Crick był zainteresowany dwoma fundamentalnymi nierozwiązanymi problemami biologii: jak molekuły dokonują przejścia od tego, co nieożywione, do tego, co żywe, oraz jak mózg tworzy świadomy umysł. Zdał sobie sprawę, że jego pochodzenie uczyniło go bardziej wykwalifikowanym do badań nad pierwszym tematem i dziedziną biofizyki. To właśnie w tym czasie, kiedy Crick przechodził od fizyki do biologii, znaleźli się pod wpływem Linusa Paulinga i Erwina Schrödingera. W teorii było jasne, że wiązania kowalencyjne w cząsteczkach biologicznych mogą zapewnić stabilność strukturalną potrzebną do utrzymania informacji genetycznej w komórkach. Jedynym zadaniem biologii eksperymentalnej pozostawało odkrycie, która dokładnie cząsteczka jest cząsteczką genetyczną. Zdaniem Cricka, teoria ewolucji przez dobór naturalny Karola Darwina, genetyka Gregora Mendla i wiedza o molekularnych podstawach genetyki, gdy zostały połączone, ujawniły tajemnicę życia. Crick miał bardzo optymistyczny pogląd, że życie zostanie bardzo szybko stworzone w probówce. Jednak niektórzy ludzie (tacy jak kolega i badacz Esther Lederberg) uważali, że Crick był nadmiernym optymistą
Było jasne, że jakaś makrocząsteczka, taka jak białko, była prawdopodobnie cząsteczką genetyczną. Jednak było dobrze wiadomo, że białka są strukturalne i funkcjonalne makrocząsteczki, z których niektóre przeprowadzają reakcje enzymatyczne komórek. W latach 40. znaleziono pewne dowody wskazujące na inną makrocząsteczkę, DNA, drugi główny składnik chromosomów, jako kandydata na cząsteczkę genetyczną. W eksperymencie Avery-MacLeod-McCarty z 1944 roku Oswald Avery i jego współpracownicy wykazali, że dziedziczną różnicę fenotypową można wywołać u bakterii poprzez dostarczenie im określonej cząsteczki DNA.
Jednakże inne dowody interpretowano jako sugerujące, że DNA jest strukturalnie nieciekawe i prawdopodobnie stanowi jedynie molekularne rusztowanie dla pozornie bardziej interesujących cząsteczek białek. Crick był we właściwym miejscu, we właściwej ramie umysłu, we właściwym czasie (1949), aby dołączyć do projektu Max Perutz na Uniwersytecie w Cambridge, a on zaczął pracować na rentgenowskiej krystalografii białek. Krystalografia rentgenowska teoretycznie oferowała możliwość ujawnienia struktury molekularnej dużych cząsteczek, takich jak białka i DNA, ale istniały wówczas poważne problemy techniczne uniemożliwiające zastosowanie krystalografii rentgenowskiej do tak dużych cząsteczek.
1949-1950Edit
Crick nauczył się sam matematycznej teorii krystalografii rentgenowskiej. W okresie, w którym Crick badał dyfrakcję rentgenowską, naukowcy w laboratorium w Cambridge próbowali określić najbardziej stabilną konformację helikalną łańcuchów aminokwasów w białkach (helisa alfa). Linus Pauling jako pierwszy zidentyfikował stosunek 3,6 aminokwasu na jeden skręt helisy alfa. Crick był świadkiem błędów, jakie popełniali jego współpracownicy podczas nieudanych prób stworzenia poprawnego modelu molekularnego helisy alfa; okazały się one ważnymi lekcjami, które można było w przyszłości zastosować do struktury helikalnej DNA. Na przykład nauczył się znaczenia sztywności strukturalnej, jaką wiązania podwójne nadają strukturom molekularnym, co jest istotne zarówno dla wiązań peptydowych w białkach, jak i dla struktury nukleotydów w DNA.
