Rosalind Franklin Kimdir?

Tanım

Rosalind Franklin’ın X-ışını çalışmaları, DNA’nın yapısının keşfi için hayati bir rol oynamıştır.

Ayrıca, Franklin, önceden fark edilmemiş B tipi DNA‘yı keşfetmiştir ve DNA moleküllerinin birden fazla forma sahip olabileceğini kanıtlamıştır.

Şimdi biliyoruz ki, B tipi DNA, canlı hücrelerde DNA’nın yaygın yapıdır.

Başlangıçlar

Rosalind Elsie Franklin, 25 Temmuz 1920’de İngiltere’nin başkenti Londra’da sosyal açıdan iyi bağlantıları olan, üst sınıftan bir ailede doğdu. Babası Ellis Arthur Franklin, bir yatırım bankacısıydı; annesi Muriel Frances Waley, bir avukatın kızıydı. Rosalind, beş çocuğunun ikincisiydi.

Bankacılık işinin yanı sıra Rosalind’in babası, Londra’daki Çalışanların Erkekler Koleji’nde elektrik ve manyetizma dersleri vererek daha az ayrıcalıklı insanlara yardım etmeye çalışıyordu. Annesi de yaşlılara, işsizlere ve evlilik dışı annelere yardım eden hayır işleri yapıyordu.

Rosalind özel okullarda eğitim aldı ve olağanüstü zekasını kısa sürede fark ettiler.

Ebeveynleri, tüm çocuklarının kendi fikirlerine sahip olmasını, zamanda olayları tartışıp tartışmasını teşvik etti. Rosalind, olağanüstü bir şiddetle tartışabilirdi ve yetişkinlikte de bu şekilde devam etti.

11 yaşında, 1931 yılında St Paul’s Girls’ School adlı ortaokula başladı ve çok çalıştı.

Bilimsel yetenekleri olağanüstüydü.

Bir seferinde, bir okul ödülü olarak satın alınacak bir kitap seçmesi istendiğinde, Rosalind 1935’te Arthur Eddington’un New Pathways in Science adlı kitabını tercih etti. Kitap, kuantum teorisi, atom altı enerji ve grup teorisi gibi oldukça ileri düzeyde konuları içeriyordu – 15 yaşındaki biri için oldukça ileri seviyede bir okumaydı. Onun kaderinin fiziksel bilimde olduğunu hissetmeye başlamıştı.

Rosalind ayrıca Latin, Almanca ve Fransızca konusunda da başarılıydı ve sporlarda yetenekliydi.

Okuldaki bazı kalıcı arkadaşlıklar kurmuş olsa da, diğer insanlarla utangaçtı ve öğretmenleri de dahil olmak üzere başkalarıyla zor olabilirdi.

Rosalind 1938 yılında okulu terk ettiğinde, Nazi Almanyası ile savaşın olası olduğu İngiltere’de bu fikre giderek daha fazla kabul görmüş durumdaydı. Rosalind’in Yahudi kökenli ebeveynleri, Nazi rejiminden kaçan iki çocuğu evlerine almıştı. Rosalind bir üniversite bursu kazandığında, bu bursu mülteci bir öğrenciye bağışladı.

Üniversite Yılları

1938 yılında 18 yaşında Cambridge Üniversitesi’ne gelen Franklin, Doğa Bilimleri alanında eğitim almayı tercih etti. Çalışkan bir öğrenci olarak üniversitenin sosyal etkinliklerine de katıldı, Kimya Kulübü’ne, Matematik Kulübü’ne ve Yahudi Derneği’ne katıldı.

Karakteri gereği, kimya derslerinin standardıyla ilgili bir şikayette bulundu. Şikayeti etkili oldu ve dersler iyileştirildi.

İkinci yılına başlamadan önce Avrupa’da savaş başlamıştı. Babası, başlangıçta ikinci yılının masraflarını ödemeyi reddetti ve ona eğitimini erteleyip savaş çabasına katılmasını rica etti. Ancak eşi onu ikna etti ve Rosalind ikinci yılına devam etti.

Cambridge’deki üç yıllık eğitimini tamamlayan Franklin, son sıfır onurla mezun oldu, bu sonuç onu hayal kırıklığına uğrattı.

