Ngày 25 tháng 4 năm 1953, một bài báo ngắn chỉ dài vỏn vẹn một trang được đăng trên tạp chí Nature đã âm thầm mở ra một cuộc cách mạng vĩ đại trong lịch sử khoa học. Trong bài viết đó, hai nhà khoa học trẻ tuổi James D. Watson và Francis Crick đã lần đầu tiên mô tả một cách rõ ràng và đầy thuyết phục cấu trúc xoắn kép của phân tử DNA – vật liệu di truyền cơ bản của tất cả sinh vật sống.
Với một mô hình mang tính biểu tượng gồm hai chuỗi xoắn ốc quấn vào nhau và liên kết bởi các cặp base đặc trưng, khám phá này đã hé lộ cơ chế lưu trữ, sao chép và truyền tải thông tin di truyền, điều mà giới khoa học từ lâu vẫn mơ hồ tìm kiếm.
Đó không chỉ là một phát hiện khoa học, mà là một bước ngoặt mang tính nền tảng, đặt nền móng cho toàn bộ ngành di truyền học hiện đại, mở đường cho hàng loạt thành tựu từ sinh học phân tử, y học cá nhân hóa cho đến công nghệ sinh học và liệu pháp gen hiện nay.
Trước khi có mô hình xoắn kép, DNA được biết đến là thành phần cấu tạo nên gen – yếu tố quyết định các đặc điểm di truyền của sinh vật – nhưng hình thái cụ thể và cơ chế hoạt động của nó vẫn là điều bí ẩn.
Các nhà khoa học đã biết rằng DNA bao gồm bốn loại bazơ (Adenine - A, Thymine - T, Guanine - G và Cytosine - C), một khung xương gồm đường và phosphate, nhưng họ không rõ làm thế nào các thành phần này sắp xếp với nhau để có thể mang và truyền tải thông tin di truyền.
Bằng một sự kết hợp tài tình giữa dữ liệu thực nghiệm và khả năng trực giác hiếm có, Watson và Crick đã đề xuất rằng DNA tồn tại dưới dạng hai chuỗi xoắn vào nhau, với các cặp base A-T và G-C bắt cặp theo nguyên tắc bổ sung ở giữa, giống như những bậc thang kết nối hai tay vịn của một chiếc cầu thang xoắn.
Cấu trúc này không những giải thích được sự ổn định hóa học của DNA, mà còn làm rõ được cách DNA có thể sao chép chính nó – một cơ chế cực kỳ quan trọng cho sự nhân đôi tế bào và di truyền học.
Tuy nhiên, ít ai biết rằng phía sau phát hiện rực rỡ ấy là một câu chuyện nhiều lớp của nỗ lực, tranh cãi và cả sự hy sinh thầm lặng. Một trong những nhân vật trung tâm nhưng từng bị quên lãng trong thời gian dài chính là Rosalind Franklin – nhà tinh thể học đã cung cấp những hình ảnh tinh thể tia X chất lượng cao nhất của phân tử DNA lúc bấy giờ, trong đó nổi bật là tấm ảnh "Photo 51".
Hình ảnh này, thông qua Maurice Wilkins – cộng sự tại Phòng thí nghiệm King’s College London – đã đến tay Watson và Crick mà không có sự đồng thuận của Franklin. Với tấm ảnh đó và các dữ liệu tinh thể học bổ sung, Watson và Crick đã hoàn chỉnh mô hình xoắn kép một cách dứt khoát.
Dù không phải là người trực tiếp viết bài báo chính, nhưng Franklin được công nhận có đóng góp lớn trong hai bài viết đi kèm cùng số báo Nature ngày hôm đó, và nhiều năm sau, vai trò của bà mới thực sự được ghi nhận xứng đáng như một trong những trụ cột của phát hiện này.
Với việc cấu trúc xoắn kép được xác lập, di truyền học bước vào một kỷ nguyên hoàn toàn mới. Trước đó, người ta hiểu gen là khái niệm trừu tượng, nhưng từ nay, gen được xác định là các đoạn cụ thể trong phân tử DNA, và nhờ có mô hình này, các nhà khoa học có thể giải mã mã di truyền, xác định vai trò từng gene, và từ đó hiểu rõ hơn về cơ chế của bệnh tật, sự phát triển của sinh vật, cũng như thiết kế những liệu pháp điều trị mang tính đột phá.
Khoa học không chỉ dừng lại ở hiểu biết, mà còn tiến tới làm chủ: chúng ta có thể cắt, sửa, gắn gene (như trong công nghệ CRISPR ngày nay), giải mã toàn bộ bộ gen người, hay thậm chí tạo ra những sinh vật biến đổi gene để phục vụ nông nghiệp và y tế.
Vai trò và ảnh hưởng của khám phá cấu trúc DNA không thể giới hạn trong phạm vi phòng thí nghiệm. Nó đã thay đổi nền tảng tư duy của khoa học sự sống, làm nảy sinh các ngành học mới như sinh học phân tử, công nghệ sinh học, di truyền học y học, và góp phần định hình nên các xu hướng hiện đại như y học cá nhân hóa, nơi điều trị bệnh được thiết kế riêng cho từng cá nhân dựa trên bộ gen của họ.
Ngoài ra, nó còn giúp cảnh báo sớm về các bệnh di truyền, chẩn đoán ung thư, và thậm chí tham gia vào pháp y hình sự, truy tìm nguồn gốc tổ tiên thông qua phân tích DNA.
Đến nay, cấu trúc xoắn kép DNA vẫn là một trong những biểu tượng dễ nhận biết nhất trong khoa học, thường xuất hiện trong sách giáo khoa, logo viện nghiên cứu, hay các chiến dịch khoa học công chúng.
Đó không chỉ là hình ảnh của một phân tử, mà là hình ảnh của trí tuệ nhân loại vượt qua giới hạn để nhìn thấu sự sống. Giải Nobel Sinh lý học hoặc Y học năm 1962 đã được trao cho Watson, Crick và Wilkins, nhưng Rosalind Franklin – người mất năm 1958 vì ung thư ở tuổi 37 – đã không được vinh danh theo quy định không trao giải cho người đã qua đời.
Dù vậy, ngày nay, tên bà đã được khắc ghi trong lịch sử khoa học như một người phụ nữ tiên phong, kiên cường và đầy đóng góp trong một thế giới khoa học vốn bị chi phối bởi nam giới.
Ngày 25 tháng 4 giờ đây được chọn là "Ngày DNA" tại nhiều quốc gia, nhằm tưởng nhớ khám phá vĩ đại này và khơi dậy đam mê khoa học cho thế hệ sau.
Đó là ngày mà nhân loại không chỉ hiểu được cấu trúc của vật liệu di truyền, mà còn nhận ra rằng chìa khóa của sự sống – dù là cây cỏ, vi khuẩn hay con người – đều được viết bằng cùng một thứ ngôn ngữ: mã gen. Và chỉ khi hiểu rõ ngôn ngữ ấy, chúng ta mới có thể viết lại những câu chuyện tương lai về y học, sự sống và chính bản thân con người.
Lấy link