Όταν ο Francis Crick περιέγραφε το ‘κεντρικό δόγμα της Βιολογίας’…

Ο Crick μιλώντας το 1963 στο Συμπόσιο ‘Cold Spring Harbor Symposium’. Παρατηρήστε το σχέδιο του κεντρικού δόγματος πάνω στον πίνακα. Πηγή: Cold Spring Harbor Laboratory.

Στις 19 Σεπτεμβρίου του 1957 (το ημερολόγιο δείχνει πως ήταν Πέμπτη), γράφτηκε μία από τις πιο σημαντικές στιγμές της ιστορίας της Βιολογίας…

Ο Francis Crick (που λίγα χρόνια νωρίτερα – 25 Απριλίου 1953 – με την περίφημη δημοσίευση ‘A Structure for Deoxyribose Nucleic Acid‘ από κοινού με τον James Watson, είχαν αποκαλύψει τη δομή του DNA και είχαν προβλέψει πώς μάλλον πρέπει να γίνεται η αντιγραφή) στο University College London έδινε μία διάλεξη με τίτλο ‘Protein synthesis‘. Ήταν ένα συμπόσιο με τίτλο ‘Biological Replication of Macromolecules‘ της εταιρείας ‘Society for Experimental Biology‘. Η διάλεξη επεκτάθηκε και σε θέματα πέρα από τον τίτλο της, όπως είπε και ο Crick στην εισαγωγή θα μιλούσε επιπλέον και ‘για τα άλλα προβλήματα της μοριακής βιολογίας – αυτά της δράσης των γονιδίων και της σύνθεσης των νουκλεϊκών οξέων‘.

Ήταν ουσιαστικά μία διάλεξη για το ‘κεντρικό δόγμα της Βιολογίας‘, που όπως φαίνεται μέχρι τότε δεν ήταν απόλυτα κατανοητό. Αν και ήταν το σημαντικότερο μέρος της διάλεξης, Crick μίλησε και για άλλα θέματα: τη θέση του για της φύση της ζωής και της γενετικής πληροφορίας, την αναδίπλωση των πρωτεϊνών. Ταυτόχρονα έκανε και δύο σημαντικές και ακριβείς προβλέψεις:

• θα πρέπει να υπάρχει ένα μικρό μόριο προσαρμογέας (‘adaptor molecule’ – το γνωστό πια σε όλους μας tRNA) που θα μπορούσε να μεταφέρει αμινοξέα στις θέσεις της πρωτεϊνοσύνθεσης, και
• πιθανόν οι επιστήμονες να μπορούσαν να εξάγουν εξελικτικές πληροφορίες απλά συγκρίνοντας δεδομένα αλληλούχισης.

Όπως αρκετοί υποστηρίζουν, πριν από 60 χρόνια Crick “άλλαξε ολοκληρωτικά τη λογική της βιολογίας”.

Ας επιστρέψουμε στο κεντρικό δόγμα. Η περίπου μίας ώρας ομιλία του, δόθηκε σε κοινό με επιστήμονες από πολλά μέρη του κόσμου, μεταξύ των οποίων ήταν και ο Γάλλος μοριακός γενετιστής François Jacob. Όπως ο ίδιος αναφέρει για εκείνη τη διάλεξη:

“Tall, florid, with long sideburns, Crick looked like the Englishman seen in illustrations to 19th century books about Phileas Fogg or the English opium eater. He talked incessantly. With evident pleasure and volubly, as if he was afraid he would not have enough time to get everything out. Going over his demonstration again to be sure it was understood. Breaking up his sentences with loud laughter. Setting off again with renewed vigour at a speed I often had trouble keeping up with…Crick was dazzling.”

Το κείμενο της διάλεξης δεν υπάρχει. Αντί αυτού υπάρχει το 11000 λέξεων κείμενο που δημοσιεύθηκε το 1958 (Crick FHC. On protein synthesis; 1957. Manuscript. Cold Spring Harbor Laboratory Archives, SB/11/5/4), το οποίο ο Crick προετοίμαζε από τον Οκτώβριο του 1957. Στο εν λόγω κείμενο ο Crick, διστακτικός, προσπαθεί να προβλέψει το ρόλο του γενετικού υλικού στηριζόμενος σε αποδείξεις (μην ξεχνάμε πως μέχρι τότε δεν ήταν ευρύτερα αποδεκτό πως τα νουκλεϊκά οξέα σχετίζονται με την πρωτεϊνοσύνθεση, το 1957 τα ριβοσώματα ήταν γνωστά ως μικροσώματα με αβέβαιη δομή και λειτουργία, το mRNA ήταν αδιανόητο, θα ταυτοποιούταν το καλοκαίρι του 1960 και η ανακάλυψή του θα δημοσιευόταν το 1961):

I shall…argue that the main function of the genetic material is to control (not necessarily directly) the synthesis of proteins. There is a little direct evidence to support this, but to my mind the psychological drive behind this hypothesis is at the moment independent of such evidence.

Στη δημοσίευση του 1958 (η οποία μάλλον ήταν η πηγή και της διάλεξης του 1957) ο Crick παρουσίασε σχηματικά το κεντρικό δόγμα της Βιολογίας. Ήδη στις σημειώσεις του (ένα δισέλιδο με τίτλο ‘Ideas on protein synthesis‘, τον Οκτώβριο του 1956), παρουσιάζει αναλυτικά το κεντρικό δόγμα:

Αρχικό σχέδιο του Crick για το κεντρικό δόγμα της βιολογίας , από αδημοσίευτες σημειώσεις του 1956. Πηγή Wellcome Library, London.

Ο Crick το 1956 πιθανολογεί και την ενδεχόμενη απόδειξη δύο επιπλέον λειτουργιών, τη μεταφορά πληροφορίας από DNA σε πρωτεΐνες όπως και από RNA σε DNA (απέκλειε με οποιοδήποτε τρόπο μεταφορά πληροφορίας από πρωτεΐνες σε νουκλεϊκά οξέα).

Πολλοί στην κριτική τους θεωρούν πως είναι λάθος η επιλογή της λέξης ‘δόγμα’. Ο Crick αργότερα υποστήριξε πως ο ίδιος δεν είχε αρκετά καλή επίγνωση της λέξης ‘δόγμα’, ο Jacques Monod του εξήγησε τι ακριβώς σημαίνει. Όλοι όμως συμφωνούν πως αυτή η τριετία (1956-1957-1958) ήταν μία ακόμα παραγωγική περίοδο για τη ζωή του Crick, που άλλαξε την ιστορία της Βιολογίας.

Διαβάστε περισσότερο για το θέμα (για τις προβλέψεις του σχετικά με τα tRNAs και τις εξελικτικές σχέσεις) στο άρθρο ‘60 years ago, Francis Crick changed the logic of biology‘ (Cobb M, 2017, PLoS Biol 15(9): e2003243), από όπου προέρχονται και τα στοιχεία της ανάρτησης.