Rosalind Franklin ve Biyolojiye Katkıları
Rosalind Elsie Franklin DNA, virüs, kömür ve grafitin yapılarının anlaşılmasında büyük katkılar sağlayan önemli bir bilim insanıdır. DNA çalışmaları üzerinde önemli katkıları olduğu da bilinen bir gerçektir.
Franklin olağanüstü skolastik yetenekler sergileyen bir çocuktu. Altı yaşındayken, Batı Londra'da özel bir gündüz okulunda okuyan Norland Place School'daki kardeşi Roland'a katıldı. Ayrıca kriket ve hokeye bir ilgisi vardı. Dokuz yaşındayken, bir yatılı okul olan Sussex'te Genç Bayanlar Lindores Okulu’na girdi. Okul sahil kenarındaydı ve ailesi hassas sağlık için iyi bir ortam istedi. Londra'da, fizik ve kimyayı öğreten birkaç kız okulundan biri olan St Paul'un Kız Çocuk Okulu'na (West London) gittiğinde on bir yaşındaydı. St Paul'da bilim, Latin, ve spor dallarında başarı gösterdi. Ayrıca Almanca öğrendi ve sonraki yıllarda diğer bir dil olarak Fransızca’yı öğrenmeye başladı
Rosalind Elsie Franklin İngiltere'de bulunan kız okulları ( Norland Place’deki Sussex'te Genç Bayanlar Lindores Okulu ve Londra'daki St Paul's Kız Okulu'nda) içinde fizik ve kimya eğitimi veren nadir okullardan birinde zekası, çalışkanlığı ve bilgisiyle ön plana çıkmıştır. Daha sonraki yıllarda Rosalind Franklin, 1938 yılında Cambridge'de bulunan Newnham Koleji'ne girmeyi başarmış. Bu okulda fiziksel kimya öğrenimini tamamladıktan sonra 1941'de mezun olmuştur. İlerleyen yıllarda İngiltere ve Fransa'da bilimsel araştırmalarına başlamıştır.
1947'de, Laboratoire Central des Services Chimiques de l'Etat'ta Jacques Mering'in bünyesinde post-doktora araştırmacı olarak Paris'e gitti ve burada başarılı bir X-ışını kriptocusu oldu.
En çok Watson ve Crick'in DNA'nın yapısını keşfetmelerinden önce yaptığı X-ışını kırınımı çalışmalarıyla ve öne sürdüğü hipotezlerle tanınmıştır. Daha sonra ise tütün mozaik virüsü ve polio virüsler için yaptığı araştırmalarla dikkat çekmiştir.
"DNA'nın nesiller arasında genetik aktarımların yapıldığı en temel ünite olduğu biliniyordu, ancak çok küçük olduğundan doğrudan görülmesi mümkün değildi ve molekülün bu aktarımı nasıl gerçekleştirdiği açıklanamıyordu."
DNA yapısının anlaşılmasında büyük katkılarda bulunan İngiliz biyofizikçi ve kristallografçıdır. DNA'nın X-ışını kırınım görüntüleri, özellikle Fotoğraf-51 adlı çalışmanın sonuçları DNA'nın yapısının keşfi için kilit bulgu olmuştur.
Şubat 1953'te Cambridge Üniversitesi'ndeki Cavendish Laboratuvarının Francis Crick ve James Watson, King'deki her iki takımın verilerine benzer verileri kullanarak B DNA formunun bir moleküler modeli oluşturmaya başlamışlardı. Verilerinin büyük kısmı doğrudan Wilkins ve Franklin tarafından King'in yaptığı araştırmalardan elde edilmiştir. Franklin'in araştırması Şubat 1953'te Birkbeck'e taşınmadan önce tamamlanmıştı ve bu araştırmanın verileri kritikti. Alfa heliks yapısının 1951'de Linus Pauling tarafından aydınlatılmasında model kurma başarıyla uygulanmıştı. Franklin, model yapımını doğru bir şekilde yönlendirmek için yeterli veri elde edilinceye kadar teorik modelleri hazırlamaya karşıydı. Bir model oluşturma çalışmalarını ancak yapının yeterince bilinmesinden sonra gerçekleştirileceği görüşünü savunuyordu.
Hiç temkinli davranmadı, yanıltıcı olanakları ortadan kaldırmak istemesine rağmen. Birkbeck çalışma masasının fotoğrafları, Cambridge'de normal olarak DNA için başarıyla kullanılan büyük ölçekli olmasa da, düzenli olarak küçük molekül modelleri kullandığını gösteriyor. Şubat 1953'ün ortasında, Crick'in tez danışmanı Max Perutz, Aralık 1952'de King'e bir Tıbbi Araştırma Konseyi biyofizik komitesi ziyareti için yazılmış Franklin'in kristalografik hesaplamalarını içeren bir raporun kopyasını verdi.
Franklin birkbeck kolejine geçmeye karar verdi ve Randall'ın tüm DNA çalışmalarının King’de kalması gerektiğini ısrarla savunduğu için, Wilkins'e Franklin'in kırılma fotoğraflarının kopyaları Gosling tarafından verildi. 28 Şubat 1953'e gelindiğinde, Watson ve Crick, Crick'in (yerel pubda) "hayatın sırrını bulduklarını" ilan etmeleri için sorunu çözdüklerini hissetti.
