William T. Astbury – pionjär i röntgendiffraktion och DNA-struktur

Upptäck William T. Astbury — pionjär inom röntgendiffraktion och tidig DNA-strukturforskning. Hans banbrytande arbete banade väg för alfahelixens upptäckt och modern molekylärbiologi.

Författare: Leandro Alegsa

William Thomas Astbury FRS (Bill Astbury, 25 februari 1898, Longton - 4 juni 1961, Leeds) var en engelsk fysiker och molekylärbiolog.

Astbury gjorde tidiga röntgendiffraktionsstudier av biologiska molekyler. Hans arbete med keratin hjälpte Linus Pauling att upptäcka alfahelixen. Han studerade också DNA:s struktur 1937 och tog det första steget i arbetet med att ta reda på dess struktur.

Forskning och metoder

Astbury var en pionjär inom tillämpningen av röntgendiffraktion på biologiska fibrer. Genom att studera ordnade proteinfibrer, som keratin i hår och ull, utvecklade han tekniker för att tolka de diffraktionsmönster som bildas när röntgenstrålar träffar långa biomolekylära strukturer. De tidiga röntgenbilderna visade upprepade avstånd i materialet, vilket gav direkt information om den inre regelbundenheten i molekylerna.

När han undersökte DNA i slutet av 1930-talet såg Astbury karakteristiska diffraktionsmönster och noterade regelbundna upprepningar på cirka 3,4 Å (0,34 nm). Dessa observationer ledde honom till hypotesen att nukleinsyrorna hade en regelbunden, upprepad struktur där baserna låg tätt staplade – en bild som senare visade sig vara viktig för förståelsen av DNA som en strukturellt organiserad molekyl.

Vetenskaplig betydelse

Astburys arbete gav avgörande tidiga ledtrådar om hur biologiska makromolekyler är ordnade i rymden. Hans studier av keratin visade att proteiner kan anta repeterande och regelbundna strukturer, vilket var en viktig utgångspunkt för Linus Paulings teori om alfahelixen. På motsvarande sätt var hans diffraktionsbilder av DNA ett av de första empiriska tecknen på att DNA inte bara var en oordnad lång molekyl utan hade en inbyggd upprepning och potentiellt en spiralform.

Astbury var mindre tekniskt utrustad än senare röntgenforskare och hade inte tillgång till den högupplösta data som kom att bli avgörande i 1950‑talets genombrott. Trots detta banade hans noggranna experiment och tolkningar väg för senare arbeten av forskare som Maurice Wilkins, Rosalind Franklin, James Watson och Francis Crick.

Pedagogik, organisation och arv

Utöver sin egen forskning var Astbury känd för att främja tvärvetenskapligt samarbete mellan fysik, kemi och biologi. Han byggde upp forskningsmiljöer där röntgendiffraktion och strukturell analys av biologiska molekyler blev centrala verktyg. Hans insatser bidrog till att etablera begreppet att studera livsprocesser på molekylär nivå – det som senare blev den moderna molekylärbiologin.

Arvet efter Astbury syns i hur strukturell biologi utvecklades under 1900‑talet: många av de metoder och idéer han använde och förespråkade vidareutvecklades och ledde till avgörande upptäckter om proteiners och nukleinsyrors uppbyggnad. Han erkänns idag som en av pionjärerna som förde röntgendiffraktion in i biologin.

Personligt och senare år

Astbury var en flitig experimentator och en engagerad lärare som inspirerade flera generationer forskare. Han fortsatte sitt arbete fram till sin död 1961 i Leeds. Hans tidiga rön om både keratin och DNA räknas fortfarande som betydelsefulla steg i förståelsen av biomolekylär struktur.

  • Viktiga bidrag: utveckling av röntgendiffraktion för fibrer, tidiga strukturella insikter om keratin och DNA.
  • Inflytande: bidrog indirekt till Paulings alfahelix och lade grund för senare DNA‑strukturforskning.
  • Arv: banade väg för strukturell biologi och tvärvetenskapliga forskningsmiljöer.

Vägen till DNA

1937 skickade Torbjörn Caspersson från Sverige honom väl förberedda DNA-prover från kalvthymus. Det faktum att DNA gav upphov till ett diffraktionsmönster visade att det hade en regelbunden struktur. Astbury rapporterade att DNA:s struktur upprepades var 2,7 nanometer och att baserna låg platt, staplade, med 0,34 nanometer mellanrum. Vid ett symposium 1938 i Cold Spring Harbor påpekade Astbury att avståndet på 0,34 nanometer var detsamma som för aminosyror i polypeptidkedjor. I själva verket är avståndet mellan baserna i B-formen av DNA 0,332 nm.

1946 presenterade Astbury en artikel vid ett symposium i Cambridge där han sa: "En av vår tids stora biologiska utveckling är insikten om att den förmodligen mest grundläggande interaktionen av alla är den mellan proteiner och nukleinsyror". Han sade också att avståndet mellan nukleotiderna och avståndet mellan aminosyrorna i proteinerna "inte var en aritmetisk tillfällighet".

Astbury kunde inte föreslå DNA:s korrekta struktur utifrån sina uppgifter. 1952 använde Linus Pauling Astburys otillräckliga data för att föreslå en struktur för DNA, som också var felaktig. Astburys arbete uppmuntrade dock Maurice Wilkins, Raymond Gosling och Rosalind Franklin vid Kings College i London. Deras röntgenkristallografiska resultat användes av Francis Crick och James D. Watson för att identifiera DNA:s struktur 1953.



Sök
AlegsaOnline.com - 2020 / 2025 - License CC3