Erwin Chargaff Kimdir?

İçindekiler

Tanım

Erwin Chargaff’ın araştırması, DNA‘nın yapısının ve replikasyon yönteminin keşfinin yolunu açtı.

DNA’nın türden türe değiştiğine dair gözlemi, DNA’nın genetik materyal olduğu fikrini oldukça güvenilir kıldı.

DNA’nın bazlarındaki 1:1 oranlarını tanımlaması, James Watson ve Francis Crick’in bu bazların çift sarmalın içine nasıl yerleştirildiğini ve DNA’nın kendi kopyaları için nasıl bir şablon görevi görebileceğini görmelerini sağladı.

Görsel 1: Erwin Chargaff 1905-2002 yılları arasında yaşamıştır.

Başlangıçlar

Erwin Chargaff, 11 Ağustos 1905 yılında Avusturya-Macaristan’ın eyalet başkentlerinden biri olan Czernowitz şehrinde varlıklı bir ailenin çocuğu olarak dünyaya geldi. Şehir şimdi Ukrayna toprakları altında.

Erwin’in babası, küçük, özel bir bankanın sahibi olan Hermann Chargaff‘tı. Annesi Rosa Silberstein‘dı. Ebeveynlerinin ikisi de iyi eğitimli, Almanca konuşan, Avusturyalı Yahudilerdi. İki çocukları oldu: Erwin ve küçük kız kardeşi Greta.

Erwin, konuşmayı öğrenmesi uzun zaman aldığı için anne ve babasını endişelendirmesine rağmen rahat bir çocukluk geçirdi. Aile evinin küçük bir kütüphanesi vardı ve kitaplarıyla Erwin büyürken onun için sürekli bir hayranlık ve ilham kaynağı oldu.

Erwin beş yaşındayken babasının bankası finansal zorluklarla karşılaştı (çalışanlar tarafından zimmete para geçirilmişti) ve babası bir iş aramak zorunda kaldı.

Birinci Dünya Savaşı 1914 yılının Temmuz ayında başladı. Rus Ordusunun Czernowitz’i ele geçirmek üzere olduğuna dair haberler geldiğinde Chargaff’lar Baltık Denizi’ndeki bir tatil beldesinde tatildeydiler. Eve dönme umutlarını bir kenara bırakarak başka planlar yaptılar.

Viyana, Okul Hayatı ve Kültür

Avusturya’nın başkenti Viyana’ya doğru yola çıktılar. Erwin Viyana’ya dokuzuncu doğum gününde geldi ve burayı kendi memleketi olarak görmeye başladı.

Viyana’nın en iyi okullarından biri olan Maximiliansgymnasium‘da eğitim gördü ve burayı çok sevdi. Her iki dilde de mükemmel olan Erwin, Yunanca ve Latince öğretildi. İronik olarak, ilk kelimelerini söylemesi bu kadar uzun süren biri için, yeni diller öğrenme konusunda olağanüstü yetenekli olduğu ortaya çıktı.

Okul çok fazla fizik öğretmedi ve hiç kimya yoktu. Bilim çoğunlukla doğa tarihiyle sınırlıydı. Okuldan uzaktayken Erwin, izcilere katıldı ve hevesle okumaya devam etti.

Gerçek okumam, sanıyorum 1920 yılında annem, Goethe’nin güzel Insel baskısının on altı cildindeki tüm eserlerini bana hediye ettiğinde başladı. Hala duruyorlar, raflarımda çokça okunuyorlar.
ERWIN CHARGAFF
Heraklit Ateşi, 1975

Erwin, operaları dinleyerek ve Richard Strauss tarafından yönetilen Mozart’ın eserlerini görerek unutulmaz akşamlar geçirdi. Akşamları arkadaşı Albert Fuchs ile edebiyat ve şiir üzerine tartışarak Viyana sokaklarında dolaşıyordu. Özellikle “zehirli alayların ustası” olarak tanımlanan ve Kraus’un resitallerine katılacak olan Karl Kraus’un eserlerine hayran kaldı.

Üniversite Hayatı

Entelektüel olan her şeyden zevk alan Erwin Chargaff, açıkça akademiye yöneldi. Ancak 18 yaşında olmasına rağmen ne okuması gerektiği konusunda hala kararsızdı. İyi bir doktor olacağını düşünmüyordu; öğretmen olma fikrinden nefret ediyordu; hukuk sadece iş yapmak için iyiydi ve ticareti çekici bulmadı.

Sonunda kimyayı seçti çünkü onun hakkında hiçbir şey bilmiyordu. Üstelik zengin bir amcanın, bir gün işe ihtiyacı olursa kimyager olarak çalışabileceği alkol fabrikaları vardı.

