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

В гроте Мандрен обнаружили 48 обломков костей архаичных людей В гроте Мандрен обнаружили 48 обломков костей архаичных людей

Ученые проанализировали больше тысячи фрагментов костей из грота Мандрен

N+1
Сага о доме Сага о доме

Масштабный проект загородного семейного особняка в стиле американской классики

SALON-Interior
Британские ученые превратили жирберги (отбросы из канализации) в парфюм! Британские ученые превратили жирберги (отбросы из канализации) в парфюм!

Ученые превратили отбросы из канализации в косметику и парфюм

ТехИнсайдер
Первым делом самолеты: 6 книг о приключениях на высоте Первым делом самолеты: 6 книг о приключениях на высоте

Эти книги — признание в любви небу

Maxim
Как научиться довольствоваться тем, что есть, и перестать сравнивать свою жизнь с чужими Как научиться довольствоваться тем, что есть, и перестать сравнивать свою жизнь с чужими

Как перестать вечно гнаться за идеалом?

ТехИнсайдер
Когда можно игнорировать надпись на этикетке «только ручная стирка»: советы экспертов Когда можно игнорировать надпись на этикетке «только ручная стирка»: советы экспертов

Хочешь исключить из своей жизни ручную стирку?

VOICE
Как повысить самооценку: 6 ценных рекомендаций Как повысить самооценку: 6 ценных рекомендаций

Позитивные установки, спорт и уход за собой: как стать увереннее в себе?

ТехИнсайдер
Как расстаться с тем, кого больше не любишь: 13 шагов Как расстаться с тем, кого больше не любишь: 13 шагов

О чем стоит спросить себя и что сказать другому, если чувства угасли

Psychologies
Передайте за проезд: как развивается общественный транспорт в России Передайте за проезд: как развивается общественный транспорт в России

Что нужно знать о современных тенденциях в развитии городского транспорта?

Правила жизни
От поражения до победы От поражения до победы

Йом-кипур в Израиле отмечают практически все, даже не очень верующие люди

Дилетант
Ночной кошмар Australian Open: почему матчи завершаются под утро и что с этим делать Ночной кошмар Australian Open: почему матчи завершаются под утро и что с этим делать

Почему внезапно время в теннисе стало проблемой?

Forbes
12 худших фильмов-комиксов последних лет от плохого до самого гадкого 12 худших фильмов-комиксов последних лет от плохого до самого гадкого

Рассматриваем самые большие косяки фильмов-комиксов

Maxim
Полина и Эюб Полина и Эюб

Полина Рафеева и Эюб Фараджев — молодые артисты Театра имени Вахтангова

OK!
«История переделывает души» «История переделывает души»

Как «Записные книжки» Гинзбург объясняют меняющееся время

Weekend
Бизнес-коучи, брачные аферисты и черные риелторы: фильмы и сериалы о мошенниках Бизнес-коучи, брачные аферисты и черные риелторы: фильмы и сериалы о мошенниках

Подборка кино об аферистах и их невообразимых схемах обмана

СНОБ
Эта артистка выйдет замуж за голограмму! Вот как устроен брак с искусственным интеллектом Эта артистка выйдет замуж за голограмму! Вот как устроен брак с искусственным интеллектом

Какой будет жизнь, если заключить брак с искусственным интеллектом?

ТехИнсайдер
Не только из-за похмелья! Узнайте, почему по утрам сухо во рту и как избавиться от этого Не только из-за похмелья! Узнайте, почему по утрам сухо во рту и как избавиться от этого

Почему возникает сухость во рту и что с этим можно сделать?

ТехИнсайдер
Создан ракетный двигатель, который сжигает себя как топливо Создан ракетный двигатель, который сжигает себя как топливо

Инженеры построили и запустили первый самосжигающий ракетный двигатель

ТехИнсайдер
София Коппола: Мне хотелось показать, в какой ужас может превратиться невинная девичья фантазия София Коппола: Мне хотелось показать, в какой ужас может превратиться невинная девичья фантазия

Интервью с американским режиссером Софией Копполой

СНОБ
Как работает удивительная коробка передач eCVT в гибридных машинах Как работает удивительная коробка передач eCVT в гибридных машинах

Постигаем магию необычной трансмиссии eCVT в гибридных машинах

ТехИнсайдер
Будущее в кубе Будущее в кубе

В каких зданиях будет жить и работать человечество в ближайшие сто лет

Вокруг света
Как лечат в центрах наркологической помощи: 5 основных этапов Как лечат в центрах наркологической помощи: 5 основных этапов

Психиатр-нарколог о том, какие именно методы борьбы с зависимостью существуют

Psychologies
Оценка проектов развития территорий | Assessing Territorial Development Projects Оценка проектов развития территорий | Assessing Territorial Development Projects

Кейс Фонда целевого капитала «Наш Норильск»

Позитивные изменения
Кипит суп – котелок друг, стук-бряк – котелок враг! Кипит суп – котелок друг, стук-бряк – котелок враг!

Думаете, котел – банальная штука? Думаете, он только для похода и рыбалки?

Зеркало Мира
8 поступков мужчины, которые говорят о том, что он не ценит ваш брак 8 поступков мужчины, которые говорят о том, что он не ценит ваш брак

Если мужчина позволяет себе подобное, значит ему как семьянину грош цена

Psychologies
Как замедлить старение волос: 5 ошибок в укладке и уходе, которые допускает большинство женщин 50+ Как замедлить старение волос: 5 ошибок в укладке и уходе, которые допускает большинство женщин 50+

Как с возрастом нужно изменить уход за волосами?

VOICE
Жертва цензуры: как диктатора Антониу Салазара сгубило его любимое детище Жертва цензуры: как диктатора Антониу Салазара сгубило его любимое детище

Глава из книги «Диктатор, который умер дважды» об Антониу Салазаре

Forbes
Почему водители и пилоты сидят слева, а машинисты справа Почему водители и пилоты сидят слева, а машинисты справа

Почему в разных видах транспорта руль расположен с разных сторон?

ТехИнсайдер
Марина Брусникина: «От Табакова я готова была терпеть что угодно» Марина Брусникина: «От Табакова я готова была терпеть что угодно»

Я рано поняла, что нам тут ничто не принадлежит, что нет ничего вечного

Караван историй
Мозг обрабатывает необычные ситуации с помощью специальных нейронов Мозг обрабатывает необычные ситуации с помощью специальных нейронов

Как клетки-канделябры в мозгу «обращают» наше внимание на перемены

ТехИнсайдер
Открыть в приложении