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

«Ким Ир Сен: Вождь по воле случая» «Ким Ир Сен: Вождь по воле случая»

Как будущий правитель КНДР стал партизаном

N+1
Почему стоит заниматься спортом под музыку? Почему стоит заниматься спортом под музыку?

Кто из нас не хотел бы такой же рельефный пресс, как у Генри Кавилла?

Maxim
«Почему мы помним. Как раскрыть способность памяти удерживать важное» «Почему мы помним. Как раскрыть способность памяти удерживать важное»

Как гиппокамп участвует в работе памяти

N+1
Ранние браки, запрет на аборты и проституция: как живут женщины в Нигерии Ранние браки, запрет на аборты и проституция: как живут женщины в Нигерии

Нигерия: страна, в которой беспрецедентно нарушаются права женщин

Forbes
«Болезни Империи. Как пытки рабов и зверства во время войн изменили медицину» «Болезни Империи. Как пытки рабов и зверства во время войн изменили медицину»

Почему во время Крымской войны большинство солдат погибало в госпиталях

N+1
Соль замещенного циклопентадиенильного катиона оказалась стабильна при комнатной температуре Соль замещенного циклопентадиенильного катиона оказалась стабильна при комнатной температуре

Ученые синтезировали соль замещенного циклопентадиенильного катиона

N+1
Стоит узнать! Исследование: как посты в соцсетях могут портить вашу жизнь Стоит узнать! Исследование: как посты в соцсетях могут портить вашу жизнь

Как мы воспринимаем личность человека на основе публикаций в интернете?

ТехИнсайдер
Что добавить в воду, чтобы полотенца были пушистыми и благоухающими Что добавить в воду, чтобы полотенца были пушистыми и благоухающими

Можно ли сделать домашние полотенца такими же уютными как в СПА-салоне?

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

Как строились ГЭС на Кольском полуострове

N+1
Генерал Касем, правитель Ирака Генерал Касем, правитель Ирака

В период с 1958 по 1963 год чаще всего на марках Ирака появлялся генерал Касем

Дилетант
Ученые выявили 9 различных культур Европы ледникового периода по стилю ювелирных украшений Ученые выявили 9 различных культур Европы ледникового периода по стилю ювелирных украшений

Культурные разделения не всегда были четкими: их границы иногда сдвигались

ТехИнсайдер
«Оранжада. Место под солнцем». Метафорическая сказка Уиллиама Ламберти «Оранжада. Место под солнцем». Метафорическая сказка Уиллиама Ламберти

Ресторатор Уиллиам Ламберти написал сказку на основе собственной биографии

СНОБ
Насекомых не привлекает свет ламп — у них просто кружится голова Насекомых не привлекает свет ламп — у них просто кружится голова

Почему насекомые летят на свет, если он им не нравится?

ТехИнсайдер
Свитчи для механической клавиатуры: что это такое, какими бывают и какие выбрать Свитчи для механической клавиатуры: что это такое, какими бывают и какие выбрать

Что такое свитчи и почему стоит обращать на них внимание при выборе "клавы"

CHIP
Чем женский сценарий секса отличается от мужского Чем женский сценарий секса отличается от мужского

Девушки устроены сложнее, но порой мужчины даже не представляют насколько

Maxim
От Натали Портман до Наоми Осаки: как женщины вкладываются и развивают женский спорт От Натали Портман до Наоми Осаки: как женщины вкладываются и развивают женский спорт

О женщинах, которые активно инвестируют в женский спорт

Forbes
10 ран, которые наносят детям родители-нарциссы 10 ран, которые наносят детям родители-нарциссы

Негативные последствия, которые могут иметь нарциссические черты родителей

Psychologies
Почему диеты не работают. 3 основные причины и советы по эффективному похудению Почему диеты не работают. 3 основные причины и советы по эффективному похудению

Если попытка похудеть не увенчалась успехом, попробуй скорректировать факторы

Лиза
Морское пиратство сокращается все последние 10 лет. Но еще есть горячие точки Морское пиратство сокращается все последние 10 лет. Но еще есть горячие точки

Как обстоят дела с морским пиратством по всему миру?

ТехИнсайдер
Телевизоры 55 дюймов: какой выбрать в 2024 году? Телевизоры 55 дюймов: какой выбрать в 2024 году?

Хотите большой телевизор для гостиной? Подобрали бюджетные и премиальные модели

CHIP
Быстрый обмен веществ: как ускорить метаболизм и похудеть, ничего не делая: эти способы работают в любом возрасте Быстрый обмен веществ: как ускорить метаболизм и похудеть, ничего не делая: эти способы работают в любом возрасте

Правильное питание и ускорение обмена веществ идут рука об руку

VOICE
Tencent разработал для WeChat устройство и сервис сканирования ладони для отказа от транспортных карт и смартфонов Tencent разработал для WeChat устройство и сервис сканирования ладони для отказа от транспортных карт и смартфонов

Несет ли опасность сервис сканирования ладони от WeChat?

Inc.
ТОП-6 лучших минивэнов с характеристиками и фото ТОП-6 лучших минивэнов с характеристиками и фото

Лучшие новые китайские минивэны на рынке России

РБК
Интересный факт! Ученые не стали скрывать вещество, которое сохранит чувство любви Интересный факт! Ученые не стали скрывать вещество, которое сохранит чувство любви

Что происходит в мозгу, когда мы видим кого-то, кого любим?

ТехИнсайдер
Богатая растительным белком пища снизила заболеваемость раком и диабетом Богатая растительным белком пища снизила заболеваемость раком и диабетом

Растительный белок значительно увеличивает вероятность здорового старения

ТехИнсайдер
ИИ ставит диагноз не хуже доктора Хауса. Иногда даже лучше ИИ ставит диагноз не хуже доктора Хауса. Иногда даже лучше

Сможет ли ИИ заменить реальных врачей?

ТехИнсайдер
Вредные рецепты Вредные рецепты

Домашние маски, которые не принесут пользу или сделают даже хуже

Лиза
Он не признает ребенка Он не признает ребенка

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

Лиза
Как Беккенбауэр менял футбол, брал трофеи, играл на забытой позиции и помогал Яшину Как Беккенбауэр менял футбол, брал трофеи, играл на забытой позиции и помогал Яшину

Как «кайзер Франц» стал олицетворением того, чего больше не существует

Forbes
Слон Жюля Верна Слон Жюля Верна

Креативное продолжение фантазий Жюля Верна в путешествии по его родному городу

Вокруг света
Открыть в приложении