Tiedetöppäysjoulukalenteri 18: Linus Pauling ja helixmoka

Julkaistu: 18.12.2019 / Jari Mäkinen
Linus Pauling

Linus Pauling on varmasti eräs viime vuosisadan suurimpia tutkijoita. Hän sai kaksi Nobelin palkintoa, ja jos ei olisi töpännyt pahasti DNA:n rakenteen selittämisessä, olisi kolmaskin saattanut olla hänelle tarjolla.

 

Deoksiribonukleiinihappo, eli lyhyesti DNA, pitää sisällään kemiallisesti koodattuna kaikkien eliöiden solujen ja joidenkin virusten geneettisen perimätiedon. Sen periaatteet ja DNA:n  kaksoiskierreketjumaisen rakenteen löysivät Francis Crick ja James Watson vuonna 1953 ja saivat siitä Nobelin vuonna 1962.

Monilahjakkuus Linus Pauling oli 1950-luvulle mennessä ennättänyt jo keksimään paitsi nimeään kantavat ionisesti sidottujen materiaalien rakennetta määräävät säännöt, niin myös atomien orbitaalit ja elektronegatiivisuuden. Vaikka näillä oli suurta merkitystä fysiikankin puolella, oli Pauling ennen kaikkea kemisti – hänen ensimmäinen Nobelinsakin oli kemian palkinto, ja se annettiin silikaattien kaltaisten suurten epäorgaanisten rakenteiden rakenteen selvittämisestä.

Toinen Nobel oli rauhanpalkinto, mutta se olisi oman tarinansa väärti.

Pauling oli assistenttinsa Robert Coreyn kanssa tutkinut myös orgaanisen kemian puolella proteiinin osien ja aminohappojen molekyylirakenteita.

Yleisesti ottaen ennen 1950-luvun alkua tutkijat eivät välittäneet juurikaan DNA:sta. 20-luvulta alkaen tiedettiin, että geenit sijaitsevat kromosomeissa, jotka ovat soluissa olevia aminohappoja ja proteiineja. Useimmat ajattelivat, että proteiinit ovat tärkeämmässä osassa, koska vain ne voivat olla tarpeeksi monipuolisia. Yksinkertaiset aminohapot tuntuivat niihin verrattuna aivan liian primitiivisiltä.

Myös Pauling oli sitä mieltä, että juuri proteiinit ovat avain geenien ymmärtämiseen. Hän julkaisi keväällä 1951 samanaikaisesti seitsemän artikkelia, joissa hän kuvasi proteiinien rakenteita molekyylitasolla.

Tärkein niistä oli alfa-helix, kolmikierteinen perusmuoto.

Linus Paulingin DNA-malli

Pauling oli ensimmäinen tutkija, joka mallinsi nämä perusproteiinirakenteet molekyylitasolla. Hänen pitkäaikainen kilpailijansa Sir William Lawrence Bragg jäi juuri toiseksi. Myöhemmin Bragg nousi jälleen esiin, tosin vain siksi, että Watson ja Crick tulivat hänen laboratoriostaan.

Kiinnostavaa tämän tarinan kannalta on kuitenkin se, että Pauling päätyi ehdottamaan alfa-helix -rakennetta geeneille vastoin havaintojen antamia vinkkejä.

Oswald Avery oli julkaissut jo vuonna 1944 artikkelin pneumokokkibakteereilla tekemistään kokeista. Ne viittasivat siihen, että geenit olisivat aminohappoja. Pauling oli tietoinen näistä tuloksista, mutta päätti olla hyväksymättä niitä. Hän oli niin innostunut proteiineista ja halusi selittää geenit niillä.

Oli röntgenkuvia, jotka osoittivat selvästi kaksoiskierteen suuntaan, mutta Pauling tulkitsi ne liian epäselviksi. Sitten hän tulkitsi DNA:n tiheyden väärin, koska selvästikin ei halunnut uskoa siihen. 

Pauling oli kauniisti kolmoiskierteenä kuvailemiensa proteiinien sokaisema.

Ironista on se, että hän itse oli jo 40-luvulla miettinyt sitä, että geenit voisivat olla kaksi toisiaan tukevaa rakennetta, jotka voisivat kopioida toisiaan hieman samaan tapaan kuin Watson ja Crick myöhemmin selittivät.

Yksi asia on kuitenkin varmaa: Paulingin merkitys DNA:n rakenteen löytämisessä on merkittävä, koska kaikilla sen selvittämiseen osallistuneilla henkilöillä oli työpöydällään vuonna 1939 julkaistu Paulingin kirja The Nature of the Chemical Bond.

Paulingin muistiinpanoja

Paulingista ja DNA:n olemuksen selvittämisestä on netissä kerrassaan mainio sivusto: Linus Pauling and The Race for DNA. Yllä oleva sivu Paulingin muistiinpanoista on sieltä.

Tiedetöppäysjoulukalenteri

Tiedetuubin joulukalenteri vuonna 2019 esittelee tieteellisiä töppäyksiä sekä erehdyksiä: tietoisia huijauksia, puhtaita vahinkoja ja myös varsin onnekkaiksi osoittautuneita epäonnistumisia. Ne auttavat myös ymmärtämään miten tiede toimii – ja että tutkijatkin ovat ihmisiä.

Kaikki avautuneet luukut ovat täällä.