Rosalind Franklin

Rosalind Franklin’in kimliği ve bilim dünyasındaki yeri

Rosalind Franklin, İngiliz bir kimyager ve X-ışını kristalografisiydi. Çalışmalarının merkezinde, maddelerin moleküler yapısını deneysel veriler üzerinden anlamak vardı. DNA ve RNA gibi yaşamla ilişkili moleküllerin yanı sıra virüsler, kömür ve grafit üzerinde de araştırmalar yaptı. Bu çeşitlilik, onu yalnızca DNA araştırmalarıyla anılan bir bilim insanı olmaktan çıkarır.

Franklin’in bilim dünyasındaki özel yeri, karmaşık moleküllerin yapısını doğrudan gözlemlemek yerine onların oluşturduğu X-ışını kırınım desenlerini dikkatle yorumlamasından kaynaklanır. Bir molekül düzenli bir yapıya sahipse, X-ışınları örnekten geçerken belirli biçimlerde saçılır ve geride bir desen bırakır. Araştırmacı bu deseni inceleyerek molekülün biçimi, düzeni ve bazı yapısal özellikleri hakkında çıkarım yapabilir. Franklin, özellikle DNA liflerinde daha kaliteli görüntüler elde etmek için deney düzeneğini geliştirdi ve örneğin nemini kontrol ederek farklı DNA biçimlerini ayırt etti.

Bunun somut bir örneği, DNA’nın nem oranına göre iki farklı biçimde bulunabildiğini göstermesidir. Daha nemli koşullarda uzun ve ince, daha kuru koşullarda ise kısa ve kalın lifler gözlemledi. Ayrıca DNA’daki fosfat gruplarının molekülün dış kısmında bulunduğunu belirledi. Bu tür deneysel bulgular, daha sonra DNA için önerilen yapısal modellerin sınırlarını ve temel özelliklerini belirlemede kullanıldı. Franklin’in döneminde kadın araştırmacıların bilim kurumlarındaki görünürlüğü bugüne kıyasla daha sınırlıydı; bu nedenle yaşamı ve katkıları, bilimde emeğin ve tanınmanın nasıl dağıldığı tartışmalarıyla da birlikte değerlendirilir.

Eğitimi ve mesleki yaşamının temel dönüm noktaları

Franklin, 1941’de Cambridge Üniversitesi’ne bağlı Newnham College’dan doğa bilimleri diploması aldı. Fizikokimya alanında doktora çalışmasına başladıktan sonra 1942’de British Coal Utilisation Research Association’da araştırma görevine geçti. Kömür üzerine yaptığı çalışmalar doktora derecesini 1945’te Cambridge’den almasına katkı sağladı.

1947’de Paris’te, Jacques Mering’in yanında doktora sonrası araştırmacı olarak çalışmaya başladı ve burada X-ışını kristalografisindeki deneysel yetkinliğini geliştirdi. 1951’de King’s College London’daki Medical Research Council Biyofizik Birimi’ne araştırma görevlisi olarak katıldı. Başlangıçta protein ve lipitler üzerinde çalışması planlanırken DNA liflerinin X-ışını kırınımını incelemeye yönlendirildi. 1953’te Birkbeck College’a geçti; burada John Desmond Bernal ile birlikte virüslerin moleküler yapılarını araştırdı.

X-ışını kristalografisi çalışmaları

X-ışını kristalografisi, düzenli bir örneğin iç yapısı hakkında bilgi edinmek için X-ışınlarının oluşturduğu kırınım desenlerini inceleyen bir yöntemdir. Temel amacı, doğrudan görülemeyecek kadar küçük yapıların düzenini deneysel ölçümlerden hareketle çözümlemektir. İleri düzey kuramı ve uygulamaları ayrı bir uzmanlık alanıdır; burada önemli olan, yöntemin Franklin’in araştırmalarında nasıl kullanıldığıdır.