1951-1953: Struktura DNAEdit
W latach 1951 i 1952, wraz z Williamem Cochranem i Vladimirem Vandem, Crick pomagał w opracowaniu matematycznej teorii dyfrakcji promieniowania rentgenowskiego przez helikalną cząsteczkę. Ten teoretyczny wynik dobrze pasował do danych rentgenowskich dla białek, które zawierają sekwencje aminokwasów w konformacji helisy alfa. Teoria dyfrakcji spiralnej okazała się również przydatna do zrozumienia struktury DNA.
Późno w 1951 roku Crick rozpoczął współpracę z Jamesem Watsonem w Cavendish Laboratory na Uniwersytecie w Cambridge w Anglii. Wykorzystując „Zdjęcie 51” (wyniki dyfrakcji rentgenowskiej Rosalind Franklin i jej absolwenta Raymonda Goslinga z King’s College w Londynie, przekazane im przez Goslinga i kolegę Franklina, Wilkinsa), Watson i Crick wspólnie opracowali model helikalnej struktury DNA, który opublikowali w 1953 roku. Za tę i kolejne prace otrzymali wspólnie z Wilkinsem Nagrodę Nobla w dziedzinie fizjologii lub medycyny w 1962 roku.
Gdy Watson przybył do Cambridge, Crick był 35-letnim absolwentem (ze względu na pracę podczas II wojny światowej), a Watson miał tylko 23 lata, ale już uzyskał tytuł doktora. Łączyło ich zainteresowanie fundamentalnym problemem poznania sposobu, w jaki informacja genetyczna może być przechowywana w formie molekularnej. Watson i Crick bez końca rozmawiali o DNA i o tym, że być może uda się odgadnąć dobry model molekularny jego struktury. Kluczowe informacje uzyskane eksperymentalnie pochodziły z obrazów dyfrakcji rentgenowskiej uzyskanych przez Wilkinsa, Franklina i Goslinga. W listopadzie 1951 roku Wilkins przyjechał do Cambridge i podzielił się swoimi danymi z Watsonem i Crickiem. Alexander Stokes (inny ekspert w dziedzinie teorii dyfrakcji helikalnej) i Wilkins (obaj z King’s College) doszli do wniosku, że dane dotyczące dyfrakcji rentgenowskiej DNA wskazują, iż cząsteczka ma strukturę helikalną – ale Franklin stanowczo kwestionował ten wniosek. Pobudzeni dyskusjami z Wilkinsem i tym, czego Watson dowiedział się, uczestnicząc w wykładzie Franklin na temat jej pracy nad DNA, Crick i Watson stworzyli i zaprezentowali błędny pierwszy model DNA. Ich pośpiech w tworzeniu modelu struktury DNA wynikał po części ze świadomości, że konkurują z Linusem Paulingiem. Biorąc pod uwagę niedawny sukces Paulinga w odkryciu helisy Alfa, obawiali się, że Pauling może być również pierwszym, który określi strukturę DNA.
Wiele osób spekulowało na temat tego, co mogłoby się wydarzyć, gdyby Pauling był w stanie podróżować do Wielkiej Brytanii zgodnie z planem w maju 1952 roku. Jak to było, jego działalność polityczna spowodowało jego podróży do być ograniczone przez rząd Stanów Zjednoczonych i nie odwiedził Wielkiej Brytanii do później, w którym to momencie spotkał się z żadnym z badaczy DNA w Anglii. W każdym razie w tamtym czasie zajmował się białkami, a nie DNA. Watson i Crick nie pracowali oficjalnie nad DNA. Crick pisał swoją pracę doktorską; Watson miał też inne zajęcia, takie jak próba uzyskania kryształów mioglobiny do eksperymentów dyfrakcji rentgenowskiej. W 1952 r. Watson przeprowadził dyfrakcję rentgenowską wirusa mozaiki tytoniowej i uzyskał wyniki wskazujące, że ma on strukturę helikalną. Poniósłszy raz porażkę, Watson i Crick byli teraz nieco niechętni do podejmowania kolejnych prób i przez pewien czas zabroniono im podejmowania dalszych wysiłków w celu znalezienia molekularnego modelu DNA.