Sonuç, onun danışmanı Fred Dainton tarafından şaşırtıcı değildi. Doğal yeteneği çok yüksek olsa da, Franklin bir mükemmeliyetçiydi. Sınavlardaki ilk sorulara mükemmel cevaplar vermek için çok fazla zaman harcıyor ve aynı standartta tam sınavı tamamlamak için çok az zaman bırakıyordu.

Yine de Franklin, gizlice fiziksel kimyada birincilik kazandığını söyledi ve bir araştırma bursu aldı.

Hızlandırılmış Bir Doktora ve Karbonun Moleküler Süzgeç Olarak Kullanımı

Franklin, polimerizasyon reaksiyonlarının hızını araştırmaya başladı. Doktora danışmanı, ileride Nobel Ödülü kazanan kimyager Ronald Norrish idi. Franklin bir yıl sonra işi bıraktı: meslektaşlarıyla anlaşamamıştı, yaptığı işi sevmiyordu ve kariyerinin bu aşamasında aşırı alkol tüketen Norrish’i “nefret ediyordu”.

Kömür ve Karbon

1942 yılında, II. Dünya Savaşı sırasında, Franklin Londra’da kömür kullanımı araştırmalarında çalışmaya başladı. Kömür, İngiliz savaş çabalarına yakıt sağlamak için kesinlikle hayati öneme sahipti.

Kömür, sünger gibi gözenekli bir yapıya sahiptir ve içinde mikroskobik tünellerin ağları bulunur. Bu tünellerin özellikleri, kömürün yakıt olarak verimliliğini etkiler.

Franklin, kömürdeki tünellerin birçok gaz molekülünün çapıyla aynı olduğunu buldu. Kömürün ince yapısının, molekül karışımlarını ayırmak için kullanılabileceği moleküler bir süzgeç gibi davranabileceğini keşfetti.

Bugün, karbon bazlı moleküler süzgeçler, örneğin havadan oksijen çıkarmak için kullanılır.

Franklin’in kömür çalışmaları, onun bir doktora tezi için gerekli verilere sahip olmasını sağladı. Cambridge ona 1945 yılında doktora unvanı verdi.

Paris ve X-ışını Kırınımı

1947 yılında, 27 yaşında, Franklin Paris’e taşındı. Fransız başkentinde olağanüstü ucuz bir şekilde yaşadı, çünkü ev sahibesi, öncelikli olarak saygın bir kiracı bulmaktı.

Franklin, Fransız hükümetinin merkezi laboratuvarında Jacques Mering’in araştırmacı ekibine katıldı; burada Mering, amorf katılar (yani kömür gibi düzenli kristal yapısı olmayan katılar) üzerinde X-ışını kırınım çalışmalarına öncülük ediyordu.

1949 yılında Franklin, evine geri dönmeyi düşünmeye başladı. Bu konudaki duyguları karışıktı; Fransız insanları İngiliz insanlarına kıyasla daha çok hoşlanıyordu.

Londra, X-ışını Kırınımı ve DNA

Ocak 1951’de, 30 yaşında, Franklin Londra’daki King’s College’de biyofizik alanında bir post-doktora bursu almaya başladı. Laboratuvar o dönem için alışılmadık bir yapıdaydı: 31 araştırmacısının 8’i kadındı ve bazıları üst düzey pozisyonlardaydı.

Franklin, başlangıçta proteinlerin 3D yapısını incelemek için işe alınmıştı. Ancak King’s College’e geldiğinde, DNA’nın 3D yapısı üzerinde çalışmaya başladı.

Bu plan değişikliği, Maurice Wilkins’in fikriydi. King’s College’de üst düzey bir bilim insanı olan Wilkins, laboratuvarın başı John Randall’a Franklin’in DNA ekibine katılmasını önerdi.

Franklin, King’s College’de kısa sürede mutsuz oldu. Paris’teki meslektaşlarıyla boş zamanlarında entelektüel kavramları, siyasi teorileri ve felsefeyi tartışmaya alışmıştı. Buna karşılık, King’s College’deki sohbetler ya işle ilgiliydi ya da spor gibi sıradan konulara odaklanıyordu.

