Противостояние двух подходов к определению молекулярной структуры

N+1Наука

«Тайна жизни: Как Розалинд Франклин, Джеймс Уотсон и Фрэнсис Крик открыли структуру ДНК»

Противостояние двух подходов к определению молекулярной структуры

Альпина нон-фикшн

e80d7e2be24c713182f0419aaf1deb0f.png

В феврале 1953 года Джеймс Уотсон и Фрэнсис Крик с помощью данных, собранных Розалинд Франклин, установили структуру дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК). Это открытие определило наши представления о том, как живые организмы хранят и передают наследственную информацию. В книге «Тайна жизни: Как Розалинд Франклин, Джеймс Уотсон и Фрэнсис Крик открыли структуру ДНК» (издательство «Альпина нон-фикшн»), переведенной на русский язык Натальей Колпаковой, историк медицины Ховард Маркел рассказывает о непростом пути к научному прорыву, который ознаменовал революцию в биологии. Предлагаем вам ознакомиться с фрагментом, в котором Крик и Уотсон независимо от Франклин пытаются определить молекулярную структуру ДНК.

***

Энн Сейр представляет1 события, предшествовавшие открытию структуры ДНК, состязанием не только личностей, но и двух разных подходов к определению молекулярной структуры. Франклин предпочитала анализ дифракционных рентгенограмм, который требовал большой и трудной работы и занимал много времени. Уотсон и Крик следовали путем построения моделей, впервые успешно примененным Полингом и предполагавшим множество индуктивных умозаключений, что в принципе рискованно.

1Anne Sayre, Rosalind Franklin and DNA (New York: Norton, 1975), 131.

С одной стороны, в случае относительно простых органических соединений, например пенициллина, дифракционные картины получаются четкие и определить местоположение составляющих молекулу атомов гораздо легче, чем в случае сложных полимерных молекул, рентгенограммы которых, как правило, менее резкие, рефлексы размытые, положение атомов менее упорядочено. По

 

Письмо Дороти Ходжкин Дэвиду Сейру. 7 января 1975 г., ASP, ящик 4, папка 7; Sayre, Rosalind Franklin and DNA, 134. Дэвид Сейр (муж Энн Сейр) был кристаллографом и одно время работал с Ходжкин.

Дороти Ходжкин, дифракционные эффекты на фибриллярных структурах, таких как волос или ДНК, более ограниченны, и применить к ним прямые методы определения структуры невозможно. Розалинд Франклин столкнулась с колоссальными трудностями при использовании данных рентгеновской кристаллографии для расшифровки структуры ДНК. Но Джон Рэндалл и взял ее в свою группу для решения именно этой задачи.

С другой стороны, построить модель молекулы несопоставимо сложнее, чем модель автомобиля или самолета. Детали конструктора неизвестны, инструкция не прилагается, сама реальная конструкция невидима для человеческого глаза. Нужно установить углы и длины связей, симметрию, масштаб и, наконец, соответственно всему этому разместить атомы. Притом, чтобы доказать адекватность модели, нужно получить данные опять-таки рентгеновской кристаллографии. Как отметила Энн Сейр, если о веществе ничего не известно, построить модель просто невозможно; если известно слишком мало, то любая модель будет неопределенной, неоднозначной и полноценно проверить ее не получится.

Какой же метод выбрать? С научной точки зрения надежнее применить оба подхода: сначала собрать данные (множество дифракционных картин), проанализировать их с помощью математических методов и потом построить пространственную модель структуры. Франклин не пугала такая монотонная, трудоемкая и долгая работа, чего нельзя сказать об Уотсоне и Крике. Как считает2 Дороти Ходжкин, Франклин слишком связала себя тем, что полагала необходимым в первую очередь собрать точные данные о ДНК, а уже на их основании строить модель: «Для нее было естественно отложить моделирование до тех пор, пока не будет завершен сбор данных и пока она не извлечет из них всю возможную информацию, что сузило бы выбор моделей». Если бы Ходжкин вовремя дала Франклин совет, то, вероятно, сказала бы — более чем за год до того, как Уотсон и Крик открыли двойную спираль, — что информации о геометрии азотистых оснований, сахарных остатков и фосфатных групп достаточно для того, чтобы построить модель.