Bununla birlikte, modellerini kesinleştirebilmek için tamamlamaları gerektiğini biliyorlardı.Watson ve Crick, Wilkins'den bir mektup almadan bir gün önce 7 Mart 1953'te modellerini bitirerek Franklin'in sonunda ayrıldığını belirtti. Franklin'in iki A-DNA belgesinin Acta Crystallographica'ya ulaşmasından bir gün sonra da bu oldu. Franklin'in biyografi yazarı Brenda Maddox'a 12 Mart'ta göre Wilkins modeli görmeye geldi ve iddia edilen Gosling'e King'in dönüşünde bilgi verdi. Gosling'in Birkbeck'te Franklin'i bilgilendirmesi ne kadar sürdü belli değil, ancak orijinal 17 Mart B-DNA el yazması Cambridge modeli hakkındaki herhangi bir bilgiyi yansıtmamaktadır. Franklin, bu taslağı daha sonra 25 Nisan 1953 Nature’da üçüncü olarak yayınlamadan önce değiştirdi. 18 Mart'ta, ön el yazmalarının bir kopyasını almayı kabul eden Wilkins şunları yazdı: "Bence sen bir çift eski hırsızsın, fakat bir şeye sahip olabilirsiniz".
Daha sonra Crick ve Watson 25 Nisan 1953'te Nature'da "Franklin ve Wilkins'in" yayımlanmamış " katkısı hakkındaki genel bir bilgiyle uyarıldığını bildiren yalnızca dipnot ile DNA'nın çift sarmal yapısını anlatan bir makalede kendi modellerini yayınladılar. İki laboratuvar direktörü tarafından yapılan bir anlaşma sonucunda Wilkins ve Franklin'in X-ışını kırınım verilerini içeren makaleleri değiştirildi ve sonra Nature'ın aynı sayısında ikinci ve üçüncü olarak yayınlandı, görünüşte yalnızca Crick'i destekledi. ve B biçimi için bir model öneren Watson teorik makalesi.
Haftalar sonra, 10 Nisan'da Franklin, modellerini görme izin için Crick'e yazdı. Franklin, Watson-Crick modelini gördükten sonra bile prematüre model yapımı için şüpheciliğini korudu ve etkilenmediğini gösterdi. "Çok güzel, ama bunu kanıtlayacak mı?" Diye yorumladığını bildirildi. Deneysel bir bilim insanı olarak, Franklin, yayınlamadan önce çok daha fazla kanıt üretmeye ilgili görünüyor. Bu nedenle, Watson-Crick modeline verdiği cevap, temkinli yaklaşımıyla tutarlıydı. Bilim dünyasının çoğu, çift sarmallı teklifi kabul etmeden önce birkaç yıl tereddüt etti. Genellikle genetikçiler, belirgin genetik etkileri nedeniyle bu modeli benimsedi.
Franklin, King's College London'dan Mart 1953'te yine Londra'daki Birkbeck Koleji için ayrıldı ve bu durumu (Paris'teki Adrienne Weill'e yazdığı mektupta) "saraydan gecekondu mahallelerine geçmek ... ama aynı şekilde memmuniyet verici" olarak tanımladı. Buradaki çalışmaları sırasında artık kömür üzerinde yaptığı çalışmaları tamamlamıştı. O fizik departmanı başkanı J. D. Bernalkadın kristalograflarını tanıtan bir İrlandalı komünist olan parlak bir kristalograf olarak çalışmıştı. Tarım Araştırma Konseyi (ARC) tarafından finanse edilen kendi araştırma grubuyla kıdemli bir bilim insanı olarak çalıştı. Bernal'in, nükleik asitler üzerine olan ilgisini durdurması için ayrı sözleri olmasına rağmen, Gosling'e tezi bitirmesi için yardım etti, ancak artık resmi olarak yardımcısı değildi. Birlikte 25 Temmuz Nature of Science'da DNA'nın A biçiminde çift sarmalın ilk kanıtını yayınladılar. Dahası DNA gibi eşit derecede hayatın merkezinde olan, bir başka büyük nükleik asit olan RNA'ı keşfettiler. Ayrıca bir RNA virüsü olan tütün mozaik virüsünün (TMV) yapısını incelemek için yine X-ışını kristalografisini kullandı. 1954 başlarında Aaron Klug ile yaptığı görüşme, uzun süreli başarılı ve başarılı bir işbirliğine yol açtı. Klug, daha sonra doktorasını Trinity College, Cambridge'de tamamladı ve 1953'ün sonunda Birkbeck'e katıldı. 1955'te Franklin, tüm TMV virüs parçacıklarının aynı uzunlukta olduğunu tanımladığı TMV ile ilgili ilk büyük eserlerini Nature’da yayınladı. Gözleminin nihai olarak kanıtlandığı halde, seçkin viroloji uzmanı Norman Pirie'nin fikirleri ile doğrudan çelişki vardı. Bu virüsteki ribonükleik asitin (RNA), virüsün ortasındaki boşlukta değil, protein bölümü içinde bulunduğunu ve gelişmiş canlıların DNA'sında olduğu gibi ikili değil, tek kollu sarmal olduğunu gösteren çalışmalara katıldı.