Franklin, sıkıntılı bir şekilde DNA yapısının doğrulanması için gerekli verileri toplamaya başladı ve en iyi X-ışını kırınım fotoğraflarını çekmek için ekipman kurmaya başladı.

Yeni işindeki sekizinci ayın sonunda, Eylül 1951’de, hayati bir adım attı ve daha önce keşfedilmemiş ikinci bir DNA tipi keşfetti.

Franklin, DNA’nın yüksek nem seviyelerine maruz kaldığında yapısının değiştiğini buldu. Franklin, kendi ve araştırma öğrencisi Gosling tarafından keşfedilen yüksek nemli yapıyı “B DNA” olarak adlandırdı. Daha kuru yapı ise “A DNA” olarak adlandırıldı.

Şimdi, B DNA’nın nemli ortamlardaki canlı hücrelerde DNA’nın tipik yapısı olduğunu biliyoruz.

Keşfine bağlı olarak, Franklin daha önceki DNA X-ışını çalışmalarının beklenenden daha az faydalı olduğunu fark etti – DNA, A ve B tiplerinin karışımını içeriyordu ve bu da X-ışını kırınım fotoğraflarında bulanıklığa neden oluyordu.

Crick ve Watson ile Bir Toplantı

Franklin’ın B DNA keşfinden bir ay sonra, bu keşfi hakkında bir sunum yaptığı bir toplantıda bulunanlardan biri de Cambridge Üniversitesi’nde çalışan genç bir Amerikalı araştırmacıydı. Adı James Watson’dı ve DNA’nın yapısını takıntılı bir şekilde araştırmaya başlamıştı.

Watson, Franklin’in sunumunda gördüğü bilgilerin bir kısmını hatırlayarak kendisi ve diğer Cambridge’deki DNA meraklısı Francis Crick, DNA’nın 3D ölçekli bir modelini oluşturdu. Bu modeli oluşturmayı, Linus Pauling’in 3D ölçekli bir model kullanarak alfa heliksinin keşfini yaptığından esinlenmişti.

Ancak Watson, Franklin’in sunumunda not almadığı için bazı ayrıntıları yanlış hatırladı ve model doğal olarak yanlış oldu.

Watson ve Crick, DNA araştırmacılarından King’s College’e modeli görmelerini istedi.

Ve hikayenin ana oyuncuları bir araya geldi, bunlar arasında:

• Londra King’s College’den Franklin, Wilkins ve Gosling
• Cambridge Cavendish Laboratuvarı’ndan Watson ve Crick
• Watson ve Crick’in modeli üçlü bir heliksteydi. Franklin, kesin sonuçlara işaret etmeyen X-ışını kırınım fotoğraflarından dolayı, DNA’nın heliks yapısını onaylamak için modelde bir şüphe buldu.

Ancak, Crick ve Watson, modeli daha da geliştirmeyi umuyordu ve King’s College’deki insanlara DNA’nın yapısı üzerinde işbirliği yapmak isteyip istemediklerini sordu, ancak Franklin ve Gosling istemedi.

Ruhu Bilen İkilinin İlişkisine Zehir

Ne yazık ki, aynı alanda, aynı laboratuvarda çalışan Maurice Wilkins ve Rosalind Franklin, birbirleriyle konuşmayı sonunda kestiler. DNA’nın yapısı üzerinde ayrı ayrı çalıştılar.

Gerginlik ilk olarak, Randall’ın Franklin’e Wilkins’in DNA üzerindeki çalışmasını devralacağını söylemiş olmasından kaynaklandı, ancak Wilkins’e bunu söylemedi. Wilkins’in Franklin’in varışından sonraki ilk bir veya iki hafta boyunca yokluğu, Franklin’in Gosling’in doktora danışmanlığını devraldığı zaman dilimine denk geldi.

Wilkins geri döndüğünde, Franklin onun araştırma alanına müdahale etmeye çalıştığını düşündü. Bu durum, Wilkins’in bir üst düzey bilim insanı olsa da, Franklin’in yöneticisi olmamasına rağmen, onunla zorlu bir ilişki yaşadığı için daha da zor oldu.