Wielkie znaczenie dla wysiłków Watsona i Cricka w zakresie tworzenia modeli miało zrozumienie przez Rosalind Franklin podstawowych zasad chemii, które wskazywały, że hydrofilowe, zawierające fosforany szkielety łańcuchów nukleotydów DNA powinny być ustawione w taki sposób, aby oddziaływać z cząsteczkami wody na zewnątrz cząsteczki, podczas gdy hydrofobowe zasady powinny być upakowane w rdzeniu. Franklin podzieliła się tą wiedzą chemiczną z Watsonem i Crickiem, kiedy zwróciła im uwagę, że ich pierwszy model (z 1951 roku, z fosforanami w środku) był oczywiście błędny.
Crick opisał to, co postrzegał jako niepowodzenie Wilkinsa i Franklin we współpracy i pracy nad znalezieniem modelu molekularnego DNA, jako główny powód, dla którego on i Watson w końcu podjęli drugą próbę zrobienia tego. Poprosili o pozwolenie i otrzymali je zarówno od Williama Lawrence’a Bragga, jak i Wilkinsa. Aby skonstruować swój model DNA, Watson i Crick wykorzystali informacje z niepublikowanych zdjęć dyfrakcji rentgenowskiej Franklina (pokazywanych na spotkaniach i swobodnie udostępnianych przez Wilkinsa), w tym wstępne relacje z wyników Franklina/fotografie zdjęć rentgenowskich, które były zawarte w pisemnym raporcie z postępu prac dla laboratorium King’s College Sir Johna Randalla z końca 1952 roku.
Jest to kwestia dyskusyjna, czy Watson i Crick powinni byli mieć dostęp do wyników Franklina bez jej wiedzy lub zgody, i zanim miała szansę formalnie opublikować wyniki swojej szczegółowej analizy danych dyfrakcji rentgenowskiej, które były zawarte w raporcie z postępu prac. Watson i Crick znaleźli jednak błąd w jej niezłomnym twierdzeniu, że według jej danych struktura helikalna nie jest jedynym możliwym kształtem DNA – mieli więc dylemat. Próbując wyjaśnić tę kwestię, Max Ferdinand Perutz opublikował później to, co było w raporcie, i zasugerował, że nie było w nim nic, czego sama Franklin nie powiedziała w swoim wykładzie (w którym uczestniczył Watson) pod koniec 1951 roku. Badań Medycznych (MRC), który został utworzony w celu „nawiązania kontaktu pomiędzy różnymi grupami ludzi pracujących dla Rady”. Laboratoria Randalla i Perutza były finansowane przez MRC.
Nie jest też jasne, jak ważne są niepublikowane wyniki Franklina z raportu o postępie prac, które faktycznie były dla budowy modelu przez Watsona i Cricka. Po pierwszych surowych obrazów dyfrakcji rentgenowskiej DNA zostały zebrane w 1930 roku, William Astbury mówił o stosy nukleotydów rozmieszczone w 3,4 angström (0,34 nanometra) odstępach w DNA. Cytat do wcześniejszej pracy Astbury’ego dotyczącej dyfrakcji rentgenowskiej był jednym z zaledwie ośmiu odniesień w pierwszej pracy Franklina na temat DNA. Analiza opublikowanych przez Astbury’ego wyników badań DNA i lepszych obrazów dyfrakcji rentgenowskiej zebranych przez Wilkinsa i Franklina ujawniła spiralną naturę DNA. Można było przewidzieć liczbę zasad ułożonych w stos w obrębie jednego obrotu helisy DNA (10 na obrót; pełny obrót helisy to 27 angströmów w zwartej formie A, 34 angströmów w bardziej wilgotnej formie B). Wilkins podzielił się tą informacją o formie B DNA z Crickiem i Watsonem. Crick nie widział zdjęć rentgenowskich formy B Franklina (zdjęcie 51) aż do czasu, gdy model podwójnej helisy DNA został opublikowany.