Franklin, TMV'nin bütün yapısını inceleyen doktora öğrencisi Kenneth Holmes'e devretti. TMV'nin protein molekülleri kaplanması olduğu helislerde keşfedildi (1956'da yayınlandı). Meslektaşı Klug, öğrencisi John Finch ile birlikte küresel virüslerle uğraşırken, Franklin’in koordinasyonunu ve çalışmayı denetlemesini sağladı. Bir ekip olarak, 1956'dan itibaren TMV, salatalık virüsü 4 ve şalgam sarı mozaik virüsü üzerinde seminal yayınlar yapmaya başladılar.
Franklin'in araştırma görevlisi James Watt, Ulusal Kömür Kurulu tarafından sübvanse etti ve şimdi Birkbeck'teki ARC grubunun lideri oldu. Birkbeck ekip üyeleri patates, şalgam, domates ve bezelye gibi çeşitli bitkileri etkileyen RNA virüsleri üzerinde çalışmaya devam etti. 1955 yılında ekibe Amerikalı bir doktorasını tamamlamış Donald Caspar katıldı. TMV'deki RNA moleküllerinin kesin yerleri üzerinde çalıştı.
1956'da kendisi ve Franklin, TMV'deki RNA'nın virüsün içi boş iç yüzeyi boyunca sarılı olduğunu Nature dergisinin 10 Mart sayısında gösterdiler ve birbirini tamamlayan belgeler yayınladılar. Caspar hevesli bir yazar değildi ve Franklin'in makaleler için gereğini yapması gerekiyordu.
1957'de ARC'den aldığı araştırma ödeneği sona erdi ve Mart 1958'de biten bir yıllık uzatma verildi. ABD Ulusal Sağlık Enstitülerinden yeni bir bağış başvurusunda bulundu, bu üç yıl için £ 10,000 onayladı ve bu şimdiye kadar Birkbeck'te alınan en büyük fon oldu.
İkinci Dünya Savaşı'ndan sonraki ilk büyük uluslararası fuar olan Expo 58, 1958'de Brüksel'de düzenlenecekti. Franklin, 1957'de başlattığı TMV'nin beş metrelik bir modelini yapmaya davet edildi. Malzemeleri arasında masa tenisi topları ve plastik bisiklet tutma kolu tutamakları vardı. Uluslararası Bilim Fuarındaki virüs modeli sergisi ile Brüksel'deki dünya fuarı, 17 Nisan'da öldüğünden bir gün sonra açıldı. Birkbeck Koleji, Londra, Klug, Finch ve Holmes'deki ana araştırma ekibi 1962'de Cambridge Üniversitesi Moleküler Biyoloji Laboratuvarı'na taşındı.
Franklin'in çalışma arkadaşı Maurice Wilkins tarafından James Watson'a foto-51 gösterildiği anı Watson daha şöyle anlatmaktadır; "fotoğrafı gördüğümde ağzım açık kaldı ve kalbim hızla çarpmaya başladı...tüm ayrıntılar oradaydı
James Watson ve Francis Crick tarafından 1953 yılında Nature'da yayınlanan (Molecular Structures of Nucleic Acids) ve DNA nın yapısının tüm dünyaya duyurulduğu makalenin sonunda "Bu çalışmamızda King's Colleged'deki Dr. Wilkins, Dr. Franklin ve arkadaşlarının henüz yayınlanmamış deneysel sonuçları hakkındaki genel bilgilerimizden ilham aldık" notunu düşmüşlerdir.
Rosalind Franklin X-ışını çalışmlarının bir sonucu olarak zatürre ve takiben karsinomatozis ve yumurtalık kanserine yakalanarak 16 Nisan 1958 yılında 37 yaşında kanserden hayatını kaybetmiştir.
James Watson, Francis Crick ve Maurice Wilkins 1962 yılında Nobel Fizyoloji veya Tıp Ödülünü paylaştılar. Bu ödül alınırken Rosalind Franklin'nin adı bile anılmadı. Bu durum o tarihten bu yana bir çok tartışmaya konu olmuştur. Her ne olursa olsun bugün bilim çevreleri, DNA çalışmaları üzerinde Rosalind Franklin'in önemli katkıları olduğunu ve öncü çalışmalar yaptığını kabul etmeye devam etmektedir.
Rosalind Franklin'nin hayatı bir çok kitaba, belgesele ve filme konu olmuştur. Ayıca "Photograph 51" adıyla, Anna Ziegler atarfından yazılan, Franklin'ni Nicole Kidman'nın canlandırdığı bir tiyatro oyunu 2015 yılında Londra'da sahnelenmiştir.
Franklin, Birkbeck'te virüslerin moleküler yapıları konusunda öncü çalışmalara öncülük etmiş. Ekip üyesi Aaron Klug, 1982'de Kimya'da Nobel Ödülünü aldığı araştırmasına devam etti.