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혁신과 잡종의 과학사 (한양대 혁잡사) 과제 레포트 (보고서) 왓슨,크릭,프랭클린

DNA 이중나선 구조의 발견00과 00000000 김아무개1.서론제임스 왓슨과 프랜시스 크릭은 생명체의 본질에 대해서 접근할수 있는 DNA 이중나선구조를 발견한 과학자들이다. 분자생물학에 있어 이중나선은 DNA와 같이 이중가닥의 핵산 중합체가 형성하고 있는 구조를 의미한다. 당시에 이중나선 구조 발견을 통해 왓슨,크릭,윌킨스가 노벨 생리의학상을 공동 수상 했다. 많은 사람들이 이중나선구조 하면 주로 왓슨과 크릭을 떠올리게 되지만 그 내막을 파헤쳐 보면 이중나선구조를 발견하기까지의 과정을 살펴보면 결정적인 역할을 했지만 잊혀진 과학자들이 몇몇 있다.특히, 그중에서 가장 기여도가 높다고 할수 있지만 노벨상을 수상 하지 못한 영국의 생물물리학자 프랭클린에 대해서 자세히 알아보고 미국의 화학자 폴링에 대해서도 간략하게 언급 할 것이다.이들이 DNA이중나선구조 발견 과정에서 어떻게 얽혀 있는지 그 당시 사회적 상황이나 분위기, 일화 등을 설명하며 인물들을 분석할 것이다.2.왓슨의 생애제임스 왓슨은 1928년 4월 6일 미국의 일리노이주 시카고에서 태어났다. 왓슨은 어린 시절부터 독서광, 퀴즈 신동으로 불렸다고 한다. 그는 원래 루리아 라는 생물학자의 작업을 통해 분자 생물학을 시작하게 되었다. 1948년 왓슨은 인디아나 대학에서 루리아의 실험실에서 박사 과정을 시작했다. 왓슨은 파지 그룹과 관련 하여 일했었는데, 원래 파지 그룹의 인원들은 자신들이 유전자의 실체 본질의 발견으로 다가가고 있다고 생각했다. 1949년 왓슨은 펠릭스와 같이 당시의 오래된 관점인 유전자가 단백질이고 자체적으로 복제 한다는 내용의 강좌를 수강했다. 염색체의 또다른 분자 요소로써 DNA는 잘못된 테트라뉴클래오티드 라고 받아들여졌었다. 하지만 이런 시기상조의 상황에도 파지의 영향을 받고 있던 왓슨은 DNA가 유전 물질이라는 결과를 제안한 실험을 알고 있었다. 왓슨의 연구 프로젝트 내용은 엑스레이를 이용하여 박테리아 바이러스를 불활성화 시키는 내용 이었다. 1950년 왓슨은 인디애나 대학에서 동물학 않았지만 이탈리아 미팅에서는 동행했다. 왓슨은 거기서 윌킨스가 자신의 엑스레이 회절 데이터를 말하는 것을 봤다. 그걸 보면서 왓슨은 DNA를 더 자세하게 알수 있다고 확신했다. 1951년 캘리포니아 화학자 폴링이 분자 구성, 엑스레이 결정학에서 그의 노력의 결과인 알파 나선 아미노산 모델을 출판했다. 왓슨은 엑스레이 회절 실험을 배워보고 싶다고 느꼈다. 그때 루리아가 왓슨을 위해 새로운 연구 실험을 개설했다. 1953년 왓슨과 그리고 프랜시스 크릭은 DNA 이중나선 구조를 추정하기 시작했다. 왓슨, 크릭이 소속 되어 있던 영국 캠브리지 대학 부설 캐번디시 연구소의 감독인 로렌스 브래그는 솔배이 컨퍼런스를 통해 벨기에에서 발견한 단백질을 발표했다.왓슨과 크릭은 과학저널 네이처에 두 사람의 논문을 제출했다. 이것은 다른 과학자들로부터 20세기 가장 중요한 과학적 발견으로 불리게 된다.왓슨은 1953년 6월 초 제 18회 Cold Sring Harbor Symposium on Viruses에서 DNA 이중나선에 대한 논문을 발표했다. 이때는 왓슨과 크릭이 네이처에 논문을 제출한지 두달 후였는데, 그 자리에 모인 사람들은 그 발견에 대해 듣지 못했다. 1953년 콜드 하버 심포지엄은 다수의 사람들이 DNA 이중나선 모델을 처음으로 볼수 있는 기회다. 