Jednym z niewielu odniesień cytowanych przez Watsona i Cricka, gdy opublikowali swój model DNA, był opublikowany artykuł, który zawierał model DNA Svena Furberga, który miał bazy wewnątrz. Tak więc model Watsona i Cricka nie był pierwszym modelem „z bazami w środku”, który został zaproponowany. Wyniki Furberga wskazywały również na prawidłową orientację cukrów w DNA względem zasad. Podczas budowania modelu Crick i Watson dowiedzieli się, że antyrównoległa orientacja dwóch łańcuchów nukleotydowych najlepiej służy orientacji par zasad w centrum podwójnej helisy. Dostęp Cricka do raportu z postępu prac Franklina z końca 1952 roku jest tym, co upewniło Cricka, że DNA to podwójna helisa z antyrównoległymi łańcuchami, ale istniały inne łańcuchy rozumowania i źródła informacji, które również prowadziły do tych wniosków.
W wyniku opuszczenia King’s College na rzecz Birkbeck College, Franklin została poproszona przez Johna Randalla o rezygnację z pracy nad DNA. Kiedy dla Wilkinsa i przełożonych Watsona i Cricka stało się jasne, że Franklin idzie do nowej pracy, a Linus Pauling pracuje nad strukturą DNA, byli oni skłonni podzielić się danymi Franklina z Watsonem i Crickiem, w nadziei, że uda im się znaleźć dobry model DNA, zanim Pauling będzie w stanie. Dane Franklin dotyczące dyfrakcji rentgenowskiej DNA i jej systematyczna analiza cech strukturalnych DNA były przydatne dla Watsona i Cricka w prowadzeniu ich w kierunku poprawnego modelu molekularnego. Kluczowym problemem dla Watsona i Cricka, którego nie mogły rozwiązać dane z King’s College, było odgadnięcie, w jaki sposób zasady nukleotydowe upakowują się w rdzeniu podwójnej helisy DNA.
Kolejnym kluczem do znalezienia prawidłowej struktury DNA były tzw. proporcje Chargaffa, eksperymentalnie ustalone proporcje podjednostek nukleotydowych DNA: ilość guaniny jest równa cytozynie, a ilość adeniny jest równa tyminie. Wizyta Erwina Chargaffa w Anglii, w 1952 roku, wzmocniła znaczenie tego ważnego faktu dla Watsona i Cricka. Znaczenie tych proporcji dla struktury DNA nie zostało rozpoznane, dopóki Watson, upierając się przy budowaniu modeli strukturalnych, nie zorientował się, że pary A:T i C:G są strukturalnie podobne. W szczególności, długość każdej pary zasad jest taka sama. Chargaff zwrócił też uwagę Watsonowi, że w wodnym, słonym środowisku komórki dominującymi tautomeriami zasad pirymidynowych (C i T) będą konfiguracje aminowe i ketonowe cytozyny i tyminy, a nie formy iminowe i enolowe, które zakładali Crick i Watson. Skonsultowali się z Jerrym Donohue, który potwierdził najbardziej prawdopodobne struktury zasad nukleotydowych. Pary zasad są utrzymywane razem przez wiązania wodorowe, te same niekowalencyjne oddziaływania, które stabilizują białkową helisę α. Prawidłowe struktury były niezbędne do umiejscowienia wiązań wodorowych. Te spostrzeżenia doprowadziły Watsona do wydedukowania prawdziwych biologicznych zależności między parami A:T i C:G. Po odkryciu par A:T i C:G z wiązaniami wodorowymi, Watson i Crick wkrótce mieli swój antyrównoległy, podwójnie spiralny model DNA, z wiązaniami wodorowymi w rdzeniu helisy, zapewniającymi sposób na „rozpięcie” dwóch komplementarnych nici w celu łatwej replikacji: ostatni kluczowy wymóg dla prawdopodobnego modelu cząsteczki genetycznej. Jak ważny był wkład Cricka w odkrycie modelu podwójnej helisy DNA, stwierdził on, że bez możliwości współpracy z Watsonem sam nie odkryłby tej struktury.