Öte yandan, Wilkins, Franklin’in DNA ekibine katıldığını düşündü ve Franklin’in iletişime geçmekte neden bu kadar isteksiz olduğunu anlayamadı.

Franklin ve Wilkins, birbirlerinin mantıksız davrandığına inanıyorlardı. Çekingen bir adam olan Wilkins, Franklin’in giderek artan düşmanlığından şaşkındı. Franklin, tartışmalı olabilen ve gerçekten hararetli tartışmalardan hoşlanabilen biriydi. Wilkins, bu tür karşılaşmalardan kaçınırdı, bu nedenle aralarında hiçbir şey netleşmedi.

Bu zehirli atmosfer, araştırma öğrencisi Gosling’i rahatsız bir durumda bıraktı.

Gosling, Randall’ın Franklin’in ve Wilkins’in rekabetinin laboratuvarın çalışma programına katkıda bulunacağını düşünerek, çatışmanın bilerek Randall tarafından kurgulandığına inanmıştı!

Gerçekte, hem Wilkins hem de Franklin mutsuzdu. King’s College’deki zehirli atmosferde, Franklin aşağı yukarı laboratuvar dışında ağlamıştı. Wilkins, ilişkilerini düzeltmeyi düşündü, ancak Franklin’in kendisine gösterdiği çetin kişilik, kendi çekingen kişiliğiyle birleşince, iyi niyetli niyetlerini her zaman engelliyordu.

Önemli İlerleme: İki Tür DNA

Franklin, Paris’teki deneyiminden yararlanarak, en iyi X-ışını kırınım fotoğraflarını çekmek için ekipman kurmaya başladı.

Yeni işindeki sekizinci ayın sonunda, Eylül 1951’de, hayati bir adım attı ve daha önce keşfedilmemiş ikinci bir DNA tipi keşfetti.

Franklin, DNA’nın yüksek nem seviyelerine maruz kaldığında yapısının değiştiğini buldu. Franklin, kendi ve araştırma öğrencisi Gosling tarafından keşfedilen yüksek nemli yapıyı “B DNA” olarak adlandırdı. Daha kuru yapı ise “A DNA” olarak adlandırıldı.

Şimdi, B DNA’nın nemli ortamlardaki canlı hücrelerde DNA’nın tipik yapısı olduğunu biliyoruz.

Keşfine bağlı olarak, Franklin daha önceki DNA X-ışını çalışmalarının beklenenden daha az faydalı olduğunu fark etti – DNA, A ve B tiplerinin karışımını içeriyordu ve bu da X-ışını kırınım fotoğraflarında bulanıklığa neden oluyordu.

Fotoğraf 51

2 Mayıs 1952’de Raymond Gosling, ünlü ve kötü şöhretli hale gelecek olan B DNA’nın X-ışını difraksiyon fotoğrafı olan Fotoğraf 51’i çekti. Yaklaşık bir ay sonra, Franklin, Londra’daki Birkbeck College’da X-ışın çalışması yapacağını Randall’a bildirdi.

Fotoğraf 51, X-ışını difraksiyonuyla tanıdık olan herkese ‘sarmal’ diye bağırmaktaydı. Bununla birlikte, A DNA’nın fotoğrafları daha net değildi ve Franklin’in mükemmeliyetçi tarafı bu durumu anlamak istiyordu.

Ocak 1953’te, Franklin’in ayrılığı yaklaşırken, Maurice Wilkins Gosling’in doktora danışmanı oldu. Gosling, Fotoğraf 51’i Wilkins’e gösterdi ve Wilkins’i iki şey karşısında şaşırttı: fotoğrafın keskinliği ve Franklin ve Gosling’in dışında sekiz ay boyunca hiç kimsenin bu fotoğrafı görmemiş olması.

Wilkins, Fotoğraf 51’i James Watson’a gösterdi. Watson, fotoğrafın keskinliğini hayranlıkla karşıladı ve DNA’nın sarmal yapısını net bir şekilde onayladığını not aldı, ancak başka bir şey yapamadı.

Fotoğraf 51, Watson’ın DNA’nın yapısını daha da acilen çözmeye yönelik kararlılığını artırdı, çünkü sarmal yapısı çok açıktı.

