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 Гераклее Синтике нашли шесть жертв древнего землетрясения В Гераклее Синтике нашли шесть жертв древнего землетрясения

Археологи обнаружили в Гераклее Синтике останки погибших во время землетрясения

N+1
Сага о доме Сага о доме

Масштабный проект загородного семейного особняка в стиле американской классики

SALON-Interior
Занятия творчеством улучшают внимательность и память студентов Занятия творчеством улучшают внимательность и память студентов

Уделять время искусству может быть так же важно, как готовиться к экзаменам

ТехИнсайдер
Художник Дмитрий Кавка — о свободе, недоступности и трюках Художник Дмитрий Кавка — о свободе, недоступности и трюках

Художник Дмитрий Кавка — как важно порой отпустить не кого-нибудь, а самого себя

РБК
Любите чай с молоком? Что это о вас говорит Любите чай с молоком? Что это о вас говорит

Способ заваривать и пить чай многое может рассказать о вашем характере

ТехИнсайдер
Польза горчичного масла: как его принимать и не навредить организму Польза горчичного масла: как его принимать и не навредить организму

Горчичное масло — популярный и полезный ингредиент азиатской кухни

РБК
Стейки от Цукерберга, вино от Стинга: зачем знаменитости занимаются фермерством Стейки от Цукерберга, вино от Стинга: зачем знаменитости занимаются фермерством

Кто из звезд решил попробовать себя в роли фермера?

Forbes
Будущее в кубе Будущее в кубе

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

Вокруг света
Софи Эллис-Бекстор ярко сияет после «Солтберна», но все равно заслужила большего. Вот ее история Софи Эллис-Бекстор ярко сияет после «Солтберна», но все равно заслужила большего. Вот ее история

Софи Эллис-Бекстор — самая недооцененной поп-певица поколения начала 2000-х

Правила жизни
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
Мастера маскировки Мастера маскировки

Козодои, вертишейки и гага: обычные птицы, которых так сложно найти в лесу

Наука и жизнь
Что такое бергамот и насколько он полезен Что такое бергамот и насколько он полезен

Чем полезен бергамот и может ли он навредить здоровью?

РБК
Непо-дети захватывают Голливуд: почему мы завидуем успеху родственников звезд Непо-дети захватывают Голливуд: почему мы завидуем успеху родственников звезд

Кто такие непо-дети?

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

Как строились ГЭС на Кольском полуострове

N+1
Футболистки выходят на первый план: как женский спорт покоряет видеоигры Футболистки выходят на первый план: как женский спорт покоряет видеоигры

Как в мире видеоигр случилась гендерная революция

Forbes
Как фитнес-приложения могут навредить психике и какие принесут пользу Как фитнес-приложения могут навредить психике и какие принесут пользу

Приложения для здоровья могут привести к ухудшению физического состояния

РБК
«Больше никогда»: как скрытые обиды разрушают отношения «Больше никогда»: как скрытые обиды разрушают отношения

Почему стоит обсуждать с партнером свои обиды?

Psychologies
Просто о сложном: почему планеты вращаются вокруг Солнца против часовой стрелки Просто о сложном: почему планеты вращаются вокруг Солнца против часовой стрелки

По какому принципу планеты вращаются вокруг Солнца?

ТехИнсайдер
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
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
За чашечкой кофе За чашечкой кофе

Важные причины, почему не стоит давать ребенку кофе

Лиза
Женщины перестают любить раньше мужчин! Ученые рассказали, как устроено это явление Женщины перестают любить раньше мужчин! Ученые рассказали, как устроено это явление

Женщины в начале отношений влюбляются сильнее, чем мужчины

ТехИнсайдер
«Я простила измену». О том, что из этого вышло и стоит ли прощать «Я простила измену». О том, что из этого вышло и стоит ли прощать

«Стоит ли прощать измену?» — этот вопрос задавала себе почти каждая женщина

VOICE
Самая глубокая лаборатория в мире для изучения темной материи построена Китае Самая глубокая лаборатория в мире для изучения темной материи построена Китае

В Китае начала работу самая глубокая и крупная в мире подземная лаборатория

ТехИнсайдер
Что есть до и после разных типов тренировок: советы диетолога Что есть до и после разных типов тренировок: советы диетолога

Какого рациона придерживаться, чтобы занятия фитнесом были эффективными?

VOICE
Внимание к деталям Внимание к деталям

Архитекторы Елена Куртина и Жанна Тульнова создали интерьер в стиле неоклассики

SALON-Interior
Месть матери: громкое дело Марианне Бахмайер, отомстившей убийце своего ребенка прямо в зале суда Месть матери: громкое дело Марианне Бахмайер, отомстившей убийце своего ребенка прямо в зале суда

Марианне Бахмайер застрелила в прямо в зале суда соседа, и это была месть

VOICE
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
Русский человек на rendez-vous: мужская версия. Отрывок из книги Русский человек на rendez-vous: мужская версия. Отрывок из книги

Какие они, наши русские мужи? Ищем ответ в отрывке антологии Игоря Сухих

СНОБ
По тундре, по железной дороге По тундре, по железной дороге

Где и зачем протянутся новые стальные магистрали?

Монокль
Открыть в приложении