William Astbury 1898–1961 angleški fizik in pionir rentgenske difrakcije DNK
William Thomas Astbury FRS (Bill Astbury, 25. februar 1898, Longton - 4. junij 1961, Leeds) je bil angleški fizik in molekularni biolog.
Astbury je opravil prve študije rentgenske difrakcije bioloških molekul. Njegovo delo na keratinu je Linusu Paulingu pomagalo odkriti vijačnico alfa. Leta 1937 je preučil tudi strukturo DNK in naredil prvi korak pri določanju njene strukture.
Raziskovalno delo in metode
Astbury je bil pionir uporabe rentgenske difrakcije za preučevanje makromolekul, predvsem beljakovin in nukleinskih kislin. Delal je z vlaknastimi preparati in je razvil tehnike priprave orientiranih vzorcev ter analize difrakcijskih vzorcev (meridionalne in ekvatorialne refleksije). Njegove meritve so pokazale ponavljajoče se razdalje v molekulah, kar je bilo ključno za razumevanje organizacije zgradbe na atomski ravni.
Prispevek k razumevanju DNK
V delu iz leta 1937 je Astbury opazil značilno ponavljanje na razdalji okoli 3,4 Å v vlaknih DNK in predlagal, da so baze naložene ena nad drugo, kot »kupček kovancev«. Čeprav ni oblikoval končne helicalne strukture DNK, je njegov opaženi periodični vzorec in ideja o točnem urejenju baz bistveno prispevala k poznejšim modelom, ki so jih razvili raziskovalci kot sta Watson in Crick ter drugi.
Vpliv na preučevanje beljakovin
Astburyvo delo na keratinu je pokazalo, da beljakovine vsebujejo ponavljajoče se strukturne motive. To poznavanje periodičnosti v beljakovinah je bilo ena izmed pomembnih izhodišč za Linusa Paulinga pri odkritju alfa-vijačnice. Astbury je torej posredno pripomogel k razvoju konformacijskih modelov beljakovin.
Položaj, izobraževanje in zapuščina
Astbury je večino svoje kariere preživel na Univerzi v Leedsu, kjer je vzpostavil laboratorij za rentgensko preučevanje bioloških makromolekul in vzgajal generacijo raziskovalcev na presečišču fizike in biologije. Za svoje delo je bil priznan kot Fellow Kraljeve družbe (FRS). Njegovo ime nosi tudi Astbury Centre for Structural Molecular Biology na Univerzi v Leedsu, kar priča o trajnem vplivu njegovih prispevkov na področju strukturne biologije.
Pomen
Astbury je bil eden prvih, ki je pokazal, da je mogoče s tehnikami fizike pridobiti neposredne informacije o zgradbi bioloških makromolekul. Njegove metodološke inovacije in zgodnja opažanja so odprla pot kasnejšim velikim odkritjem v strukturalni biologiji in molekularni genetiki.
Pot do DNK
Leta 1937 mu je Torbjörn Caspersson iz Švedske poslal dobro pripravljene vzorce DNK iz telečjega timusa. Dejstvo, da je DNK ustvarila difrakcijski vzorec, je pokazalo, da ima pravilno strukturo. Astbury je poročal, da se struktura DNK ponovi na vsakih 2,7 nanometra in da baze ležijo ravno, zložene druga za drugo, v razmiku 0,34 nanometra. Na simpoziju leta 1938 v Cold Spring Harborju je Astbury poudaril, da je razmik 0,34 nanometra enak razmiku aminokislin v polipeptidnih verigah. V resnici je razmik med bazami v obliki B DNK 0,332 nm.
Leta 1946 je Astbury na simpoziju v Cambridgeu predstavil prispevek, v katerem je dejal: "Eden od velikih bioloških dosežkov našega časa je spoznanje, da je verjetno najbolj temeljna interakcija med proteini in nukleinskimi kislinami". Dejal je tudi, da razmik med nukleotidi in razmik med aminokislinami v beljakovinah "ni aritmetično naključje".
Astbury na podlagi svojih podatkov ni mogel predlagati pravilne strukture DNK. Leta 1952 pa je Linus Pauling na podlagi Astburyjevih nezadostnih podatkov predlagal strukturo DNK, ki je bila prav tako napačna. Kljub temu je Astburyjevo delo spodbudilo Mauricea Wilkinsa, Raymonda Goslinga in Rosalind Franklin na Kings Collegeu v Londonu. Njihove rezultate rentgenske kristalografije sta Francis Crick in James D. Watson leta 1953 uporabila za določitev strukture DNK.
