اكتشاف الحمض النووي

 

 كيف تم اكتشاف الحمض النووي لأول مرة ومن اكتشفه؟

 من المفاهيم الخاطئة الشائعة أن جيمس واتسون وفرانسيس كريك اكتشفوا الحمض النووي في خمسينات القرن الماضي.  في الواقع، تم اكتشاف الحمض النووي قبل عقود. من خلال متابعة أعمال الرواد قبلهم ، تمكن جيمس و فرانسيس من التوصل إلى استنتاجهما الرائد حول بنية الحمض النووي في عام 1953.

لكن، تبدأ قصة اكتشاف الحمض النووي في القرن التاسع عشر.

جزيء الحياة

 تم التعرف على الجزيء المعروف الآن باسم DNA لأول مرة في ستينيات القرن التاسع عشر بواسطة كيميائي سويسري يُدعى يوهان فريدريش ميشر Johann Friedrich Miescher. 

 شرع يوهان في البحث عن المكونات الرئيسية لخلايا الدم البيضاء ، وهي جزء من جهاز المناعة في الجسم.  المصدر الرئيسي لهذه الخلايا كانت عبارة عن ضمادات مغلفة بالصديد تم جمعها من عيادة طبية قريبة.

أطلق يوهان على هذه المادة الغامضة اسم "نوكلين".  دون علمه ، اكتشف يوهان الأساس الجزيئي لكل أشكال الحياة - الحمض النووي.

أجرى يوهان تجاربه باستخدام المحاليل الملحية لفهم المزيد عن مكونات خلايا الدم البيضاء.  لاحظ أنه عندما أضاف حامضا إلى محلول الخلايا ، تكونت مادة مفصولة عن المحلول، ثم تذوب هذه المادة مرة أخرى عند إضافة مادة قلوية.  عند فحص هذه المادة، أدرك أن لها خصائص غير متوقعة تختلف عن خصائص البروتينات الأخرى  كان على دراية به.  أطلق يوهان على هذه المادة الغامضة اسم "نوكلين" ، لأنه اعتقد أنها أتت من نواة الخلية. دون علمه، اكتشف يوهان الأساس الجزيئي لكل أشكال الحياة - الحمض النووي DNA.  ثم شرع في إيجاد طرق لاستخراجها في شكلها النقي.

كان يوهان مقتنعًا بأهمية النوكلين واقترب جدا من الكشف عن دوره، على الرغم من الأدوات والأساليب البسيطة المتاحة له.  ومع ذلك ، فقد افتقر إلى المهارات اللازمة للتواصل والترويج لما وجده للمجتمع العلمي الأوسع.  كان دائما منشد الكمال، فقد تردد لفترات طويلة بين التجارب قبل أن ينشر نتائجه في عام 1874. قبل ذلك، ناقش النتائج التي توصل إليها في المقام الأول في رسائل خاصة إلى أصدقائه.  نتيجة لذلك، مرت عقود عديدة قبل أن يحظى اكتشاف يوهان فريدريش ميشر بتقدير كامل من قبل المجتمع العلمي.

 لسنوات عديدة ، استمر العلماء في الاعتقاد بأن البروتينات هي الجزيئات التي تحتوي على كل المواد الجينية.  لقد اعتقدوا أن النوكلين ببساطة ليس معقدا بما يكفي لاحتواء جميع المعلومات اللازمة لتكوين الجينوم.  من المؤكد أن نوعا واحدا من الجزيئات لا يمكن أن يفسر كل التباين الملحوظ داخل الأنواع.

اللبنات الأساسية الأربعة للحمض النووي:

 البريشت كوسيل Albrech kossel كان عالم كيمياء حيوية ألماني حقق تقدما كبيرا في فهم اللبنات الأساسية للبناء النووي.

عزل ألبريشت كوسيل القواعد النوكليوتيدية الخمس التي تشكل اللبنات الأساسية للحمض النووي DNA والحمض النووي الريبي RNA: الأدينين والسيتوسين والجوانين والثيمين واليوراسيل.

