우리가 추정한 특수한 쌍이유전 물질의 복제 메커니즘을 시사한다

우리가 추정한 특수한 쌍이유전 물질의 복제 메커니즘을 시사한다

1928년 시카고의 가난한 가정에서 태어난 제임스 왓슨은 어릴 때부터 지능 분야에서 두각을 나타냈다. 평소에는 책에 파묻혀 친구들과 잘 지내지 못했다. 아버지는 출납원이었고 어머니는 시카고 대학의 비서였다. 시카고 대학은 재능 있는 학생들을 조기에 입학시키는 정책을 가지고 있었다. 왓슨은 시카고 대학에 들어갔을 때 15살이었다. 어렸을 때 새 관찰이 취미인 아버지를 따라온 왓슨은 조류학을 공부하려고 노력했다. 생물학과 3년 만에 대학을 졸업한 그는 조류학을 계속 공부하려고 했지만 곧 그의 관심은 줄어들었다. 그는 생화학을 공부하기 위해 하버드에 지원했으나 실패하고 캘리포니아 공과대학에 떨어졌다. 

그는 결국 인디애나 대학에서 연구 활동을 시작했고 1950년에 생화학 박사 학위를 받았다. 프랜시스 크릭은 1916년 영국 노샘프턴 근처의 작은 마을 웨스턴 파벨에서 신발을 만들어 파는 가정에서 태어났다. 그는 부모가 사준 백과사전을 읽으면서 과학에 대한 관심을 키우기 시작했다. 나이를 먹으면서 모든 것을 알아보는 것이 어떨지 생각해 보았다. 리틀 크릭은 10살 때부터 집에서 실험을 해왔다. 병에 담긴 폭발성 화합물을 실험해 보았지만 부모는 꾸짖지 않고 물에 띄우지 않는다는 원칙을 세워 이들을 격려했다. 그는 런던 대학에서 물리학을 공부했고, 그의 박사학위 취득 당시 독일의 폭격으로 그의 연구실이 파괴되자 그의 연구를 중단할 수밖에 없었다. 1947년 케임브리지 대학에 진학한 크릭은 생물학으로 분야를 바꾸고 1949년부터 카벤디시 연구소에서 공부했다. 

크릭은 나중에 왓슨을 처음 만났을 때를 떠올렸다. "그와 나는 쉽게 친구가 되었다. 상호 관심의 영역은 놀라울 정도로 비슷했고, 우리 둘 다 젊다는 냉소성, 조급함, 오만함을 가지고 있는 것 같았는데, 물론 너그러움이라는 생각은 견딜 수 없었다. 처음 만난 순간은 정확히 기억나지 않지만 처음 2, 3일 동안 이렇게 많은 대화를 나누었던 기억이 선명하다고 말했다. 이후 두 사람은 매일 점심을 함께 하며 실험실에서 쉬지 않고 이야기를 나눴다. 이번에도 크릭의 회고록이다. "그는 내가 처음 만난 사람으로 생물학을 생각했다. 그리고 그는 나와 같은 생각을 한 최초의 사람이기도 했다." 사진을 보자마자 입이 열리며 맥박이 마구 뛰기 시작했다. 그 패턴은 전에 찍은 것보다 간단했다. 더구나 사진에 뚜렷하게 드러난 검은 X자 모양의 모습은 나선 구조에서만 나올 수 있었다." 제임스 왓슨은 로잘린드 프랭클린의 새로운 B형 DNA X선 회전을 보여주면서 상기했다. 당시 왓슨과 크릭은 사실상 미국의 라이너스 폴링과 경쟁하고 있었다. 

"만약 그가 DNA 사진을 얻기 위해 조수(리너스)를 보냈다면, 그가 있는 곳에서 DNA 구조가 발견되었을 겁니다. 리누스는 기껏해야 일주일 정도 만에 DNA의 구조를 파악했을 겁니다."폴링은 1953년 2월 발표한 논문에서 DNA를 "각 체인이 나사로 만들어지는 3단계 체인 구조"라고 묘사했다. 그러나 폴링이 발표한 구조모델은 원자가 너무 밀도가 높아 기본적인 화학적 조건을 충족시킬 수 없고 수소 원자가 인산과 밀접하게 결합되어 있다는 단점을 가지고 있었다. 폴링이 말하는 핵산은 어떤 의미에서는 전혀 산성이 아니었다. 폴링의 구조 모델은 DNA가 어떻게 유전 정보를 가지고 있는지 설명하지 않았다. 영국에서 얻은 X선 회절 패턴은 캠브리지와 런던의 실험실이 미국 연구자들이 사용하는 것보다 X선 회전에 더 뛰어났기 때문에 훨씬 더 선명했다. 

런던에서 케임브리지로 돌아온 왓슨은 크릭과 함께 DNA 구조 모델을 고안하기 위한 노력을 강화했다. 1953년 2월 28일 저녁이었다. "아데닌과 티민 쌍이 두 개의 수소 결합에 묶여 있고, 구아닌과 사이토신 쌍이 적어도 두 개의 수소 결합에 묶여 있다면 모양은 똑같을 것이라는 것을 나는 갑자기 알았다. 그리고 이 수소 결합은 자연스럽게 형성되는 것 같았다. 두 개의 염기쌍을 똑같이 보이게 하려고 할 필요는 없었다. 세 가닥이 아니라 두 가닥이 한 분자로 짝을 이루어야 했고, 한 가닥은 떨어져야 했고, 다른 한 가닥은 위로 올라가야 했다. 3월 7일 180cm가 넘는 DNA 분자 모형이 완성되었다. 리누스 폴링도 4월 초 캠브리지에 와서 모델을 보고 그것이 옳다는 데 의견을 같이했다. 왓슨과 크릭은 4월 2일 네이처에 논문을 보냈고, 결국 4월 25일호에 실렸다. 신문의 중요한 문장은 다음과 같다. "우리는 우리가 추정하는 특별한 쌍이 유전 물질의 복제 메커니즘을 암시하고 있음을 알 수 있다."