2Письмо Дороти Ходжкин Дэвиду Сейру. 7 января 1975 г., ASP, ящик 4, папка 7; сходное замечание Ходжкин приводит Бренда Мэддокс ; см .: Brenda Maddox, Rosalind Franklin: The Dark Lady of DNA (New York: HarperCollins, 2002), 178–79.

***

Не имея доступа к данным Франклин, Уотсон и Крик стали штурмовать собственные баррикады. Первая проблема заключалась в том, что в Кавендишской лаборатории не был нужного количества качественных металлических деталей — «атомов» и «связей» — для моделирования. В относительно недавнем прошлом любая серьезная химическая и физическая лаборатория имела хорошо оборудованную мастерскую с целым штатом стеклодувов, слесарей, инструментальщиков и других умельцев, которые изготавливали приборы, придуманные учеными для своих экспериментов. Года за полтора до описываемых событий Кендрю занялся моделированием полипептидных цепей, и с тех пор осталось множество «атомов» углерода, азота и водорода и комбинаций из них, которые входят в состав аминокислот, но того, что, помимо этого, нужно для моделирования ДНК, а именно «атомов» фосфора и деталей, изображающих азотистые основания, не было. На создание недостающих элементов конструктора могли уйти недели, а Уотсон и Крик не хотели

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Труба пучка Большого адронного коллайдера помогла установить новый предел на магнитные монополи Труба пучка Большого адронного коллайдера помогла установить новый предел на магнитные монополи

Как физики установили новый предел на массу и заряд магнитных монополей

N+1
Первый автомобиль в мире: история создания Первый автомобиль в мире: история создания

История первого автомобиля: фото, подробности, даты

РБК
Ингибиторы всасывания холестерина снизили риск развития рака печени Ингибиторы всасывания холестерина снизили риск развития рака печени

Прием ингибиторов всасывания холестерина связан со снижением риска рака печени

N+1
Хорошее отношение к туалетам Хорошее отношение к туалетам

«Идеальные дни»: тихая повесть о человеке, который видит свет

Weekend
Ешь, двигайся, спи Ешь, двигайся, спи

Как повседневные решения влияют на здоровье и долголетие

kiozk originals
Названы мужские и женские имена, которые отталкивают потенциальных партнеров Названы мужские и женские имена, которые отталкивают потенциальных партнеров

Как имя влияет на возможность построить отношения?

Psychologies
Что смотреть на выходных: 9 добрых фильмов на случай, если вам грустно Что смотреть на выходных: 9 добрых фильмов на случай, если вам грустно

Несколько фильмов, которые спасут вечер трудного дня и поднимут настроение

Правила жизни
9 способов вывести себя из апатии 9 способов вывести себя из апатии

Риск апатии в осенне-зимний период вырастает, однако поддаваться унынию не стоит

Psychologies
15 способов справиться с гневом 15 способов справиться с гневом

Как не позволить гневу разрушить вас и вашу жизнь?

Psychologies
В каком возрасте В каком возрасте

Существует ли идеальный возраст для вступления в брак?

ТехИнсайдер
Любимый альбом музыканта «Твое далеко» Сергея Пастуха — «Начальник Камчатки» группы «Кино» Любимый альбом музыканта «Твое далеко» Сергея Пастуха — «Начальник Камчатки» группы «Кино»

Обсудили третий альбом «Кино» — «Начальник Камчатки», выпущенный в 1984 году

СНОБ
Почему люди, которые работают в сверхурочное время, оказываются менее продуктивными Почему люди, которые работают в сверхурочное время, оказываются менее продуктивными

Люди, которые стремятся работать сверхурочно, как правило, менее продуктивны

Forbes
Установка соединения Установка соединения

Зачем сращивать мозг с компьютером?