Bir X-ışını demeti, molekülleri belirli bir düzende bulunan örneğe yöneltilir. Moleküllerin içindeki atomların düzeni, ışının farklı yönlere saçılmasına neden olur. Bu saçılmalar bir film ya da görüntü üzerinde desen oluşturur. Desenin biçimi, molekülün uzaydaki düzeni hakkında ipuçları verir. Ancak bu sonuç, tek başına hazır bir model anlamına gelmez; araştırmacının nem, örnek kalitesi ve deney koşullarını kontrol etmesi, ardından veriyi dikkatli biçimde yorumlaması gerekir.

Franklin’in katkısı yalnızca görüntü almakla sınırlı değildi. King’s College London’da kullanılacak düzeneği iyileştirdi; ince odaklı X-ışını tüpünü ve mikrokamerayı dikkatle ayarladı. Ayrıca farklı doymuş tuz çözeltilerinden yararlanarak kamera içindeki nemi kontrol eden bir düzenek hazırladı. Bu kontrol, DNA liflerinin farklı nem düzeylerinde farklı yapısal görünümler sergilediğini ortaya çıkarmasını sağladı.

Örneğin Franklin, DNA örneğinin bağıl nem yüzde 75’in üzerindeyken uzun ve ince, daha kuru koşullarda ise kısa ve kalın hâle geldiğini belirledi. Böylece aynı molekülün deney koşullarına bağlı olarak farklı görünümler verebileceğini gösterdi. DNA’nın A ve B biçimleri olarak adlandırdığı bu görünümler, sonraki yapısal yorumlar için önemli deneysel dayanaklar oluşturdu.

DNA yapısının anlaşılmasına katkıları

DNA’nın yapısını anlamak, molekülün atomlarının ve zincirlerinin uzaydaki düzenini açıklamayı gerektirir. Franklin bu soruya, DNA liflerinden elde edilen X-ışını kırınım verilerini inceleyerek yaklaştı. Deneysel sonuçları, DNA’nın sarmal bir yapıya sahip olabileceğine, fosfat gruplarının dışta bulunduğuna ve molekülün farklı nem koşullarında iki biçimde görülebildiğine işaret ediyordu.

Franklin’in 1951’de sunduğu veriler, DNA’nın A ve B biçimleri hakkında önemli bilgiler içeriyordu. Ayrıca moleküldeki su miktarının yapının kararlılığıyla ilişkili olabileceğini ortaya koydu. Bu bulgular, DNA hakkında model kurmaya çalışan araştırmacılar için temel yapısal sınırlar sağladı: Fosfatların nerede bulunabileceği, molekülün sarmal niteliği ve farklı koşullarda neden farklı kırınım desenleri oluştuğu daha anlaşılır hâle geldi.

Bu katkının en bilinen örneği, B-DNA’ya ait X-ışını kırınım görüntüsü olan Fotoğraf 51’dir. Görüntü Raymond Gosling tarafından Franklin’in yürüttüğü çalışma sırasında elde edildi ve DNA’nın sarmal düzeni hakkında güçlü bir kanıt sağladı. Fotoğrafın önemi, tek başına bütün yapıyı açıklamasından değil, diğer ölçümlerle birlikte DNA için sarmal bir model kurulmasını desteklemesinden kaynaklanıyordu.

Watson ve Crick’in 1953’te yayımladığı modelde Franklin ve Gosling’in verilerinden yararlanıldı. Franklin’in kendi yazışmaları ve notları da onun DNA’nın sarmal niteliğini ve iki zincir olasılığını değerlendirdiğini gösterir; ancak zincirlerin tam örgütlenmesini ve baz eşleşmesinin biyolojik anlamını tamamlamaya zamanı yetmedi. DNA’nın çift sarmal yapısının ayrıntılı keşif süreci için DNA’nın kendini eşlemesi konusundaki ayrı incelemeye bakılabilir.