Chargaff, Viyana Üniversitesi‘nde kimya alanında beş yıl eğitim gördü. 1928 yılının yazında 23 yaşındayken doktora derecesiyle mezun oldu.

Genel olarak, kimyadan beklediğinden çok daha az hoşlanmadığını söyledi. Tezi organik gümüş kompleksleri ve iyotun azidlerle reaksiyonu hakkındaydı.

Chargaff, doktorası için çalışırken, Journal of the American Chemical Society‘de yayınlanan makaleleri sordu, ama ona zahmet etmemesi söylendi.

1920 yılları, Avusturya’da istikrarsız zamanlardı. Enflasyon, 1922 yılında %2.500’e ulaşarak çok yaygındı. 1927 yılında Viyana’da ciddi ayaklanmalar oldu. Bu arada üniversiteler, istihdamdan çok daha fazla mezun veriyordu.

Amerika’da Tutuklandı

En az dirençli yol kimya ile devam etmek gibi görünüyordu, ancak Avusturya’da değil.

Chargaff, Organik Kimyada Milton Campbell Araştırma Bursu için başarılı bir başvuru yaptı. Daha önce Amerika’da hiçbir yararlı kimyanın yapılmadığı söylenmesine rağmen, kısa süre sonra New York’a doğru yola çıktı. 1928 yılının sonbaharında geldiğinde, sıcak bir karşılama yerine sınır dışı edilmeyi bekledi.

Görsel 2: 1920'lerde Ellis Adası'ndan sınır dışı edilmeyi bekleyen insanlar. — **Görsel 2:** 1920’lerde Ellis Adası’ndan sınır dışı edilmeyi bekleyen insanlar.

Bir göçmenlik memuru, Chargaff’ın unvanının Doktor olduğunu fark etmişti. Memur, Chargaff bir doktorsa, kullandığı öğrenci vizesine şüpheyle bakılması gerektiğini düşündü.

Ellis Adası’nda birkaç rahatsız edici gün geçirdikten sonra Chargaff, Yale Üniversitesi Kimya Profesörü Treat Johnson tarafından kurtarıldı.

Yale

1928 ve 1930 yılları arasında Chargaff, Yale’den Rudolph Anderson ile başarılı bir şekilde çalıştı, yedi makale yayınladı, iki dallı zincirli yağ asidi keşfetti ve tüberküloz bakterisini inceledi.

Berlin

Chargaff, Berlin Üniversitesi Hijyen Enstitüsü’nde bağımsız araştırmalar yürüterek Berlin’de iki buçuk yıl geçirdi. Bu dönemde son derece mutluydu, ancak Berlin’in muazzam zıtlıkların bir şehri olduğunu – finansal kargaşa ve siyasi kargaşanın sıkıntılı olduğu bir şehirde kendini huzursuz bir şekilde sergileyen kültürel ihtişam olduğunu belirtti.

Ocak 1933’te 27 yaşındaki Chargaff, Adolf Hitler’in Almanya Şansölyesi olduğunu gördü. Chargaff, Almanya ve Almanya’daki Yahudiler için kasvetli bir gelecek gördü.

Mart 1933’te, kendisini Paris’teki Pasteur Enstitüsü‘nde çalışmaya davet eden bir mektup aldı. Bir ay içinde o ve karısı Paris’e taşınmışlardı. Orada bakteriyel pigmentler ve polisakkaritler üzerinde çalıştı.

Kısa süre sonra Chargaff, Avrupa’nın çeşitli yerlerinden çok sayıda Paris’e gelen yabancılara métèque (güney Avrupa kökenli insanlara atıfta bulunan düşmanca bir kelime) olarak atıfta bulunulduğunu fark etti. Chargaff bir kez daha harekete geçme zamanının geldiğine karar verdi.

Amerika Yeniden – Columbia ve Kan

Chargaff ve karısı, dört yıl önce ayrılmaktan çok memnun oldukları moral bozucu ülke olan Amerika’ya döndüler.

1935 yılında Chargaff, New York’taki Columbia Üniversitesi’nde biyokimyacı olarak çalışmaya başladı ve 1938’de yardımcı doçent oldu. 1936-1948 yılları arasında kan pıhtılaşması üzerine çalıştı.

DNA için Her Şeyi Bırakmak

1944’te Chargaff, Oswald Avery ve meslektaşları tarafından New York’taki Rockefeller Enstitüsü’nde yürütülen araştırmadan haberdar oldu. Avery-MacLeod-McCarty deneyi, genlerin (ebeveynlerden yavrulara geçen kalıtım kodu) DNA’dan yapıldığını ileri sürdü.

