ما هو علم (DNA) الذي يحدد جذر الانتماء البشري

ما هو علم (DNA) الذي يحدد جذر الانتماء البشري

لتوضيح حقيقة المفارقة العلمية بأن واطسون وكرك ليسا هما فقط من له شرف تحقيق نصر تحديد تركيب الـ (DNA) يمكن أن نستخدم الوصف المختصر لجزيء (DNA)الذي دار عليه مدار مقالهما العلمي الشهير في مجلة (Nature) ومن ثم نتتبع كم من المعلومات الجديدة التي أضافها واطسون وكرك.

يمكن وصف جزئ (DNA)وتشبيهه بالسلم الملتوي أو المفتول...الأعمدة الخارجية للسلم تمثل الدعامة الهيكلية لهذا المركب والمكون من جزيئات السكر والفوسفات المتبادلة في حين تشكل درجات السلم الداخلية الروابط الهيدروجينية القائمة بين أربعه أحماض نووية موزعة بشكل ثابت تحقق التوافق بين الأسس الآزوتية الأربعة...A مع G , T مع C .

هذا بصورة عامة الهيكل البنائي الذي توصل العالمان إلى استنتاجه وتخمينه ولكن ليس استكشافه مختبريا ً حيث أن كل جزئية تقريبا ً في هذا الوصف سبقهما إليها علماء آخرون... فأنجزهما في الواقع جمع ونظم حبات عقد اللؤلؤ لكن لا فضل لهما في ثقب الحبات فضلا عن الغوص لاستخراج محارها.
1 - لو أخذنا مثالاً كون الـ (DNA) مكون من أحماض نووية فهذه الحقيقة العلمية مكتشفة منذ أكثر من قرن تقريبا من نشر تركيب
الـــ (DNA) حيث استطاع الكيميائي الألماني (Miescher) من عزل هذه الجزيئات وتحديد صفاتها ولقد أطلق عليها اسم الأحماض النووية لأنه عزل هذه المادة الكيميائية الجديدة من نويات كريات الدم البيضاء . ومن ذلك الحين تم الربط لأول مرة بين الـ (DNA) وانتقال الخواص الوراثية .
2 - ومنذ مستهل القرن العشرين أوضح التحليل الكيميائي التقليدي أن الوحدات البنائية لــ (DNA) تحتوي على مجموعة الفوسفات ومجموعة سكر منقوص الأكسجين و الأربع قواعد الكيميائية السابقة الذكر.....
وخلال هذه الفترة اقترح عالم يدعى (Levene) من معهد روكفيلر في نيويورك أن هذه الوحدات الكيميائية متحدة مع بعضها لتكون ما اسماه النيكلوتيدات التي ترتبط مع بعضها بعض لتكون سلاسل عملاقة تشكل الـ (DNA)الأمر الذي أثبتته مجموعة بحثية في جامعة كمبردج برئاسة عالم الكيمياء الحيوية (Alexander Todd) في أواخر الأربعينيات الماضية.
3- قبل ذلك ببضع سنين استطاع الكيميائي النمساوي (Chargraff) متسلحا ً بتقنية الفصل الكروماتوغرافي الورقي الوصول الى قاعدته المشهورة:
في أي جزيء (DNA) لنفس الصنف الحي (...إن كمية الحمض النووي (A) تكون مساوية لكمية الحمض النووي (T) وبالمثل كمية الحمض © تساوي كمية الحمض (G)...)
مما يعكس أن هذه الأزواج متلازمة دائما ً.

من الاستعراض السابق يتبين لنا بشكل لا يمكن إنكاره أن التركيب الكيميائي للوحدات البنائية لجزئ الـ (DNA) كان معروفا بشكل كبير قبل الخمسينات من القرن الماضي و لا دور لواطسون وزميلة أومن بعدهم في اكتشاف أي من ذلك.
لكن السؤال الذي يطرح نفسه هو..إذا لم يسهم واطسون وزميلة في معرفة المكونات الكيميائية لـ… (DNA)
فهل كان إنجازهم تحديد طبيعة التوزع البنائي والفراغي لهذه المكونات والوحدات التركيبية داخل جزيء الـ (DNA)

للإجابة على هذا التساؤل لا بدَّ من الإشارة إلى أن الدور الأساسي والفعال للكشف عن طبيعة التركيب البنائي والفراغي للعديد من المركبات العضوية الكبيرة والمعقدة كان بلا منازع من نصيب تقنية حيود الأشعة السينية (X-ray diffraction) التي استخدمت بواسطة العالمة الانجليزي (Hodgkin) لتحديد تركيب البنسلين وفيتامين (B12)....