Вокруг света
Древний Аркаим. Магнит для ученых, эзотериков и туристов Древний Аркаим. Магнит для ученых, эзотериков и туристов

Среди загадочных мест России особое значение имеет древний город Аркаим

Зеркало Мира
Турне за океан Турне за океан

Что же это за яхта, которую британская верфь не стала показывать в Каннах?

Y Magazine
Почему мы любим прокрастинировать Почему мы любим прокрастинировать

Почему люди медлят, и можем ли мы что-то сделать, чтобы уменьшить эту тенденцию?

ТехИнсайдер
Знаки природы, сигнатуры судьбы Знаки природы, сигнатуры судьбы

Всё в Природе – учение о сигнатурах, ставшее основой многих эзотерических теорий

Знание – сила
12 мифов об одиночках, которые ужасно бесят 12 мифов об одиночках, которые ужасно бесят

Одинокие люди в повседневной жизни постоянно сталкиваются со стигматизацией

Psychologies
Как зарабатывают миллионы: почему усердный труд не помогает разбогатеть Как зарабатывают миллионы: почему усердный труд не помогает разбогатеть

Что на самом деле нужно делать, чтобы разбогатеть?

Forbes
Кесарево сечение и стимуляция окситоцином: как способ рождения влияет на будущее здоровье Кесарево сечение и стимуляция окситоцином: как способ рождения влияет на будущее здоровье

Как обезопасить малыша во время кесарева сечения?

Psychologies
«Финансовое напряжение» оказалось самым пагубным видом стресса для здоровья «Финансовое напряжение» оказалось самым пагубным видом стресса для здоровья

Хронический стресс может нарушить биологический обмен и привести к заболеванию

ТехИнсайдер
Я — сноб: художник Андрей Волков Я — сноб: художник Андрей Волков

Художник Андрей Волков — о практике беспредметного искусства

СНОБ
4 причины чаще заниматься сексом 4 причины чаще заниматься сексом

Почему для здоровья важно регулярно заниматься сексом?

Psychologies
Почему ни в коем случае нельзя сливать масло в канализацию: кто такие жирберги, и зачем их едят китайцы? Почему ни в коем случае нельзя сливать масло в канализацию: кто такие жирберги, и зачем их едят китайцы?

Как правильно утилизировать масло?

ТехИнсайдер
Океанический венус, посидония и тихоходка: организмы, которые дольше всех могут жить на планете Океанический венус, посидония и тихоходка: организмы, которые дольше всех могут жить на планете

Эти существа могут не стареть и поддерживать свою жизнедеятельность очень долго

ТехИнсайдер
Мужчина запрещает работать: что делать — советы психолога Мужчина запрещает работать: что делать — советы психолога

Почему мужчины запрещают своим женам работать? Это абьюз или нет?

Psychologies
ИИ против эксклюзива: как нейросети отбирают самое главное у порноактеров ИИ против эксклюзива: как нейросети отбирают самое главное у порноактеров

Как искусственный интеллект может навредить людям в интимной сфере

Forbes
Дорогие кости: почему скелеты динозавров и древних существ стоят миллионы долларов Дорогие кости: почему скелеты динозавров и древних существ стоят миллионы долларов

Почему кости динозавров вызывают такой ажиотаж на арт-рынке?

Forbes
Все Пресли только о любви Все Пресли только о любви

«Присцилла: Элвис и я»: София Коппола экранизирует мемуары Присциллы Пресли

Weekend
Как продлить жизнь бритве: 3 правила ухода и хранения, которые сохраняют лезвия острыми Как продлить жизнь бритве: 3 правила ухода и хранения, которые сохраняют лезвия острыми

Давай научимся правильно ухаживать за бритвой, чтобы продлить ее срок службы

VOICE
Открыть в приложении