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

Японцы представили 16-килограммовую робособаку с открытой архитектурой Японцы представили 16-килограммовую робособаку с открытой архитектурой

Робособаку MEVIUS можно собрать из коммерчески доступных компонентов

N+1
Попала в ДТП Попала в ДТП

Что делать, если в ДТП виновата ты

Лиза
Гигантские шершни добрались до Европы Гигантские шершни добрались до Европы

Южных гигантских шершней заметили в Испании

N+1
История инвалида Джипси Роуз Бланшар, которая оказалась здоровой и организовала убийство своей матери История инвалида Джипси Роуз Бланшар, которая оказалась здоровой и организовала убийство своей матери

В конце декабря из тюрьмы досрочно вышла американка Джипси Роуз Бланшар

СНОБ
Думай как миллионер Думай как миллионер

17 уроков состоятельности для тех, кто готов разбогатеть

kiozk originals
Стесняюсь спросить: как убрать рубцы постакне и выровнять кожу Стесняюсь спросить: как убрать рубцы постакне и выровнять кожу

Какие современные средства помогают избавиться от шрамов постакне?

Правила жизни
Любовь по правилам: как эволюционировал жанр романтических комедий Любовь по правилам: как эволюционировал жанр романтических комедий

Ключевые этапы эволюции жанра американских ромкомов

Forbes
«Природа советской власти: Экологическая история Арктики» «Природа советской власти: Экологическая история Арктики»

Как строились ГЭС на Кольском полуострове

N+1
Тихоход королевы Тихоход королевы

«Иные»: супергерои в Ленинграде рубежа 1930–‍1940-‍х

Weekend
«История переделывает души» «История переделывает души»

Как «Записные книжки» Гинзбург объясняют меняющееся время

Weekend
5 захватывающих книг с зимним настроением 5 захватывающих книг с зимним настроением

Книги, которые чутко отражают уникальную зимнюю атмосферу

Maxim
Эпоха гиперавтоматизации: как высокотехнологичный бизнес повышает свою эффективность Эпоха гиперавтоматизации: как высокотехнологичный бизнес повышает свою эффективность

Как гиперавтоматизация меняет ландшафт современного бизнеса

ТехИнсайдер
Зачем вино выдерживают в бочках Зачем вино выдерживают в бочках

Почему белые вина выдерживают в дубовых бочках реже красных?

СНОБ
Письмо от руки связали с формированием памяти и кодированием информации Письмо от руки связали с формированием памяти и кодированием информации

Письмо от руки улучшает точность правописания и память

N+1
От локальных магазинов до торговых гигантов: как маркетплейсы изменили индустрию продаж в России От локальных магазинов до торговых гигантов: как маркетплейсы изменили индустрию продаж в России

Как маркетплейсы развивают малый и средний бизнес?

Правила жизни
Почему в самолете отекают ноги и как это предотвратить? Почему в самолете отекают ноги и как это предотвратить?

Делимся советами, что делать, чтобы ноги в самолете больше не отекали

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
Мастера маскировки Мастера маскировки

Козодои, вертишейки и гага: обычные птицы, которых так сложно найти в лесу

Наука и жизнь
Универсальный интерфейс поможет конструировать живые нейронные сети Универсальный интерфейс поможет конструировать живые нейронные сети

Платформа с гибкими настройками для интерфейса с живыми нейронами

N+1
Великий кофейный путь. Как зерно доставляют в Россию Великий кофейный путь. Как зерно доставляют в Россию

Как и откуда кофе в зернах привозят в Россию

СНОБ
Александр Куприн: «Надо любить жизнь, но надо и покоряться ей» Александр Куприн: «Надо любить жизнь, но надо и покоряться ей»

Почему писатель Александр Куприн эмигрировал и почему вернулся?

Караван историй
Крабовый менталитет: что это такое и как от него избавиться Крабовый менталитет: что это такое и как от него избавиться

Почему люди порой вместо поддержки тянут нас на дно?

ТехИнсайдер
«Борьба за обед: Еще 50 баек из грота» «Борьба за обед: Еще 50 баек из грота»

Чем питались неандертальцы Фигуэйра Брава

N+1
От заявления до свидетельства: все, что нужно знать о процедуре развода От заявления до свидетельства: все, что нужно знать о процедуре развода

Как расторгнуть брак «своими силами»?

Forbes
Насилие порождает насилие: в чем суть треугольника Карпмана и мышления жертвы Насилие порождает насилие: в чем суть треугольника Карпмана и мышления жертвы

Можно ли остановить цикл насилия? Ищем ответы в книге психотерапевта

Psychologies
И стол, и дом: зачем торговые сети открывают кафе и рестораны И стол, и дом: зачем торговые сети открывают кафе и рестораны

Зачем ретейлеры отъедают рынок у ресторанного бизнеса?

Forbes
Не вешать нос: 8 отличных фильмов на случай, если вам хочется погрустить Не вешать нос: 8 отличных фильмов на случай, если вам хочется погрустить

Трогательные киноистории о любви, семье и поиске себя

Правила жизни
Не рискуйте здоровьем! Вот почему не стоит пить воду из-под крана в самолете Не рискуйте здоровьем! Вот почему не стоит пить воду из-под крана в самолете

Даже не думайте наполнять пустую бутылку водой из-под крана в туалете самолета

ТехИнсайдер
ТОП-10 самых маленьких стран мира ТОП-10 самых маленьких стран мира

Вы когда-нибудь задумывались, каково жить в самой маленькой стране на Земле?

ТехИнсайдер
Нехватка питьевой воды: как бороться с проблемой и почему она касается не только бедных стран Нехватка питьевой воды: как бороться с проблемой и почему она касается не только бедных стран

Какие технологии получения воды существуют сейчас и какие появятся в будущем?

СНОБ
Открыть в приложении