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

Аммиак из пингвиньего гуано внес вклад в формирование облаков над Антарктидой Аммиак из пингвиньего гуано внес вклад в формирование облаков над Антарктидой

Из-за чего падает облачность в Антарктике?

N+1
Хореограф Денис Тагинцев: Танец дарит радость и заряд эйфории Хореограф Денис Тагинцев: Танец дарит радость и заряд эйфории

Интервью с Денисом Тагинцевым: как успешно совмещать задачи продюсера и артиста

СНОБ
Робопчелу научили садиться по-комарьи Робопчелу научили садиться по-комарьи

Инженеры разработали шасси для миниатюрного орнитоптера RoboBee

N+1
В России растет число случаев школьной травли: как родители могут защитить своих детей В России растет число случаев школьной травли: как родители могут защитить своих детей

Как отличить школьный конфликт от травли и помочь своему ребенку?

Psychologies
Особый взгляд: 10 культовых фильмов, которые нам подарил Каннский кинофестиваль Особый взгляд: 10 культовых фильмов, которые нам подарил Каннский кинофестиваль

По случаю открытия 78-го смотра — десятка лучших фильмов в истории Канн

Правила жизни
Металлический привкус во рту: что вызывает это странное ощущение Металлический привкус во рту: что вызывает это странное ощущение

Чувствуете на языке вкус металла? Вот почему он может возникать

ТехИнсайдер
Сара Бернар, Фрида Кало, Эдит Пиаф: женщины, которые смогли преодолеть боль и болезни Сара Бернар, Фрида Кало, Эдит Пиаф: женщины, которые смогли преодолеть боль и болезни

Героини, добившиеся своих целей, несмотря на особенности развития и боль

Forbes
Кто такой Макс Ферстаппен. История и победы Кто такой Макс Ферстаппен. История и победы

Autonews.ru рассказал историю гонщика Макса Ферстаппена

РБК
Пределы геометрической проходимости и правильное использование колёс Пределы геометрической проходимости и правильное использование колёс

Как заметно увеличить проходимость внедорожника, в полной мере используя шины

4x4 Club
Дело доктора Франкенштейна Дело доктора Франкенштейна

Реально ли создать идеального человека, а не монстра?

Вокруг света
Все мультфильмы студии Pixar от худшего к лучшему Все мультфильмы студии Pixar от худшего к лучшему

Расставляем по пьедесталу полнометражные работы «Пиксар» за все 30 лет

Maxim
Муравьи по запаху нашли раненых и полечили противомикробным секретом Муравьи по запаху нашли раненых и полечили противомикробным секретом

Как именно муравьи лечат своих раненых товарищей после набегов на термитники

N+1
«Лучи», «химия», гормоны: как сегодня лечат рак груди «Лучи», «химия», гормоны: как сегодня лечат рак груди

Глава из книги онколога Владимира Ивашкова «Все о груди»

Forbes
Нужно ли в квартире ставить розетки с заземлением? Нужно ли в квартире ставить розетки с заземлением?

Можно ли пользоваться по старинке розетками без заземления?

CHIP
Он не признает ребенка Он не признает ребенка

Как быть, если ты беременна или родила, а он не хочет признавать отцовство

Лиза
Каким был уровень грамотности населения в допетровской России Каким был уровень грамотности населения в допетровской России

Глава из книги «Академия при царском дворе» об образовании в допетровской эпохе

СНОБ
Замещающая терапия: что вывело рынок корпоративных бондов на максимум Замещающая терапия: что вывело рынок корпоративных бондов на максимум

Частные инвесторы значительно увеличили вложения в корпоративные облигации

Forbes
Зимний сон Зимний сон

5 способов добавить тепла и уюта в доме с помощью цвета и аксессуаров

Лиза
Потолстеть за новогодние праздники невозможно! Но почему тогда весы показывают плюс 5 килограмм? Потолстеть за новогодние праздники невозможно! Но почему тогда весы показывают плюс 5 килограмм?

Можно ли сильно потолстеть за короткий промежуток времени?

ТехИнсайдер
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
«Что значит мыслить?»: как отвечает на этот вопрос философ Александр Афродисийский «Что значит мыслить?»: как отвечает на этот вопрос философ Александр Афродисийский

Отрывок из книги «Что значит мыслить? Арабо-латинский ответ» Жана-Батиста Брене

Forbes
«Утренний секс — секрет успеха в жизни»: 5 аргументов, чтобы пересмотреть распорядок дня «Утренний секс — секрет успеха в жизни»: 5 аргументов, чтобы пересмотреть распорядок дня

Сексолог рассказывает о преимуществах и роли утреннего секса в жизни партнеров

Psychologies
100 лет «Мосфильму»: главные картины самой известной киностудии страны 100 лет «Мосфильму»: главные картины самой известной киностудии страны

Знаковые картины, которые определили кинематограф СССР и России

Forbes
Город-хоровод Город-хоровод

Улан-Удэ в едином танце закружил мистику, духовные традиции и буузы

Лиза
Ирина Яшкина «Пробуждение тишины». Отрывок из рассказа про цунами в Северо-Курильске Ирина Яшкина «Пробуждение тишины». Отрывок из рассказа про цунами в Северо-Курильске

Цунами в Северо-Курильске: глава из рассказа Ирины Яшкиной

СНОБ
В древнегреческом Эпидавре нашли руины храма с фонтаном В древнегреческом Эпидавре нашли руины храма с фонтаном

Археологи нашли место, где находилось упоминавшееся Павсанием святилище Асклепия

N+1
Соевый воск или парафин: какие свечи считаются более безопасными для здоровья Соевый воск или парафин: какие свечи считаются более безопасными для здоровья

Каждая ли ароматическая свеча будет безопасна для здоровья?

ТехИнсайдер
Женский синдром. ПМС: можно ли обмануть организм и как облегчить состояние в этот период Женский синдром. ПМС: можно ли обмануть организм и как облегчить состояние в этот период

ПМС – это не просто плохое настроение, а множество серьезных сигналов организма

Лиза
Как носить чёрный цвет: частые ошибки, которые делают твою одежду Как носить чёрный цвет: частые ошибки, которые делают твою одежду

Ошибки, который преподносит черный цвет в одежде, и способы их исправить

VOICE
«Хранительница очага» «Хранительница очага»

Руками Голды Меир строилось государство Израиль. Один из символов Израиля

Дилетант
Открыть в приложении