Der amerikanische Biochemiker Erwin Chargaff (*1905) entdeckte, dass DNA der Hauptbestandteil des Gens ist, und half so, einen neuen Ansatz für die Erforschung der Biologie der Vererbung zu entwickeln.
Erwin Chargaff wurde am 11. August 1905 in Österreich geboren. Er absolvierte das Gymnasium am Maximilianum in Wien und ging an die Universität Wien. 1928 promovierte er in Chemie, nachdem er eine Dissertation unter der Leitung von Fritz Feigl am Spath-Institut verfasst hatte., Er ging 1928 als Milton Campbell Research Fellow an die Yale University in die USA. Er blieb bis 1930, als er als Assistent im Gesundheitsamt an die Universität Berlin ging. 1933 wechselte er an das Pasteur-Institut in Paris und 1935 kehrte er in die USA zurück, um Assistenzprofessor für Biochemie an der Columbia University zu werden. Er wurde 17 Jahre später ordentlicher Professor und war von 1970 bis 1974 Vorsitzender der Abteilung, als er emeritierter Professor für Biochemie wurde.,
Chargaff wichtigster Beitrag zur Biochemie war seine Arbeit mit Desoxyribonukleinsäure, besser bekannt als DNA. Zu der Zeit, als er arbeitete, war nicht bekannt, dass Gene aus DNA bestanden. Stattdessen wurde allgemein angenommen, dass die 20 Aminosäuren, aus denen das Protein in der Zelle besteht, die Träger genetischer Informationen waren. Wissenschaftler argumentierten, dass, weil es so viele verschiedene Arten von Aminosäuren in der Zelle gab, sie auf genügend verschiedene Arten kombinieren konnten, um eine ausreichend komplexe Basis für das Gen zu bilden. Es war erst 1944, als O. T., Avery und seine Mitarbeiter zeigten, dass DNA ein Schlüsselagent bei biologischen Transformationen war, dass Chargaff erkannte, dass DNA tatsächlich ein Hauptbestandteil des Gens sein könnte.
Über DNA waren bereits zwei wichtige Fakten bekannt. Das erste war, dass es im Kern jeder lebenden Zelle enthalten ist. Die zweite war, dass DNA neben Zucker (2-Desoxyribose) und Phosphat aus zwei Basen besteht: Pyrimidine, von denen es zwei Arten gibt (Cytosin und Thymin), und Purine, von denen es auch zwei Arten gibt (Adenin und Guanin)., Darüber hinaus wurden kürzlich zwei wichtige experimentelle Methoden zur Papierchromatographie und ultravioletten Lichtabsorption entwickelt.
Um die Idee zu testen, dass DNA ein primärer Bestandteil des Gens sein könnte, führte Chargaff eine Reihe von Experimenten durch. Er fraktionierte Kerne aus Zellen. Er isolierte dann die DNA aus den Kernen und zerlegte sie in ihre konstituierenden Nukleinsäuren. Dann trennte er unter Verwendung der Papierchromatographie die Purine und die Pyrimidine., Dies wurde auf der Grundlage der Löslichkeit der zu analysierenden Substanzen durchgeführt (ein Stück Chromatographiepapier wird in die Lösung getaucht und die verschiedenen Komponenten der Lösung legen unterschiedliche Entfernungen auf dem Papier zurück: Die am weitesten lösliche Komponente bewegt sich am weitesten nach oben, zum trockensten Abschnitt des Papiers und so weiter). Als nächstes setzte er die einzelnen Komponenten der Lösung ultraviolettem Licht aus. Da jede Base Licht einer anderen, „charakteristischen“ Wellenlänge absorbiert, konnte er bestimmen, wie viel Basen in DNA vorhanden sind.,
Was Chargaff entdeckte, war, dass Adenin und Thymin in allen Organismen zu gleichen Teilen existieren, ebenso wie Cytosin und Guanin, aber dass die Anteile zwischen den beiden Paaren je nach Organismus unterschiedlich sind. Diese Beziehungen werden normalerweise wie folgt ausgedrückt: Purine (Adenin + Guanin) gleich Pyrimidine (Cytosin + Thymin); Adenin gleich Thymin; und Guanin gleich Cytosin. Chargaff kam zu dem Schluss, dass es tatsächlich die DNA im Zellkern ist, die genetische Informationen und nicht das Protein trägt., Sein Argument war, dass, während es nur vier verschiedene Nukleinsäuren im Gegensatz zu 20 Proteinen gab, die Anzahl der verschiedenen Anteile, in denen sie existieren konnten, und die vielen verschiedenen Ordnungen, in denen sie auf dem DNA-Strang vorhanden sein konnten, eine für die Bildung von Genen ausreichende Komplexitätsgrundlage bildeten. Er erkannte auch, dass es so viele verschiedene Arten von DNA-Molekülen geben muss, wie es Arten gibt.
Chargaffs Schlussfolgerungen revolutionierten die Biowissenschaften. Ein äußerst wichtiges Ergebnis seiner Entdeckung war, dass es half, James D., Watson und Francis Crick vom Cavendish Laboratory in Cambridge, England, bei ihrer Bestimmung der DNA-Struktur. Sie argumentierten, dass, weil Adenin und Thymin immer im gleichen Verhältnis existieren, sie müssen immer miteinander verbinden, und ähnlich für Cytosin und Guanin. Diese Schlussfolgerung veranlasste sie, eine Doppelhelixstruktur für DNA vorzuschlagen, für die sie 1952 den Nobelpreis erhielten., Ihr Modell zeigte DNA als bestehend aus zwei Strängen von Zucker und Phosphat (alternierend an jedem Strang) mit den Pyrimidin-und Purinbasen, die an jede Zuckerkomponente gebunden sind und die beiden Stränge miteinander verbinden.
Obwohl sein Hauptinteresse in der lebenden Zelle lag und er sich gerne als Naturphilosoph betrachtete, forschte Chargaff in vielen Bereichen der Biochemie. Er arbeitete viel mit Lipiden, den Molekülen, die Fette bilden, und untersuchte insbesondere die Rolle von Lipid-Protein-Komplexen im Stoffwechsel., Er arbeitete auch mit thromboplastischem Protein, dem Enzym (biologischer Katalysator), das die Blutgerinnung initiiert.
Chargaff erhielt 1976 die Ehrendoktorwürde der Columbia University und der Universität Basel. Als Mitglied vieler wissenschaftlicher Gesellschaften, darunter der National Academy of Science, war er Gastprofessor an zahlreichen Universitäten auf der ganzen Welt. Er gewann auch viele Auszeichnungen, darunter die Pasteur-Medaille 1949, den Charles-Leopold-Mayer-Preis der Akademie der Wissenschaften in Paris 1963 und die Gregor-Mendel-Medaille 1973.,
In seinen späteren Jahren verzichtete Chargaff auf wissenschaftliche Forschung und wandte sich dem Schreiben zu. Er gewann Popularität in Europa für seine preisgekrönten Essays und“ doomsday “ Vorträge. Er trauert mit Nachdruck um den Verlust der „exzellenten Wissenschaft“ in der modernen Gesellschaft. In einem Interview 1985 für das Omni Magazine betonte Chargaff seine Bestürzung über die zeitgenössische Entwicklung der wissenschaftlichen Forschung zu einem modernen Handelsgut. Er bestritt wiederholt jegliche Bitterkeit, für den Nobelpreis übersehen zu werden, obwohl seine Entdeckungen den Grundstein für die Arbeit von Watson und Crick legten., Er lehnt weiter jeden Vergleich zwischen ihrer Arbeit und seiner eigenen ab.