Crick ve Watson’ın Dönüşü

Ocak 1953’te Lawrence Bragg, Linus Pauling’in DNA’nın yapısı üzerinde çalıştığını öğrendi. Bragg, Pauling’e karşı uzun süredir devam eden bir düşmanlık besliyordu ve Pauling’in DNA yarışını kazanması onun için dayanılmazdı.

Bu nedenle, Bragg şimdi Crick ve Watson’a Pauling’i yenmeleri için DNA modeli çalışmalarına tekrar başlamalarına izin verdi.

Şubat 1953’ün ortalarında Crick, Franklin’in Medikal Araştırma Konseyi (MRC) için iki ay önce yazdığı bir raporu gördü. Rapor gizli değildi ve Crick de bir MRC destekli laboratuvarda çalışıyordu.

Önemli olan, Franklin’in raporunun DNA’nın kristal uzay grubunun yüz merkezli monoklinik olduğunu söylemesiydi. Crick anında bunun DNA’da zıt yönlere sahip iki eşleşen sarmal olduğu anlamına geldiğini anladı.

Bu arada, Watson DNA’nın bazlarının – genetik kodu taşıyan kimyasal gruplar – çift sarmal içinde mükemmel bir şekilde yerleştirileceğini keşfetti.

7 Mart 1953’e gelindiğinde, Crick ve Watson DNA kodunu çözmüştü.

Kaçırılan Fırsat

Franklin, DNA’nın yapısının keşfi için hayati veriler sağlamasına rağmen, kendi başına keşfetmeyi başaramadı. Geriye dönük olarak baktığımızda, onun yerleştirmediği iki önemli parça olduğunu biliyoruz.

İlk olarak, Dorothy Hodgkin’in yardımıyla, Franklin DNA’nın kristal uzay grubunun yüz merkezli monoklinik olduğunu bulmuştu. Ancak, bunun DNA’nın yapısı için tam olarak ne anlama geldiğini anlamamıştı, ancak laboratuvar notları, bununla ilgili düşünmeye başladığını gösteriyor.

İkinci olarak, bazların DNA yapısına nasıl yerleştirileceğini görememişti. Yine de laboratuvar notları, bu konuda yaklaşmakta olduğunu gösteriyordu.

Franklin daha sonra arkadaşı ve meslektaşı Aaron Klug’a, yatay diyadın önemini kaçırdığını üzüntüyle söyleyecekti.

Birkaç faktör tarafından engellendi:

• Lisans öğrencisiyken onun mükemmeliyetçi tarafı. Franklin, verilerinin tam matematiksel analizini yapmadan DNA’nın ölçek modelleriyle deney yapmaktan çekindi. Bir model kullanmayı düşündüğü zamana gelindiğinde ise çok geçti. Ancak Linus Pauling, model oluşturmanın keşif sürecinin ayrılmaz bir parçası olduğunu göstermişti.
• A DNA ile başa çıkmaya çalışıyordu ve bu X-ışını fotoğrafları, B DNA’nın fotoğraflarının sarmalı işaret etmekte daha az açık değildi. Francis Crick daha sonra şefkatle yazdığı gibi, A DNA’nın X-ışını görüntülerini görmemiş olmaktan memnun olduğunu çünkü endişelenirdi.
• Crick ve Watson gibi bir ekip değildi. Crick ve Watson saatlerce konuşuyor ve DNA hakkında durmaksızın tartışıyorlardı, ancak kin gütmeden. Ancak, King’s College’deki zehirli ortamda tartışmalar genellikle yıkıcıydı. Aslında, çok az tartışma vardı – iletişimsizlik normdu, Franklin ve öğrencisi Gosling dışında pek konuşma olmazdı.
• DNA’nın yapısını çözmek yaratıcılık gerektiriyordu. Tamamen mutsuzken bilimsel olarak yaratıcı olmak zordur.
• Franklin ve Gosling’in verileri, Crick ve Watson’ın keşfinde önemliydi. Birçok yorumcu, Franklin ve muhtemelen Gosling’in Watson ve Crick’in ünlü makalesinin ortak yazarları olması gerektiğini düşünüyor.