왓슨,크릭,윌킨스는 1962년 핵산의 구조에 대한 연구로 인해 노벨상을 받았다.왓슨은 하버드 대학에서 1956년에 조교수로부터 정교수까지 연속 승진을 달성했다. 그는 하버드 대학이, 생태학, 발생 생물학, 생리학 같은 많은 과학들의 관심이 점점 멀어지게 되었다고 느꼇고 그런 과들이 분자 생물학의 발판이 되는 훈련일 뿐, 생화학은 그들의 초석을 닦아 왔다는 말을 통해서 고전 생물학에서 분자 생물학으로 바꾸는 것을 지지했다. 뿐만 아니라 그는 학생들이 그것들의 연구가 방해한다고 발설하기도 했다.1968년 왓슨은 콜드 스프링 하버 연구소의 감독을 맡았다. 왓슨은 35년동안 연구 감독, 연구 소장으로써 근무했고 나중에는 대학 사학위 논문 작성을 준비 중이었다. 그러던중 X선 결정학을 배우고자 유학온 왓슨을 만나게 되면서 둘은 교류하기 시작했다. 왓슨의 생애에서 설명 했듯이 둘은 DNA 이중나선 구조를 네이처에서 발표 했지만 그 당시 별로 주목 받지 못했었다. 생물학이 점점 발전하면서 둘의 논문은 타당성이 인정 되어서 왓슨,윌킨스와 함께 노벨상을 수상하게 된다. 왓슨과 크릭은 3년동안의 공동 연구를 마치고 각자의 길로 떠났다. 크릭은 캠브리지 대학 연구소에서 연구 활동을 계속 해서 했다.3.프랭클린의 생애로절린드 프랭클린은 1922년 8월 22일 영국 런던 노팅 힐에서 태어났다. 프랭클린은 1938년 캠브리지 대학교에 진학후 화학을 전공했다. 그곳에서 정말 다양한 강의를 수강했고, 결정학에 있어서 1인자인 윌리엄 브랙스를 만났다. 그것을 계기로 해서 프랭클린은 결정학에 대해서 관심을 갖기 시작했다. 프랭클린은 영국 석탄이용연구소로 가서 연구를 시작했다. 프랭클린은 왜 어떤 종류의 석탄은 물 또는 공기등을 통과 시키지 않는것인지에 대해서 영국, 아일랜드 여러 지방을 다니며 채취한 석탄과 무연탄으로 실험을 진행했다. 다양한 실험으로 그녀는 차차 널리 이름을 알리기 시작했다. 프랭클린은 다공성 석탄을 연구했다. 이 연구는 프랭클린에게 캠브리지로 대학으로부터 박사 학위를 안겨준 논문의 연구 주제 였다.바일은 프랭클린을 프랑스 과학 연구센터 감독관 메튜에게 소개해줬다. 파리에서 프랭클린은 자신의 이름을 널리 알리고 있었다. 1951년 프랭클린은 칼리지에서 중요한 인물들을 만나게 된다. 프랭클린에게 가장 중요했던 인물은 고즐링이었다. 고즐링은 칼리지에서 유일하게 X선 회절법을 연구하던 인물이었다. 하지만 나중에 더 중요한 비중을 차지하는 인물은 윌킨스가 있었다. 프랭클린이 그곳에서 x선 회절법에 사용하는 장비를 시험하는 일을 시작했다. 프랭클린은 자신만의 연구를 위해 파리에서 필요한 장비들을 추가로 주문했다. 프랭클린은 초소형 카메라를 만들어야 겠다는 계획 또한 생각하고 있었다. 윌킨스는 카메가 있었는데 이 자리에 왓슨과 프랭클린이 참석했다.프랭클린은 DNA 분자 외부에 물이 인산은 둘러쌓은 구조라고 말했지만 왓슨은 이를 무시해버렸다. 그 후에 얼마 지나지 않아 왓슨과 크릭은 인산이 DNA 안쪽에 들어가있는 모델을 구상했고 이를 칼리지 연구팀에게 소개했다. 이 소식을 들은 프랭클린은 그러한 모델은 물을 흡수시키는 능력이 좋지 않다며 그 모델을 보판했다. 이 사건 때문에 캐번디시 연구소에는 더 이상 DNA 연구를 진행하지 않겠다고 했다. 그 후 프랭클린은 버크백 대학으로 가기 위한 준비를 했다. 프랭클린은 칼리지로 오자마자 DNA연구를 함에 있어 페터슨 함수를 사용할 것이라고 말해줬다. 이것은 새로운 방법 이었다. 