Crick próbował nieśmiało przeprowadzić pewne eksperymenty z parowaniem zasad nukleotydów, ale był raczej biologiem teoretycznym niż doświadczalnym. Na początku 1952 roku nastąpiło kolejne, bliskie odkrycia, odkrycie zasad parowania zasad. Crick zaczął myśleć o interakcjach między zasadami. Poprosił Johna Griffitha, by spróbował obliczyć przyciągające oddziaływania między zasadami DNA na podstawie zasad chemii i mechaniki kwantowej. Griffith odgadł, że A:T i G:C są atrakcyjnymi parami. W tym czasie Crick nie znał reguł Chargaffa i niewiele skorzystał z obliczeń Griffitha, choć zapoczątkowały one jego myśl o replikacji komplementarnej. Identyfikacja prawidłowych zasad parowania zasad (A-T, G-C) została osiągnięta przez Watsona poprzez „zabawę” z kartonowymi modelami wyciętych zasad nukleotydowych, podobnie jak Linus Pauling kilka lat wcześniej odkrył helisę alfa białka. Odkrycie przez Watsona i Cricka struktury podwójnej helisy DNA było możliwe dzięki ich chęci połączenia teorii, modelowania i wyników eksperymentalnych (choć w większości wykonanych przez innych), aby osiągnąć swój cel.
Struktura podwójnej helisy DNA zaproponowana przez Watsona i Cricka opierała się na wiązaniach „Watson-Crick” między czterema zasadami najczęściej występującymi w DNA (A, C, T, G) i RNA (A, C, U, G). Jednakże późniejsze badania wykazały, że potrójne, poczwórne i inne bardziej złożone struktury molekularne DNA wymagają parowania zasad Hoogsteena. Cała dziedzina biologii syntetycznej rozpoczęła się od prac takich badaczy jak Erik T. Kool, w których w syntetycznym DNA stosuje się zasady inne niż A, C, T i G. Oprócz syntetycznego DNA podejmowane są również próby skonstruowania syntetycznych kodonów, syntetycznych endonukleaz, syntetycznych białek i syntetycznych palców cynkowych. Używając syntetycznego DNA, zamiast 43 kodonów, jeśli jest n nowych zasad, może być aż n3 kodonów. Obecnie prowadzone są badania mające na celu sprawdzenie, czy kodony mogą być rozszerzone do więcej niż 3 zasad. Te nowe kodony mogą kodować nowe aminokwasy. Te syntetyczne cząsteczki mogą być wykorzystane nie tylko w medycynie, ale w tworzeniu nowych materiałów.
Odkrycia dokonano 28 lutego 1953 roku; pierwsza praca Watson/Crick ukazała się w Nature 25 kwietnia 1953 roku. Sir Lawrence Bragg, dyrektor Cavendish Laboratory, w którym pracowali Watson i Crick, wygłosił w czwartek 14 maja 1953 roku wykład w Guy’s Hospital Medical School w Londynie, który zaowocował artykułem Ritchiego Caldera w News Chronicle z Londynu, w piątek 15 maja 1953 roku, zatytułowanym „Why You Are You. Bliższy sekret życia”. Wiadomość dotarła do czytelników The New York Times następnego dnia; Victor K. McElheny, prowadząc badania nad swoją biografią „Watson and DNA: Making a Scientific Revolution”, znalazł wycinek z sześciostronicowego artykułu New York Timesa napisanego z Londynu i datowanego na 16 maja 1953 r. z nagłówkiem „Form of 'Life Unit’ in Cell Is Scanned”. Artykuł ten ukazał się we wczesnym wydaniu, a następnie został usunięty, aby zrobić miejsce dla wiadomości uznanych za ważniejsze. (New York Times następnie uruchomił dłuższy artykuł na 12 czerwca 1953). Uniwersytecka gazeta dla studentów Varsity również opublikowała swój własny krótki artykuł na temat odkrycia w sobotę 30 maja 1953 roku. Pierwotne ogłoszenie odkrycia przez Bragga na konferencji Solvay w sprawie białek w Belgii 8 kwietnia 1953 r. nie zostało odnotowane przez prasę brytyjską.