Avery’nin çalışması çoğu bilim insanı tarafından şüpheyle karşılansa da, Chargaff onu hemen benimseyen çok az kişiden biriydi. Üzerinde çalıştığı her şeyi toparlamaya ve laboratuvarının odağını DNA’ya çevirmeye karar verdi.

Chargaff ayrıca büyük kuantum fizikçisi Erwin Schrödinger’in 1944 tarihli “What is Life?” adlı kitabından da etkilenmişti. Schrödinger, genin kalıtsal bir kod yazısı olduğunu öne sürdü.

Chargaff, What is Life’ın büyüsüne kapılan tek bilim adamı değildi. Diğer adanmışlar arasında James Watson ve Francis Crick vardı. 1944’te Watson 16 yaşındaydı ve Chicago Üniversitesi’nde biyoloji okuyordu; Crick 28 yaşındaydı ve fizik doktorasını bıraktıktan sonra İngiliz Kraliyet Donanması için araştırma yapıyordu.

Chargaff Kuralları

Chargaff, Avery’nin deneyinin, canlı türlerinin DNA’larındaki farklılıklar nedeniyle farklılaştığını gösterdiğine inanıyordu. Şimdi bu inancı desteklemek için kanıt aradı.

Ernst Vischer ve Charlotte Green de dahil olmak üzere birkaç meslektaşıyla birlikte çalışan Chargaff, 1947’de ilginç sonuçlar almaya başladı. Chargaff DNA’yı hazırlarken, Vischer ve Green ultraviyole spektrofotometri ile analiz için bileşenlerine ayırmak için bölme kromatografisini kullandı. İlk sonuçları oldukça kaba olmasına rağmen, Chargaff’a güvence verildi: Farklı türlerden alınan DNA’da gerçek farklılıklar olduğunu öne sürüyor gibiydiler.

Bu aşamada Chargaff, bir DNA molekülünü, iki yarının her biri ana şeridin büküm topolojisini devralarak merkez çizgisi boyunca bölünebilen bir Moebius şeridi olarak resmetmiştir.

Görsel 3: 1947'de Chargaff, DNA'nın bir Moebius şeridinin topolojisine sahip olabileceğine inanıyordu. Kırmızı ile gösterilen merkez çizgisi boyunca bölünürse, her bir yarı ana molekülün topolojisini devralır. — **Görsel 3:** 1947’de Chargaff, DNA’nın bir Moebius şeridinin topolojisine sahip olabileceğine inanıyordu. Kırmızı ile gösterilen merkez çizgisi boyunca bölünürse, her bir yarı ana molekülün topolojisini devralır.

DNA’nın Bazları

1949’da Chargaff, dikkatini DNA’nın temellerine odaklayacak kadar kendine güveniyordu.

1880’lerde ve 1890’larda Berlin Üniversitesi’nden Albrecht Kossel, DNA’nın dört baz (asit-baz anlamında) içerdiğini göstermişti: adenin, sitozin, guanin ve timin; genellikle A, C, G ve T olarak kısaltılır.

Görsel 4: Bir DNA nükleotidi. Her biri farklı bir baza sahip dört nükleotid mümkündür: A, C, G veya T. — **Görsel 4:** Bir DNA nükleotidi. Her biri farklı bir baza sahip dört nükleotid mümkündür: A, C, G veya T.

Her DNA molekülü, bir kolyenin parçaları gibi birbirine dizilmiş çok sayıda nükleotitten oluşur.

Görsel 5: Bir DNA dizisinde çok sayıda bireysel nükleotid birimi uzun bir zincir halinde birbirine bağlanır. — **Görsel 5:** Bir DNA dizisinde çok sayıda bireysel nükleotid birimi uzun bir zincir halinde birbirine bağlanır.

Yukarıdaki resme bakarak, nükleotidlerin sırasına bağlı olarak, bazların dört harfli kodunun mesajları hecelemesinin mümkün olduğunu görebilirsiniz.

Büyük Keşif 1: Farklı Türlerin Baz Sayıları Farklıdır

1949 yılında Chargaff, DNA’daki baz oranlarının, DNA’nın geldiği türe bağlı olduğunu keşfetti. Bu, bilim adamlarının o zamana kadar inandıklarından büyük bir kopuştu.

Alanın en saygın çalışanı olan Phoebus Levene, DNA bazlarının oranlarının türden türe değişmediği konusunda yanlış bir şekilde ısrar etmişti. Bu, DNA’nın genetik materyal olması için gereken varyasyona sahip olmadığı anlamına geliyordu.