Ancak, Londra ve Cambridge’deki laboratuvarların başı olan Randall ve Bragg, araştırmacıların ayrı makaleler yazmaları konusunda anlaştı.

25 Nisan 1953’te Nature dergisinde üç makale yayınlandı: biri Watson ve Crick’ten, biri Wilkins, Stokes ve Wilson’dan, biri de Franklin ve Gosling’den. Aslında, laboratuvar başları ayrı makaleler yazma konusunda anlaşmış olsa da, Watson ve Crick, Franklin’in verilerinin keşiflerine olan katkısını çok daha dolgun bir şekilde kabul edebilirdi:

Ayrıca, King’s College, Londra’dan Dr. M. H. F. Wilkins ve Dr. R. E. Franklin ve meslektaşları tarafından yapılan yayınlanmamış deneysel sonuçlar ve fikirlerin genel doğasının etkisiyle de uyarlandık.

Franklin, Watson ve Crick’in keşfinin verilerine olan borcunu asla tam olarak anlamadı.

Crick ve Franklin arkadaş oldular; Crick ailesiyle tatile gider ve onların evine ziyaret ederdi.

Crick, Watson ve Wilkins, 1962 Nobel Tıp Ödülü’nü DNA’nın yapısının ve replikasyonunun keşfi için paylaştı. Rosalind Franklin, 1958’de öldü ve Nobel Ödülleri ölümünden sonra verilmez.

Tütün Mozaik Virüsü

Mart 1953’te Franklin, kendi araştırma grubunu yönetmek için Birkbeck College’a taşındı. Orada X-ışını difraksiyonunu kullanarak tütün mozaik virüsü ve diğer bitki virüslerinin 3B yapısını inceledi.

Aaron Klug’u ekibine kattı ve doktora öğrencileriyle birlikte bu alanda önemli katkılarda bulundu, tütün mozaik virüsünün tek bir RNA molekülünden oluştuğunu ve protein moleküllerinin helikal dizisine gömülü olduğunu keşfetti.

Bazı Kişisel Detaylar ve Son

Franklin evlenmedi ve çocuk sahibi olmadı. Arkadaşları, Paris’te çalıştığı laboratuvarın yöneticisi Jacques Mering’e aşık olduğunu düşündüler.

Onun kaderi genç yaşta ölmekti. İronik bir şekilde, kendi DNA’sının yıkıcı ajanı taşıyor olabilir – Askenazi Yahudileri yumurtalık kanserine yatkınlık gösterirler.

Ayrıca, X-ışını çalışmaları risk içeriyordu. Paris’te Marie Curie, radyasyon etkileri nedeniyle ölmüştü. Nobel Ödülü kazanan kızı Irène Joliot-Curie de aynı akıbete uğramış, diğer birçok Fransız araştırmacı da öyle.

Curie döneminden bu yana, güvenlik standartları geliştirilmekteydi. Bir ara Franklin, radyasyon izleme rozetinin aşırı X-ışını maruziyeti gösterdiği için Paris laboratuvarından bir süre yasaklanmıştı. King’s College’deki işçiler, X-ışını makinesi kullanıldığında yapması gereken kurşun önlüğü takmadığını fark ettiler. Ancak hiçbiri ona bunun için güven duymadı ve o, güvenlik kurallarını çiğneyen tek çalışan değildi.

Franklin, kanserinin son aşamalarında bile inanılmaz derecede cesurdu. Yürüyemeyince, Birkbeck’teki laboratuvarlar arasında merdivenlerde adeta sürünerek ilerledi, kanserin işini engellemesine izin vermemek için kararlıydı. Onun özverisi, birçok meslektaşını gözyaşlarına boğdu.

Rosalind Franklin, 16 Nisan 1958’de 37 yaşında, yumurtalık kanserinden Londra’da öldü. Londra’daki Willesden’deki Birleşik Yahudi Mezarlığı’ndaki Franklin aile mezarlığına defnedildi.

Kaynak: https://www.famousscientists.org/rosalind-franklin/

Görsel Kaynak: https://mavink.com/explore/Rosalind-Franklin-Drawing

Editör: Yasemin CANKAT