لقد بدأ الاهتمام بدراسة الـ (DNA) بهذه التقنية مبكرا ًنوعا ما حيث قام العالم (Astbury) بالتقاط أول الصور السينية لـ (DNA)
في عام (1938) لكن أبحاثه تعرضت للانقطاع بسبب اندلاع الحرب العلمية الثانية.....

بعد نهاية الحرب العالمية الثانية وفي أواخر الأربعينيات عاد الاهتمام الكبير لدراسة و تحديد تركيب الـ (DNA) حيث انطلق تنافس تاريخي محموم بين ثلاثة مجامع بحثية كلٌ منها يسعى للظفر بهذا الفتح العلمي الكبير…تفاصيل هذا السباق موجودة في كتاب واطسون
( اللولبي المزدوج) وفي مذكرات (Pauling) وكذلك في كتاب كريك الذي منحه اسم معبر(المطاردة المجنونة)

الفريق البحثي الأول
كان في لندن في كلية الملك (King’s College) بزعامة كل ٍ من (Rosalind & Wilkins) اللذين حصلا على أفضل وأوضح الصور بالأشعة السينية لـ (DNA) والتي سوف تكون الملهم الحقيقي لفكرة التركيب اللولبي لــ(DNA)

الفريق البحثي الثاني
كان في لوس انجلوس في الولايات المتحدة الأمريكية بقيادة الكيميائي الأمريكي الأسطورة (Pauling) من معهد كاليفورنيا التكنولوجي الباحث الفذ الذي يعده العديد من المؤرخين أهم كيميائي أمريكي على الإطلاق ذو الإسهامات العلمية المتعددة...حيث كانت دراسته لـ (DNA)في الواقع تكملة لإنجازه الفريد الأخر وهو تحديد طبيعة التركيب الحلزوني للبروتين فيما عرف لاحقا ً باسم (protein α helix)

الفريق البحثي الثالث
كان في معهد (كافندش) بجامعة كمبردج العريقة حيث تولى عملية البحث كلٌ من كريك( تذكر المصادرأن كرك حتى عام ( 1947) كان لا يعلم أي شيء عن البيولوجيا أو الكيمياء العضوية و الحيوية كونه كان مختص بالفيزياء)(عن www.nobel.se) و واطسون (الحاصل قريبا على الدكتوراه والمتوجة لإكمال دراسته لما بعد الدكتورة)....تحت إشراف السير(Lawrence Bragg) الفيزيائي الشهير مكتشف تقنية حيود الأشعة مع والدة (وليم براغ) .


كانت بداية انطلاق فريق كمبردج ضعيفة جدا ًحيث فشلت محاولاتهم الأولية لدراسة الـ (DNA) لدرجة أن بعض المصادر تذكر أن مدير المعهد السيرلورنس براغ حرم وحظر واطسون وكرك من الاستمرار في البحث في تركيب الـ (DNA) هذا التصرف من براغ ربما لأنه لم يرد هزيمة أخرى على يد بولنج الذي سبقه في تحديد تركيب المركبات الغير عضوية الضخمة مثل السيليكات و المركبات العضوية الضخمة مثل البروتينات.
لذا ربما أراد (Bragg) أن يكون مستوى البحث في معهده على أعلى مستوى و لذلك عندما أحسّ في أول الأمر بضعف واطسون و كرك منعهما من الاستمرار في دراسة الـ (DNA)

لكن في الواقع كما أفصح لاحقا ً العالم كرك كان سرُّ نجاحهما هو حسن الاختيار و الإبقاء على المشكلة العلمية الصحية أي أنهما تجاهلا نهي
(Bragg) واستمرا في أبحاثهما في المستوى النظري على الأقل باستخدام تقنية بناء النماذج والمجسمات (models) بالرغم من نفي واطسون (المفتقر للأمانة العلمية) لدور مجموعة (King’s College) في أعطائه مع كرك للمعلومات العلمية الحاسمة لتحديد تركب
الـ (DNA)...إلا أن الشواهد التاريخية والوثائق والمقابلات الشخصية للأشخاص المشاركين في هذا السباق العلمي تشير بلا شك الى أن اللحظة الحاسمة في هذا البحث كانت في أواخر عام (1951)...عندما ألقت (Rosalind) محاضرة علمية بحضور واطسون ذكرت فيها أن دراستها لصور الأشعة السينية لـ (DNA)تشير الى وجود الشكل الحلزوني...