Chargaff, olası baz düzenlemelerinin sayısının gerçekten çok büyük olduğunu ve bu nedenle DNA’nın kalıtım aracısı olabileceğini söyledi.

Büyük Keşif 2: Bazların Sabit Oranları

Chargaff, herhangi bir kaynaktan alınan DNA’da T miktarının A’ya eşit olduğunu keşfetti. Ayrıca, C miktarının G’ye eşit olduğunu keşfetti.

Bu oranların T’nin her zaman fiziksel olarak A ile ve C ile G ile eşleştiğini veya bağlı olduğunu ima ettiğini düşünmüş olsa da, bunu önermedi.

Chargaff Kuralları

Bu keşifler Chargaff Kuralları olarak bilinir hale geldi:

Herhangi bir türde A:T oranı 1:1 ve G:C oranı 1:1‘dir.
Örneğin A:G gibi diğer oranlar türden türe değişir.

Keşfettiğimiz düzenliliklerin ne kadar benzersiz olduğunu fark etmeye başladığımda, tabii ki tüm bunların ne anlama geldiğini anlamaya çalıştım ama çok ileri gidemedim. Nükleotidlerin moleküler modellerini oluşturmaya çalıştım… Atomlarım ve hatta sabrım tükendi… Böylece bilim müzelerinin çeşitli şöhret salonlarında yer alma fırsatını kaçırdım.
ERWIN CHARGAFF
Heraklit Ateşi, 1975

Chargaff, Watson ve Crick

Chargaff, Watson ve Crick ile Mayıs 1952’de Cambridge, İngiltere’de gayri resmi olarak bir araya geldi.

Chargaff onlarla 1: 1 oranları da dahil olmak üzere çalışmaları hakkında sohbet etti. Chargaff’ın çalışmasından haberi olmayan Crick, 1:1 oranları konusunda çok heyecanlıydı. DNA’nın yapısının eşleşmiş bazlara sahip olduğunu ima ettiğini ve eşleşmiş bazların ücretsiz bir (kilit ve anahtar) çoğaltma mekanizmasını ima ettiğini hemen anladı.

Chargaff, Watson ve Crick’i etkileyici bulmadı.. DNA anlayışları ona gülünç geldi. Crick bir “yarış çığırtkanlığı” – “kesintisiz bir gevezelik” olarak karşımıza çıktı, Watson ise “önemli bir şey yok” dedi. Chargaff onları ne kadar hafife aldığını ancak daha sonra anladı.

Chargaff ile tanıştıktan bir yıldan kısa bir süre sonra Watson ve Crick, DNA’nın çift sarmal kodunu kırmışlardı. Chargaff, Nature dergisindeki 1953 tarihli kendi ünlü DNA makalelerinde Chargaff’ın makalelerinden birine atıfta bulunsalar da, Chargaff, Watson ve Crick’in eserine yeterince değer vermediğine inanıyordu. Ayrıca, 1952’de onlarla yaptığı konuşmanın, DNA’nın yapısını keşfetmelerinin anahtarı olduğuna kendini ikna etti. Watson ve Crick’e olan kızgınlığı elle tutulur hale geldi.

Muazzam bir hırsları ve saldırganlıkları vardı, bununla birlikte kimya konusunda neredeyse tamamen cehalet ve küçümsemeyle birleştiler…
ERWIN CHARGAFF
Heraklit Ateşi, 1975

Chargaff’ın Moleküler Biyoloji‘ye Karşı Savaşı

Chargaff, doğanın asla sadece molekülleri inceleyerek anlaşılamayacağını ilan ederek moleküler biyolojinin tüm alanını küçümsemeye başladı. Hayatının geri kalanında moleküler biyolojiye karşı amansız bir savaş verdi.

Ekim 1957’de Journal of Biological Chemistry için hakemlik yaparak mikrobiyolog Arthur Kornberg’in iki makalesini reddetti.

Yakında bu makaleler Kornberg’e Nobel Tıp Ödülü’nü kazandıracaktı. Kornberg ve meslektaşlarının, bir test tüpünde DNA’ya ek nükleotidler ekleyen ve DNA miktarını 10 kat çoğaltan bir enzimi (DNA polimerazı) nasıl izole ettiklerini anlattılar.

Kornberg, dergiye reddedilme konusunda şikayette bulundu ve bunu şöyle tanımladı:

…benim deneyimimde benzersiz. Aşağılayıcıdır, aşağılayıcıdır; yer yer kötü niyetli bile olabilir.

Reddetme konusunda başarısız bir şekilde tartıştıktan sonra Kornberg kağıtları geri çekti.