프랭클린은 회절 사진에서 모델을 만들지 않고 3차원적 구조를 연구하는 것이 틀리다고 생각해서 진행하게 되었다. 1952년에 드디어 앞서 언급했던 초소형 카메라가 완성되었고, x선 사진들이 좀더 성명하게 나오기 시작했다. 프랭클린은 이 x선 사진들을 가지고 호지킨을 찾아갔다. 프랭클린은 호지킨에게 세가지 예상결과를 보여줬다. 그중호지킨은 두 개의 결과는 불가능 할 것 이라고 말해줬다. 프랭클린은 1952년에 자신의 사진들을 당시 폴링과 같이 연구를 하던 코리에게 보여줬다. 코리는 사진들을 칼텍에서 공개하며 이목을 끌게 되었다. 학회 중에서도 프랭클린은 계속해서 x선 사진을 찍었다.그러던중 이중나선 구조 발견에 큰 역할을 하는 51번 사진을 찍었다. 그러나 프랭클린은 윌킨스와 했던 조약 때문에 51번 사진을 그냥 방치 하고 있었다. 이 사건은 후에 많은 비판을 얻게됐다. 허나 당시 프랭클린은 A형 DNA를 연구중에 있었고 논문을 준비중에 있어서 신경 쓸수가 없었다. 프랭클린은 확실한 사실이 나올때까지 A형 DNA 구조가 나선구조라는 것을 부정했다. 프랭클린의 데이터는 비대칭을 이루고 있어서 A형 DNA가 나선구조라는 것이 부정 되고 있었다. 프랭클린은 이것을 크릭에게 알려줬다. 하지만 크릭은 단호한 태도로 그 말을 부정하기 시작했다. 프랭클린 왓슨은 프랭클린의 실험실을 도망치듯 나왔다. 그런데 이 광경을 본 윌킨스는 왓슨에게 프랭클린이 찍었었던 B형 DNA 51번 사진을 보여줬다. 윌킨스가 이 사진을 어떻게 갖고 있었는지 말하자면 고즐링이 진행하고 있던 연구 논문을 끝내기 위해 윌킨스에게 보여줬던 것이다. 비록 프랭클린이 떠났지만 계속 해서 DNA 구조에 관한 연구가 진행되어야 한다고 생각했기 때문이다. 왓슨은 이 사진을 보고 나서 유레카를 외쳤다. 이때부터 왓슨은 본격적으로 DNA 연구에 박차를 가하기 시작했다. 또한 왓슨은 MRC에 전달되었던 프랭클린의 연구 결과들을 보게 되었다. 그 연구 결과들에는 왓슨이 필요로 했던 모든 것들이 나와 있었다. 이를 근거삼아 왓슨은 DNA 구조 두 개의 나선이 평행하지 않다는 것을 깨달았다. 비슷한 시기에 프랭클린도 B형 DNA에 대해서 활발히 연구가 진행되고 있었지만 진행하고 있던 논문을 마무리 해야 해서 잠시 미뤄두고 있었다. 그러던중 왓슨과 크릭은 DNA의 구조가 서로 보충관계에 있다는 것을 생각해냈다. 바로 DNA 구조를 완벽에 가깝게 알아낸것이다. 그런데 프랭클린은 이 소식을 듣고도 크게 개의치 않았다. 이들은 드디어 이 모델을 출판 하려고 했다. 하지만 문제점이 있었다. 왓슨과 크릭의 연구는 킹스 대학 연구팀의 실험 결과를 근거로 진행했었지만, 킹스 대학 연구팀의 결과들이 출판이 안되어 있었기 때문이다. 이 문제를 해결하려면 캐번디시의 연구소와 킹스 대학 연구실 사이의 합의가 있어야 했다. 랜들이 네이쳐에 왓슨과 크릭이 논문을 발표 할 때 프랭클린과 윌킨스의 논문 또한 발표 하게끔 연구 팀에 빨리 논문을 완성 하라고 말했다. 하지만 결국 왓슨과 크릭의 논문이 먼저 발표 되었고 그 후에 프랭클린과 고즐링의 (티모핵산나트륨의 분자 구조)가 실리게 되었다. 프랭클린의 지인들은 프랭클린 자신의 결과가 노출되어서 캐번디시팀한테도 많은 도움을 줬을 것이라고 의심할것이라고 믿고 있었다. 바로 일반 정수들이나 분자의 수치가 프랭클린의 결과와 똑같았기 때문이었다. 있다.

자연과학| 2022.06.28| 5페이지| 1,500원| 조회(246)

한양대, 남영, 혁신과 잡종의 과학사, 혁신과잡종의과학사, 혁잡사

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