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

Генетики прочитали ДНК последних охотников-собирателей Гималаев Генетики прочитали ДНК последних охотников-собирателей Гималаев

Генетики проанализировали ДНК больше ста представителей группы рауте

N+1
Как выйти из «новогоднего зажора» и вернуться в форму: советы эксперта Как выйти из «новогоднего зажора» и вернуться в форму: советы эксперта

Как после сытных выходных вернуться в форму?

VOICE
3D-печатные пещеристые тела восстановили эрекцию у свиней 3D-печатные пещеристые тела восстановили эрекцию у свиней

Ученые создали биомиметические модели полового члена свиньи с помощью 3D-печати

N+1
Чем лучше снимать стресс: водкой, вином или пивом? Чем лучше снимать стресс: водкой, вином или пивом?

Какие процессы происходят в организме после употребления алкогольных напитков?

Psychologies
11 способов становиться немного умнее каждый день 11 способов становиться немного умнее каждый день

Интеллект, как и тело, требует правильного питания и регулярных тренировок

Psychologies
Топ-10 сериалов, которые помогут выучить английский язык Топ-10 сериалов, которые помогут выучить английский язык

Просмотр этих сериалов поможет здорово подтянуть уровень иностранного языка

ТехИнсайдер
Как наладить сексуальную жизнь после утраты мобильности: 4 совета людям с инвалидностью Как наладить сексуальную жизнь после утраты мобильности: 4 совета людям с инвалидностью

Что нужно знать о сексуальной жизни людей с ограничением подвижности?

Psychologies
Краткая история транспорта: почему во многих странах правостороннее движение, а в некоторых левостороннее? Краткая история транспорта: почему во многих странах правостороннее движение, а в некоторых левостороннее?

С чем связаны различия в движении автомобилей на дороге в разных странах?

ТехИнсайдер
Научный ответ на вопрос: почему нам нравится запах метро, краски и бензина Научный ответ на вопрос: почему нам нравится запах метро, краски и бензина

Что заставляет сделать глубокий вдох, запах бензина, краски или лака для ногтей?

ТехИнсайдер
Как заставить чистое белье и одежду благоухать: 10 советов экспертов Как заставить чистое белье и одежду благоухать: 10 советов экспертов

А ты знаешь, что есть свечи и смеси эфирных масел с ароматом чистого белья?

VOICE
Как Telegram-бот Notcoin меньше чем за месяц привлек 20 млн пользователей Как Telegram-бот Notcoin меньше чем за месяц привлек 20 млн пользователей

Как Notcoin стала самой быстрорастущей игрой в экосистеме Telegram?

Forbes
Почему посадка на Луну сегодня сложнее, чем в прошлом Почему посадка на Луну сегодня сложнее, чем в прошлом

Добраться до поверхности Луны все еще остается далеко не простым делом!

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
В лучах улыбки В лучах улыбки

Как исправить прикус незаметно для окружающих

Лиза
От Оруэлла до «Мастера и Маргариты»: 7 книг, которые запрещали в СССР От Оруэлла до «Мастера и Маргариты»: 7 книг, которые запрещали в СССР

Запрещенные книги из СССР, которые заслуженно стали классикой

Правила жизни
Иллюзия дефекта: 4 принципа общения с особыми детьми Иллюзия дефекта: 4 принципа общения с особыми детьми

Как работать с детьми с нарушениями интеллектуального развития?

Psychologies
Рыцарь правосудия (к 180-летию со дня рождения А. Ф. Кони) Рыцарь правосудия (к 180-летию со дня рождения А. Ф. Кони)

Всю свою сознательную жизнь Анатолий Кони посвятил защите

Дилетант
«Я так хотела на свидание, а мне всего 12»: история об одном постсоветском лете «Я так хотела на свидание, а мне всего 12»: история об одном постсоветском лете

Рассказ «Усталость 1993» — о детстве, любви и лете

Psychologies
Вечное сияние чистого таланта: 15 лучших ролей Джима Керри Вечное сияние чистого таланта: 15 лучших ролей Джима Керри

Лучшие фильмы с уникальным драматическим актером Джимом Керри

Правила жизни
Вдыхаемые наносенсоры помогут определить рак легких на ранней стадии Вдыхаемые наносенсоры помогут определить рак легких на ранней стадии

Ученые разработали систему скрининговой диагностики рака легких

N+1
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
10 фильмов, которые должен посмотреть каждый, кто увлекается психологией 10 фильмов, которые должен посмотреть каждый, кто увлекается психологией

10 кинокартин, которые важны для любителей психологии

Psychologies
Новые рубежи российского агроэкспорта Новые рубежи российского агроэкспорта

Стоимостной объем отгруженного за рубеж продовольствия превысит $45 млрд

Агроинвестор
Что добавить в воду, чтобы удалить пятна соли и реагентов с обуви Что добавить в воду, чтобы удалить пятна соли и реагентов с обуви

Не откладывай удаление пятен соли с обуви, иначе отметины останутся навсегда!

VOICE
Мегалодоны постройнели и удлинились в новой реконструкции Мегалодоны постройнели и удлинились в новой реконструкции

Мегалодоны вероятно, были более изящными, чем современные белые акулы

N+1
С небес на землю С небес на землю

Как дистанционное зондирование Земли обеспечивает нашу безопасность

Наука и техника
«Песнь пророка»: радикальная ирландская антиутопия, получившая Букеровскую премию «Песнь пророка»: радикальная ирландская антиутопия, получившая Букеровскую премию

Отрывок из романа-антиутопии, в котором женщина пытается спасти свою семью

Forbes
Инструменты семенного продвижения Инструменты семенного продвижения

Доля российских семян может быть существенно больше при грамотном маркетинге

Агроинвестор
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
С верой в себя С верой в себя

У твоего возлюбленного заниженная самооценка: признаки, чем опасно и как помочь

Лиза
Открыть в приложении