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

Почти вся пластиковая упаковка загрязнила пищу микропластиком Почти вся пластиковая упаковка загрязнила пищу микропластиком

Микро- и нанопоастик переходит из пластикосодержащей упаковки в еду и напитки

N+1
Зачем мы смотрим кулинарные шоу: 2 психологические причины Зачем мы смотрим кулинарные шоу: 2 психологические причины

Кулинарные шоу: увлекательные поглотители времени или полезные помощники?

Psychologies
Колорадские жабы оказались под угрозой из-за высокого спроса на их психоактивный яд Колорадские жабы оказались под угрозой из-за высокого спроса на их психоактивный яд

Почему снижается численность колорадских жаб

N+1
Романтизация психических заболеваний: почему нам хочется быть безумными? Романтизация психических заболеваний: почему нам хочется быть безумными?

Как вплетены ментальные расстройства в образы великих творцов и их героев?

Psychologies
Используй ложку и телефон: 20 способов доставить себе удовольствие Используй ложку и телефон: 20 способов доставить себе удовольствие

Двадцать разных способов мастурбации на любой вкус и цвет

Cosmopolitan
Удивительная польза диеты! Исследование: ограничения в питании замедляют старение мозга Удивительная польза диеты! Исследование: ограничения в питании замедляют старение мозга

Как диеты влияют на человеческий мозг?

ТехИнсайдер
Что такое резонатор в машине, для чего нужен и как устроен Что такое резонатор в машине, для чего нужен и как устроен

Все о резонаторе: где стоит, для чего нужен, можно ли починить

РБК
Михаил Тройник: «Это физически было невозможно, но ты должен был что-то придумать» Михаил Тройник: «Это физически было невозможно, но ты должен был что-то придумать»

Каждый дубль я честно подтягивался, старался, выкладывался по максимуму

Коллекция. Караван историй
Ученые назвали день, который мы не забываем никогда Ученые назвали день, который мы не забываем никогда

Почему, переживая травматические события, человек моментально их забывает

Psychologies
Хорошее отношение к туалетам Хорошее отношение к туалетам

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

Weekend
Научный ответ на церковный вопрос: почему крещенская вода долго не портится? Научный ответ на церковный вопрос: почему крещенская вода долго не портится?

Как объяснить факт, что крещенская вода не тухнет и не “цветет”?

ТехИнсайдер
Узнайте, если вы «полимат»! Вот что это такое и кого можно так называть Узнайте, если вы «полимат»! Вот что это такое и кого можно так называть

Вы более рациональный или интуитивный мыслитель?

ТехИнсайдер
Вcе плюсы и минусы Suzuki Jimny Вcе плюсы и минусы Suzuki Jimny

Рассказываем много интересного о Suzuki Jimny на МКП

Maxim
«Да все вы одинаковые!»: откуда берется мужская обида на женщин «Да все вы одинаковые!»: откуда берется мужская обида на женщин

Кто и как наносит мужчинам обиду на женщин?

Psychologies
«Чувство, знакомое с глубокого детства»: в чем главный секрет никотиновой зависимости «Чувство, знакомое с глубокого детства»: в чем главный секрет никотиновой зависимости

Почему курение так быстро становится частью жизни человека?

Psychologies
Вымершие калифорнийские гризли оказались в основном растительноядными Вымершие калифорнийские гризли оказались в основном растительноядными

Ошибочные представления об калифорнийских гризли привели к их вымиранию

N+1
Как Су-27 искали нефть для США – да, вы прочитали правильно Как Су-27 искали нефть для США – да, вы прочитали правильно

Как частной компании удалось заполучить военные самолеты для поиска нефти?

ТехИнсайдер
Арт-субъект: где на Урале рождается современное искусство Арт-субъект: где на Урале рождается современное искусство

С чего началось культурное противостояние Перми и Екатеринбурга?

СНОБ
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
«Напрасно впадать в уныние»: памяти Льва Рубинштейна «Напрасно впадать в уныние»: памяти Льва Рубинштейна

Каким был основоположник московского концептуализма Лев Рубинштейн?

Правила жизни
Игорь Губарь: Что кроме хай-джека может пригодиться на бездорожье? Игорь Губарь: Что кроме хай-джека может пригодиться на бездорожье?

Что каждому уважающему себя автопутешественнику нужно брать с собой?

4x4 Club
Почему возле каждого барбершопа висят трехцветные столбики: история Barber’s pole Почему возле каждого барбершопа висят трехцветные столбики: история Barber’s pole

Это не обычная декорация, а символ парикмахерских, появившийся в средние века

ТехИнсайдер
Интересный факт! Вот почему прогресс не сделал людей счастливее: мнение эксперта Интересный факт! Вот почему прогресс не сделал людей счастливее: мнение эксперта

Почему, несмотря на позитивные изменения в мире, люди чувствуют себя подавленно?

ТехИнсайдер
Сумчатые муравьеды перегрелись после десяти минут охоты на термитов в жару Сумчатые муравьеды перегрелись после десяти минут охоты на термитов в жару

Намбаты уязвимы перед глобальным потеплением

N+1
Узнайте, как лучше всего чистить смартфон! Простые советы и интересные факты Узнайте, как лучше всего чистить смартфон! Простые советы и интересные факты

Почему стоит чистить телефон?

ТехИнсайдер
Что известно о фильме «Большая гонка. „Ауди“ против „Лянчи“» Что известно о фильме «Большая гонка. „Ауди“ против „Лянчи“»

История знаменитого противостояния итальянской̆ «Лянчи» и немецкой «Ауди»

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

Как гиперавтоматизация меняет ландшафт современного бизнеса

ТехИнсайдер
Как не спать всю ночь, если очень надо, а кофе уже не лезет Как не спать всю ночь, если очень надо, а кофе уже не лезет

Можно ли договориться с организмом и выпросить у него всего одну бессонную ночь

ТехИнсайдер
Не добивайте жертву: 5 запретных фраз Не добивайте жертву: 5 запретных фраз

Никогда не произносите эти фразы людям, которые столкнулись с насилием

Psychologies
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
Открыть в приложении