في عام 1881، حدد ألبريشت النوكلين على أنه الحمض النووي و قدم اسمه الكيميائي الحالي ، الحمض النووي الراسبوزي منقوص الاكسجين DNA. كما أنه عزل النوكليوتيدات الخمسة - القواعد التي هي اللبنات الأساسية للحمض النووي والحمض النووي الريبي: الأدينين A ، السيتوسين C، الجوانين G ، الثايمين T واليوراسيل U. تمت مكافأة هذا العمل في عام 1910 عندما حصل على جائزة نوبل في علم وظائف الأعضاء أو الطب.

نظرية الكروموسوم في الوراثة.

 في أوائل 1900s، أعاد إعادة اكتشاف عمل غريغور مندل وأفكاره حول مبادئ التوريث، حيث بدأت الابحاث في تقديرها بشكل صحيح. ونتيجة لذلك، بدأ فيض من البحوث في محاولة إثبات او دحض نظرياته من كيفية توريث الخصائص الفيزيائية من جيل الى اخر. 

في منتصف القرن التاسع عشر، اكتشفت والثر فليمنغ  Walther Flemming، وهو عالم تشريح ألماني، هيكل ليفي داخل نواة الخلايا. اسمى هذا الهيكل "كروماتين"، ولكن ما كان قد اكتشفه فعلا هو ما نعرفه الآن باسم الكروموسومات. من خلال مراقبة هذا الكروماتين، والثر عمل بشكل صحيح عن كيفية انفصال الكروموسومات خلال انقسام الخلايا، والمعروف أيضا باسم الانقسام المتساوي mitosis.

قدم والتر ساتون وثيودور بوفيري لأول مرة فكرة أن المادة الجينية التي تنتقل من الأب إلى الطفل موجودة داخل الكروموسومات.

تم تطوير نظرية الكروموسوم للوراثة بشكل أساسي من قبل والتر ساتون وثيودور بوفيري.  قدموا أولا فكرة أن المادة الجينية التي تنتقل من الأب إلى الطفل موجودة داخل الكروموسومات. عملهم ساعد في شرح نظم التوريث و الوراثة و الأنماط التي لاحظها جريجور مندل قبل أكثر من قرن من الزمان.

والتر ساتون (يسار) وثيودور بوفيري (يمين)

 ومن المثير للاهتمام أن والتر ساتون وثيودور بوفيري كانا يعملان بشكل مستقل خلال أوائل القرن العشرين. درس والتر كروموسومات الجندب، بينما درس ثيودور أجنة الدودة.  ومع ذلك، فقد اجتمع عملهم في اتحاد مثالي ، جنبا إلى جنب مع النتائج التي توصل إليها عدد قليل من العلماء الآخرين ، لتشكيل نظرية الكروموسوم للوراثة.

بناءً على النتائج التي توصل إليها والثر فليمنج مع الكروماتين، قدم عالم الأجنة الألماني ثيودور بوفيري الدليل الأول على أن الكروموسومات الموجودة في خلايا البويضة والحيوانات المنوية مرتبطة بالخصائص الموروثة.  من خلال دراساته حول جنين الدودة المستديرة، توصل أيضا إلى أن عدد الكروموسومات أقل في خلايا البويضات والحيوانات المنوية مقارنة بخلايا الجسم الأخرى.

 توسع والتر ساتون في ملاحظة تيودور من خلال عمله مع الجندب. وجد أنه من الممكن التمييز بين الكروموسومات الفردية التي تمر بالانقسام الاختزالي او المنصف  في خصيتي الجندب، ومن خلال ذلك، تعرف بشكل صحيح على كروموسومات الجنس. 

في البيان الختامي لورقته البحثية عام 1902 لخص نظرية الكروموسومات للوراثة على أساس هذه المبادئ:

 • تحتوي الكروموسومات على المادة الوراثية.

• تنتقل الكروموسومات من الأب إلى الأبناء.

 • توجد الكروموسومات في أزواج في نواة معظم الخلايا (خلال الانقسام الاختزالي، تنفصل هذه الأزواج لتشكل خلايا ابنة).

 • أثناء تكوين الحيوانات المنوية وخلايا البويضات عند الرجال والنساء ، على التوالي ، يتم فصل الكروموسومات.

• يساهم كل والد بمجموعة واحدة من الكروموسومات في نسله.

شكرا للمتابعة