W siedmiostronicowym, ręcznie pisanym liście do syna w brytyjskiej szkole z internatem 19 marca 1953 r. Crick wyjaśnił swoje odkrycie, zaczynając list od słów: „Mój drogi Michaelu, Jim Watson i ja dokonaliśmy prawdopodobnie najważniejszego odkrycia…”. List został wystawiony na aukcji w Christie’s New York 10 kwietnia 2013 roku z szacunkiem od 1 do 2 milionów dolarów, ostatecznie sprzedając się za 6 059 750 dolarów, największą kwotę, jaką kiedykolwiek zapłacono za list na aukcji.
Sydney Brenner, Jack Dunitz, Dorothy Hodgkin, Leslie Orgel i Beryl M. Oughton, byli jednymi z pierwszych ludzi w kwietniu 1953 roku, aby zobaczyć model struktury DNA, skonstruowany przez Cricka i Watsona; w tym czasie pracowali na Wydziale Chemii Uniwersytetu Oksfordzkiego. Wszyscy byli pod wrażeniem nowego modelu DNA, zwłaszcza Brenner, który później pracował z Crickiem w Cambridge w Laboratorium Cavendisha i w nowym Laboratorium Biologii Molekularnej. Według nieżyjącej już dr Beryl Oughton, późniejszej Rimmer, wszyscy podróżowali razem dwoma samochodami, gdy Dorothy Hodgkin oznajmiła im, że jadą do Cambridge, by zobaczyć model struktury DNA. Orgel również później pracował z Crickiem w Salk Institute for Biological Studies.
Skoro po śmierci Cricka, pojawiły się zarzuty o tym, że używał LSD, kiedy wpadł na pomysł struktury helisy DNA. Chociaż prawie na pewno używał LSD, jest mało prawdopodobne, że robił to już w 1953 roku.
Biologia molekularnaEdit
W 1954 roku, w wieku 37 lat, Crick ukończył pracę doktorską: „X-Ray Diffraction: Polypeptides and Proteins” i otrzymał stopień naukowy. Następnie Crick pracował w laboratorium Davida Harkera w Brooklyn Polytechnic Institute, gdzie nadal rozwijał swoje umiejętności w zakresie analizy danych dyfrakcji rentgenowskiej białek, pracując głównie nad rybonukleazą i mechanizmami syntezy białek. David Harker, amerykański krystalograf rentgenowski, został opisany jako „John Wayne krystalografii” przez Vittorio Luzzati, krystalografa w Centrum Genetyki Molekularnej w Gif-sur-Yvette pod Paryżem, który pracował z Rosalind Franklin.
Po odkryciu modelu podwójnej helisy DNA, zainteresowania Cricka szybko zwróciły się ku biologicznym implikacjom struktury. W 1953 roku Watson i Crick opublikowali w Nature kolejny artykuł, w którym stwierdzili: „wydaje się zatem prawdopodobne, że precyzyjna sekwencja zasad jest kodem, który niesie informację genetyczną”.
W 1956 roku Crick i Watson spekulowali na temat struktury małych wirusów. Zasugerowali, że kuliste wirusy, takie jak Tomato bushy stunt virus, miały symetrię icosahedral i były zbudowane z 60 identycznych podjednostek.
Po krótkim pobycie w Nowym Jorku Crick wrócił do Cambridge, gdzie pracował do 1976 roku, w którym to czasie przeniósł się do Kalifornii. Crick zaangażowany w kilku X-ray dyfrakcji współpracy, takich jak jeden z Alexander Rich na strukturę kolagenu. Jednak Crick był szybko dryfuje od kontynuowania pracy związanej z jego wiedzy w interpretacji wzorców dyfrakcji rentgenowskiej białek.
George Gamow ustanowił grupę naukowców zainteresowanych rolą RNA jako pośrednika między DNA jako genetycznej cząsteczki przechowywania w jądrze komórek i syntezy białek w cytoplazmie (RNA Tie Club). Dla Cricka było jasne, że musi istnieć kod, za pomocą którego krótka sekwencja nukleotydów określi konkretny aminokwas w nowo zsyntetyzowanym białku. W 1956 roku Crick napisał nieformalny artykuł o problemie kodowania genetycznego dla małej grupy naukowców z grupy Gamowa zajmującej się RNA. W artykule tym Crick dokonał przeglądu dowodów na poparcie tezy, że istnieje wspólny zestaw około 20 aminokwasów używanych do syntezy białek. Crick zaproponował, że istnieje odpowiadający mu zestaw małych „cząsteczek adaptorowych”, które mogłyby wiązać się wodorem z krótkimi sekwencjami kwasu nukleinowego, a także łączyć się z jednym z aminokwasów. Zbadał również wiele teoretycznych możliwości, dzięki którym krótkie sekwencje kwasu nukleinowego mogłyby kodować 20 aminokwasów.