Virüsler ve kömürle ilgili araştırmaları

Franklin’in bilimsel çalışmaları DNA’dan önce ve sonra farklı maddelere uzandı. 1942’de British Coal Utilisation Research Association’da kömür üzerine araştırma yaptı; bu çalışmalar, 1945’te Cambridge’den doktora derecesi almasına katkı sağladı. Kömür ve grafitin moleküler yapıları üzerindeki çalışmaları, onun maddelerin yapısını fizikokimya ve X-ışını yöntemleriyle inceleme becerisini geliştirdi.

Birkbeck College’da ise John Desmond Bernal ile birlikte virüslerin moleküler yapılarını araştırdı. Özellikle RNA taşıyan tütün mozaik virüsü üzerinde X-ışını kristalografisini kullandı. Franklin, virüs parçacıklarının aynı uzunlukta olduğunu ve aynı sayıda protein alt birimine sahip bulunduğunu gösterdi; bu sonuç, dönemin bazı görüşleriyle çelişse de daha sonra doğru kabul edildi. Ekibi 1956’da virüsün dış örtüsünün sarmal biçimde düzenlenmiş protein moleküllerinden oluştuğunu yayımladı. Ayrıca RNA’nın tütün mozaik virüsündeki boş yapının iç yüzeyi boyunca sarıldığını gösteren çalışmalar yaptı.

Bilimsel katkılarının tanınması ve Rosalind Franklin’in mirası

Franklin’in kömür ve virüs araştırmaları yaşamı sırasında takdir edildi; DNA’ya ilişkin katkıları ise aynı ölçüde tanınmadı. 1953’te yayımlanan DNA modeliyle ilgili ilk makale, Franklin ve Wilkins’in yayımlanmamış katkılarına genel bir gönderme yaptı, ancak kullandığı deneysel verileri açık ve yeterli biçimde görünür kılmadı. Franklin ve Gosling’in X-ışını verilerini içeren çalışma aynı Nature sayısında yayımlansa da bu çalışma, sanki kuramsal modelin yalnızca desteğiymiş gibi algılandı.

Bu durum, bilimsel bir keşfin yalnızca son modelden ibaret olmadığını gösterir. Bir modelin kurulabilmesi için örnek hazırlama, deney koşullarını denetleme, görüntü elde etme ve verileri yorumlama gibi aşamalar gerekir. Franklin’in çalışması özellikle bu deneysel temeli sağladı. Sonraki değerlendirmeler, DNA’nın yapısının keşfini tek bir kişinin ya da tek bir laboratuvarın başarısı yerine, farklı araştırmacıların verileri ve yorumları arasındaki ortak sürecin sonucu olarak ele almaya başladı.

Franklin 1958’de, 37 yaşında öldü; bu nedenle 1962’de verilen Nobel Ödülü’nün sahibi olamadı. O yıl Fizyoloji veya Tıp alanındaki ödül Francis Crick, James Watson ve Maurice Wilkins’e verildi. Dönemin Nobel kuralları, yaşamını yitirmiş kişilere ölümden sonra ödül verilmesine izin vermiyordu; ayrıca DNA yapısının kabulü Franklin’in ölümünden sonra tamamlandı. Bu nedenle Franklin’in ödül almamış olması, katkısının bilimsel açıdan önemsiz olduğu anlamına gelmez.

Mirasının somut göstergelerinden biri, meslektaşı Aaron Klug’un Franklin’in başlattığı yapısal araştırma çizgisini sürdürmesi ve 1982’de Kimya Nobel Ödülü’nü almasıdır. Franklin’in yaşamı ve DNA çalışmalarındaki rolü daha sonra belgesellere, tiyatro oyunlarına ve diğer kültürel eserlere de konu oldu. Böylece adı, hem moleküler yapı araştırmalarının gelişimiyle hem de bilimsel katkıların adil biçimde tanınması gereğiyle birlikte anılır.