اللحظة الحازمة الأخرى كانت الزيارة الشهيرة التي قام بها واطسون لمختبر كلية الملك حيث قام (Wilkins) بسذاجة و لا مبالاة غريبة بالسماح لواطسون بمشاهدة الصور الفريدة والدقيقة التي أنتجتها (Rosalind) والتي تشير بوضوح كبير الى الطبيعة الحلزونية
لـ (DNA) بدلالة وجود شكل (×) في وسط الصورة …وإذا تذكرنا أن هناك تسابق و تنافس محموم بين المجامع البحثية الثلاثة في لندن وكمبردج ولوس انجلوس للوصول الى تركيب
الـ (DNA) فانه لأمر محير تفسير الخطأ القاتل والسذاجة الكبيرة لـ (Wilkins) الذي أخلَّ بالأمانة العلمية وقام بإعطاء معلومات علمية حاسمة دون أخذ الموافقة أو حتى الاستشارة من الشخص الذي أنتجها .

ولعل مما يفسر هذه اللامبالاة الغريبة ما نشر في الأعوام الماضية في كتاب عن سيرة (Rosalind) تحت عنوان
(روزالند فرانكلن سيدة الـ (DNA)القاتمة) و الذي يكشف الستار عن العلاقة الجافة و التنافر وتبادل الكراهية من أول نظرة كما يقال بين روزالند وشريكها في البحث ولكنس لدرجة أنهما في بعض الأحيان عملا بشكل منفصل و مستقل عن بعضهما بعض بالرغم من اشتراكهما في نفس موضوع البحث .

في المقابل كان وضع واطسون وكرك أفضل حالا ً حيث استفادا كثيرا ً ليس فقط من صور روزالند الدقيقة ولكن أيضا ً من حساباتها ونتائجها التي تمكن الرجلان من اختلاسها من تقرير أرسلته روزالند الى مجلس الأبحاث الطبية حيث حوى التقرير معلومات غاية في الأهمية عن طول الوحدات البنائية (درجات السلم) لـ (DNA) وعن زاوية انحدارها وكذلك عدد الدرجات اللازمة لتشكيل دورة واحدة من السلم الحلزوني...
من هذا وذلك يتبين لنا أن الركنين الأساسيين المشتركان في نسج خيوط الحبكة الدرامية لاكتشاف تركيب الـ (DNA) هما :


( تحديد المكونات الكيميائية الأولية) و (التواجد البنائي والفراغي لهذه المكونات)


وكلا المحورين كما رأينا تم استنباطهما من نتائج تجارب و أبحاث علماء آخرين...

قد يحاجج بعض المؤرخين إلى أن الإضافة الجديدة التي أسهم بها هذان العالمان ليس في مجال إجراء التجارب العلمية بحد ذاتها ولكن في فكرة تصميم النماذج والمجسمات باستخدام قصاصات الورق والقضبان المعدنية لإعطاء تصور محسوس لطبيعة تركيب الـ (DNA)

لكن الحق يقال.....حتى هذا الإبداع والتجديد و التوضيح العلمي (demonstration) في تقريب تصوير التركيب الكيميائي والفراغي
لـ (DNA) لم يكن من بنات أفكارهما ...!!!فلقد استخدم هذه الطريقة قبل ذلك بسنوات منافسهما العالم (بولنج) عندما افلح في تطوير نموذج و مجسم لتركيب بروتين ألفا كما ذكرنا سابقا...كذلك استخدمه بولنج مع الـ (DNA) لكنه وقع في خطأ مزدوج حيث استخدم ثلاث جدائل لولبية بدلا من جديلتين و أيضا أخطأ بجعل وحدات الأسس الآزوتية على الطرف الخارجي بدلاً من وضعها في مركز ومحور السلم.
هذا الخطأ الأخير صححه (باعتراف واطسون وزميلة) العالم (Fraser) وكان في ذلك الوقت طالب دكتوراه في (King’s College) (...حتى هذا التصحيح استقياه من الغير..) هذا التصحيح أعطى فكرة هامة عن دور الروابط الهيدروجينية في إبقاء مكونات الجزيء الحيوي مترابطة