W połowie do końca lat 50-tych Crick był bardzo zaangażowany intelektualnie w rozwiązywanie zagadki, jak białka są syntetyzowane. Przez 1958, myślenie Cricka dojrzała i mógł wymienić w uporządkowany sposób wszystkie kluczowe cechy procesu syntezy białek:
- informacja genetyczna przechowywana w sekwencji cząsteczek DNA
- cząsteczka „posłańca” RNA przenosząca instrukcje wykonania jednego białka do cytoplazmy
- cząsteczki adaptorowe („mogą zawierać nukleotydy”) dopasowujące krótkie sekwencje nukleotydów w cząsteczkach posłańca RNA do specyficznych aminokwasów
- kompleksy rybonukleinowo- białkowe, które katalizują proces syntezy białek.kompleksy białkowe, które katalizują składanie aminokwasów w białka zgodnie z messenger RNA
Cząsteczkami adaptorowymi okazały się w końcu tRNA, a katalityczne „kompleksy rybonukleinowo-białkowe” stały się znane jako rybosomy. Ważnym krokiem było późniejsze uświadomienie sobie (w 1960 r.), że RNA posłańca nie jest tym samym, co RNA rybosomalne. Nic z tego nie odpowiedziało jednak na fundamentalne pytanie teoretyczne o dokładną naturę kodu genetycznego. W swoim artykule z 1958 roku Crick, podobnie jak inni, spekulował, że trójka nukleotydów może kodować aminokwas. Taki kod mógłby być „zdegenerowany”, z 4×4×4=64 możliwymi tripletami czterech podjednostek nukleotydów, podczas gdy istniałoby tylko 20 aminokwasów. Niektóre aminokwasy mogą mieć wiele kodów tripletów. Crick badał również inne kody, w których z różnych powodów używano tylko niektórych trójek, „magicznie” wytwarzając tylko 20 potrzebnych kombinacji. Potrzebne były wyniki eksperymentalne; sama teoria nie mogła rozstrzygnąć o naturze kodu. Crick użył również terminu „centralny dogmat”, aby podsumować ideę, która sugeruje, że przepływ informacji genetycznej między makrocząsteczkami byłby zasadniczo jednokierunkowy:
DNA → RNA → Białko
Niektórzy krytycy uważali, że używając słowa „dogmat”, Crick sugerował, że jest to reguła, której nie można kwestionować, ale tak naprawdę chodziło mu tylko o to, że jest to przekonująca idea bez wielu solidnych dowodów na jej poparcie. W swoim myśleniu o procesach biologicznych łączących geny DNA z białkami Crick wyraźnie rozróżniał zaangażowane materiały, potrzebną energię i przepływ informacji. Crick skupił się na tym trzecim składniku (informacji) i stał się on zasadą organizującą to, co stało się znane jako biologia molekularna. Do tego czasu Crick stał się bardzo wpływowym teoretycznym biologiem molekularnym.
Dowód, że kod genetyczny jest zdegenerowanym kodem trypletowym, pochodził w końcu z eksperymentów genetycznych, z których część została wykonana przez Cricka. Szczegóły kodu pochodziły głównie z pracy Marshalla Nirenberga i innych, którzy syntetyzowali syntetyczne cząsteczki RNA i używali ich jako szablonów do syntezy białek in vitro. Nirenberg po raz pierwszy ogłosił swoje wyniki małej publiczności w Moskwie na konferencji w 1961 roku. Reakcją Cricka było zaproszenie Nirenberga do wygłoszenia wykładu przed większą publicznością.