ما هو نموذج الحلزون المزدوج للحمض النووي؟
إن إدراك (Chargaff) أن (A = T و C = G) جنبًا إلى جنب مع بعض أعمال علم البلورات بالأشعة السينية ذات الأهمية الحاسمة للباحثين الإنجليز روزاليند فرانكلين وموريس ويلكنز، ساهم في اشتقاق واطسون وكريك للنموذج الحلزوني المزدوج الأبعاد ثلاثي الأبعاد لهيكل الحمض النووي، حيث أصبح اكتشاف واتسون وكريك ممكنًا أيضًا من خلال التطورات الحديثة في بناء النماذج أو تجميع الهياكل ثلاثية الأبعاد المحتملة بناءً على المسافات الجزيئية وزوايا الروابط المعروفة، وهي تقنية طورها عالم الكيمياء الحيوية الأمريكي لينوس بولينج.
في الواقع كان واتسون وكريك قلقين من أن يتم إغراقهم بواسطة باولينج، الذي اقترح نموذجًا مختلفًا للبنية ثلاثية الأبعاد للحمض النووي قبل أشهر فقط من قيامهم بذلك، باستخدام فتحات من الورق المقوى تمثل المكونات الكيميائية الفردية للقواعد الأربعة والوحدات الفرعية للنيوكليوتيدات الأخرى، تم تضليلهم لفترة من خلال فهم خاطئ لكيفية تكوين العناصر المختلفة في الثايمين والجوانين (على وجه التحديد، حلقات الكربون والنيتروجين والهيدروجين والأكسجين).
فقط بناءً على اقتراح العالم الأمريكي جيري دونوهو قرر واتسون عمل فتحات كرتون جديدة للقاعدتين، لمعرفة ما إذا كان التكوين الذري المختلف سيحدث فرقًا إذ لم يقتصر الأمر على أن القواعد التكميلية الآن تتلائم معًا تمامًا (أي، A مع T وC مع G) مع كل زوج متماسك معًا بواسطة روابط هيدروجينية، ولكن الهيكل يعكس أيضًا قاعدة (Chargaff) للحمض النووي، لكن في النهاية كانت تنبؤات بولينج غير صحيحة.
إحدى الطرق التي طورها العلماء في نموذج واطسون وكريك هي من خلال تحديد ثلاثة مطابقة مختلفة للحلزون المزدوج للحمض النووي، وبعبارة أخرى يمكن أن تختلف الأشكال الهندسية الدقيقة وأبعاد اللولب المزدوج، حيث يُعرف التشكل الأكثر شيوعًا في معظم الخلايا الحية باسم (B-DNA)، وهناك أيضًا نوعان من المطابقات الأخرى: (A-DNA)، وهو شكل أقصر وأوسع تم العثور عليه في عينات مجففة من الحمض النووي ونادرًا ما يكون في ظروف فسيولوجية عادية و(Z-DNA) تشبيه أعسر، وهو شكل عابر من الحمض النووي موجود أحيانًا فقط استجابة لأنواع معينة من النشاط البيولوجي.
تم اكتشاف (Z-DNA) لأول مرة في عام 1979، ولكن تم تجاهل وجوده إلى حد كبير حتى وقت قريب، إذ اكتشف العلماء منذ ذلك الحين أن بعض البروتينات ترتبط بشدة بـ (Z-DNA)، مما يشير إلى أن (Z-DNA) يلعب دورًا بيولوجيًا مهمًا في الحماية من الأمراض الفيروسية.