عکس 51 فرانکلین: الگوی پراش اشعه ایکس DNA

عکس 51 که توسط روزالیند فرانکلین و ریموند گوسلینگ تهیه شد، یکی از مهم‌ترین تصاویر در کشف ساختار DNA است.

• این تصویر، الگوی پراش اشعه ایکس DNA را نشان می‌دهد که از یک فیبر DNA گرفته شده است.
• شکل متقاطع (Cross Shape):
  • نشان‌دهنده این است که DNA دارای ساختاری مارپیچی (Helical) است.

اطلاعات کلیدی از عکس 51

1. شکل متقاطع و ساختار مارپیچی:

   • شکل متقاطع در تصویر پراش، مشخصه‌ای از ساختار مارپیچ دوگانه DNA است.

2. چیدمان ستون فقرات قند-فسفات:

   • سایه‌های موجود در فضاهای الماسی‌شکل (بالا، پایین، و به طرفین متقاطع) نشان می‌دهد که:
     • ستون فقرات قند-فسفات (Sugar–Phosphate Backbone) در خارج از مارپیچ قرار دارد.
     • بازهای نیتروژنی در داخل مارپیچ قرار دارند.

3. محاسبات ابعادی DNA:

   • موقعیت لکه‌ها (Smears) در بازوهای متقاطع امکان محاسبه ابعاد مختلف مولکول DNA را فراهم می‌کند:
     • قطر (Diameter): عرض مارپیچ.
     • افزایش طول به ازای هر جفت باز (Rise per Base Pair): فاصله بین دو جفت باز متوالی.
     • گام مارپیچ (Pitch): فاصله‌ای که مارپیچ برای یک دور کامل می‌پیماید.

4. لکه‌های گمشده (Missing Smears):

   • فاصله‌های خالی در هر بازوی متقاطع (که با فلش‌ها مشخص شده‌اند):
     • نشان‌دهنده موقعیت نسبی دو زنجیره پلی‌نوکلئوتیدی است.
     • این لکه‌های گمشده به واتسون و کریک کمک کردند تا متوجه شوند که:
       • مارپیچ دوگانه دارای دو شیار با عمق‌های متفاوت در سطح خارجی خود است:
         1. شیار بزرگ (Major Groove).
         2. شیار کوچک (Minor Groove).

اهمیت عکس 51 در کشف DNA

• عکس 51 اطلاعات کلیدی درباره ساختار مارپیچ دوگانه DNA ارائه کرد:
  • ساختار مارپیچی.
  • چیدمان ستون فقرات قند-فسفات در خارج از مارپیچ.
  • ابعاد دقیق DNA.
  • وجود شیارهای بزرگ و کوچک.
• این تصویر، به همراه داده‌های دیگر، به جیمز واتسون و فرانسیس کریک کمک کرد تا مدل نهایی مارپیچ دوگانه DNA را در سال 1953 ارائه دهند.

نتیجه‌گیری

عکس 51 فرانکلین یکی از مهم‌ترین شواهد تجربی برای کشف ساختار DNA بود. این تصویر، با نشان دادن ویژگی‌های کلیدی ساختار مارپیچ دوگانه، نقش اساسی در درک ما از ماهیت مولکولی DNA و نحوه ذخیره اطلاعات ژنتیکی ایفا کرد.