩基対の発見。
TL; DR（長すぎる;読まなかった）
ジェームズ・ワトソンとフランシス・クリックは、段ボールの切り抜きを使用してモデルを開発し、試行錯誤を通じて塩基対を偶然発見するのに役立ちました。
DNAの構造
DNA二重らせんモデルを、糖リン酸と呼ばれる化合物でできたフレームを持つねじれたはしごとして想像してください。はしごのラングは、ヌクレオチドまたは塩基と呼ばれる化合物で構成されています。 DNA分子には、アデニン、シトシン、グアニン、チミンの4つの塩基があります。ラダーの各ラングでは、4つのヌクレオチドのうち2つが水素結合で結合します。これらは塩基対です。 DNA分子内の塩基対の特定の配列は、遺伝的特性の違いを説明するものです。
ロザリンド・フランクリンとダブル・ヘリックス
WatsonとCrickがDNA構造を研究している間に、ロザリンドフランクリンという科学者がDNAのX線写真を撮る成功した方法を開発しました。彼女の画像は、分子の中心に十字形を作る2本の垂直線を明らかにしました。フランクリンはキングスカレッジで職を辞めたとき、モーリスウィルキンスという同僚と写真を残しました。すぐ後に、ウィルキンスはこれらのアイテムをワトソンとクリックに渡しました。ワトソンはフランクリンの写真を見るとすぐに、十字形がDNA分子が二重らせんでなければならないことを理解しました。しかし、彼らのブレークスルーは完全にはほど遠いものでした。
ベースペアリングの偶然の発見
ワトソンとクリックは、DNAに4つの塩基が含まれており、二重らせん形状を作成するために何らかの方法で互いに結合していることを知っていました。それでも、彼らは、滑らかで歪みのないDNAのモデルを概念化するのに苦労しました-生化学的に意味のあるものです。ワトソンは、ベースの段ボールの切り抜きを構築し、考えられる構造を想像するのに役立つように、それらをテーブルに再配置するのに時間を費やしました。ある朝、ピースを動かして、彼は意味のあるベースの配置につまずいた。数年後、Crickはこの極めて重要な瞬間を「論理ではなく、偶然によるもの」として説明しました。
研究者は、アデニンとチミンが互いに結合すると、シトシンとグアニンのペアで作られたラングと正確に同じ長さのラダーラングを形成することに気付きました。すべてのラングがこれらの2つのペアのいずれかで構成されている場合、それらはすべて同じ長さであり、ワトソンとクリックが実際の分子に存在できないと知っていた二重らせんのひずみと膨らみを防ぎます。
DNA複製
WatsonとCrickは、DNA複製の塩基対の重要性も認識しました。二重らせんは複製中に2つの別々のストランドに「解凍」され、各塩基対を分割します。その後、DNAは新しいストランドを構築して、元の分離された各ストランドに結合し、元の二重らせんと同じ2つの分子を生成できます。
ワトソンとクリックは、4つの塩基のそれぞれが他の1つの塩基としか結合できない場合、DNA分子は複製中に素早く自身をコピーできると推論しました。 Nature誌での調査結果に関する1953年の出版物では、「…1つの鎖の塩基配列が与えられると、もう1つの鎖の配列が自動的に決定されます。」と書かれました。生命科学の分野で、遺伝学、医学、進化生物学などの研究分野での無数の進歩を担当しています。