Temmuz 1958’de, Journal of Biological Chemistry’de yeni bir editör devraldı. Hemen Chargaff’ın Kornberg’in makalelerine itirazlarını attı ve yayınladı. Bunu 1959’da Kornberg’in Nobel Ödülü izledi.

Chargaff’a Nobel yok

Kornberg’in Nobel Ödülü Chargaff’ı çileden çıkardı, ama daha kötüsü takip etmekti.

Chargaff’ın DNA çalışması, Oswald Avery’ninki gibi, Nobel Ödül Komitesi tarafından hiçbir zaman tanınmadı. Araştırmasının DNA’nın yapısının ve replikasyon mekanizmasının keşfinde oynadığı temel rol göz önüne alındığında, bu şaşırtıcıydı. Fred Hoyle örneğinde olduğu gibi, Chargaff’ın açık sözlü görüşlerinin kendisi ile Nobel Komitesi arasında aşılmaz bir engel oluşturduğuna dair bir şüphe var.

Watson, Crick ve Maurice Wilkins 1962’de Nobel Tıp Ödülü’nü aldıklarında, Chargaff öfkeyle kendinden geçmişti. Çalışmalarının başlangıçta aydınlattığı bilimin sınırlarına çekildi.

Chargaff, moleküler biyolojinin, özellikle gen manipülasyonu ve klonlama gibi tekniklerin şiddetli bir eleştirmeni oldu. İnanılmaz derecede tehlikeli olduğuna inandığı genetik modifikasyon gibi teknolojilere ahlaki olarak karşı çıktı.

Moleküler Biyoloji’ye olan nefreti aralıksızdı. 92 yaşında şunları yazdı:

Bu disiplinin pratisyenleri, pek çok yarı anlaşılmış tekniği kullanmak zorunda kalıyorlar ve bu da değerlendirmek için gerçekten yetkin olmadıkları birçok sonuç veriyor.
ERWIN CHARGAFF
İndirgemeciliğin Hakaretinde, 1997

Tanınma

Nobel Komitesi tarafından göz ardı edilmesine rağmen, Chargaff’ın katkıları başka yerlerde geniş çapta kabul edildi. 1965’te Ulusal Bilimler Akademisi’ne seçildi. 1949’da Pasteur Madalyası, 1958’de Carl Neuberg Madalyası, 1963’te Charles Leopold Mayer Ödülü, 1964’te Heineken Ödülü, 1974’te Gregor Mendel Madalyası ve Ulusal Bilim Madalyası dahil birçok ödül aldı. 1975 yılında Bilim Madalyası.

Bazı Kişisel Ayrıntılar ve Son

Chargaff, Eylül 1929’da New York’ta Vera Broido ile evlendi. Amerika’daki ilk görevi sırasında onu almak için Viyana’ya döndü. 1939’da New York’ta doğan Thomas adında bir oğulları vardı. Chargaff’lar 1940’ta Amerikan vatandaşı oldular.

1930’ların sonlarında, Naziler Avusturya’nın kontrolünü ele geçirdiğinde, Chargaff annesini ABD’ye getirmeye çalıştı; babası 1934’te öldü. Girişimleri başarısız oldu ve 1943’te 65 yaşındaki annesi Viyana’dan sınır dışı edildi.

Yetenekli bir dilbilimci olan Chargaff, klasik edebiyat sevgisini asla kaybetmedi ve orijinal dilinden daha sık olarak tadını çıkardı.

Kariyeri boyunca akademik dergilerde 500’den fazla makale ve yayın yazmıştır.

Chargaff, 1974’te 69 yaşında Columbia Üniversitesi’nden emekli oldu; 1982’ye kadar öğretim üyesi olarak kaldı. Daha sonra laboratuvarını Roosevelt Hastanesi’ne taşıdı ve 1992’de 86 yaşında aktif araştırmadan tamamen emekli olana kadar orada çalıştı.

Karısı Vera, 1995’te öldü. Chargaff, son yıllarında dairesinin kütüphanesinde vakit geçirmekten keyif aldı, belki de evde babasının Czernowitz’deki kütüphanesinde geçirdiği mutlu erken çocukluk günlerini hatırlıyordu.

Erwin Chargaff, 20 Haziran 2002’de New York’ta 96 yaşında öldü. Vera ve kız kardeşi Greta’nın da defnedildiği New York Mount Carmel Mezarlığı’na gömüldü. Oğlu Thomas tarafından yaşatılmıştır.

Kaynak: https://www.famousscientists.org/erwin-chargaff/

Görsel Kaynak: https://www.brainpickings.org/page/288/?HackToStart

Editör: Meryem GÖKOĞLU