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

На борту затонувшего средневекового китайского судна нашли сосуды из-под алкогольных напитков На борту затонувшего средневекового китайского судна нашли сосуды из-под алкогольных напитков

Находки, собранные во время раскопок средневекового судна «Наньхай №1»

N+1
История другого континента: почему столица США — Вашингтон, а не Нью-Йорк История другого континента: почему столица США — Вашингтон, а не Нью-Йорк

Почему столица США «переехала» из Нью-Йорка в Вашингтон?

ТехИнсайдер
Шимпанзе заразились зевотой от головы андроида Шимпанзе заразились зевотой от головы андроида

Шимпанзе способны заразиться зевотой от зевающей головы человекоподобного робота

N+1
Дело доктора Франкенштейна Дело доктора Франкенштейна

Реально ли создать идеального человека, а не монстра?

Вокруг света
Вот почему люди стали использовать огонь — и приготовление пищи тут не при чем Вот почему люди стали использовать огонь — и приготовление пищи тут не при чем

Исследование, перечеркнувшее привычную картину: зачем люди приручили огонь

Inc.
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
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
Искусственное мясо вырастили в среде без факторов роста Искусственное мясо вырастили в среде без факторов роста

Стволовые клетки мышц быка можно выращивать в среде без факторов роста

N+1
5 блюд, которые любили турецкие султаны 5 блюд, которые любили турецкие султаны

Что было на столе у султанов и их наложниц во времена сериала «Великолепный век»

Лиза
Зачем смартфону защитное стекло, если его экран защищен уже на заводе Зачем смартфону защитное стекло, если его экран защищен уже на заводе

Нужно ли дополнительно защищать экран смартфона?

CHIP
Что выбрать психологу в начале карьеры: деньги или совесть? Что выбрать психологу в начале карьеры: деньги или совесть?

Каким должен быть профессиональный психолог?

Psychologies
Покаяние к применению Покаяние к применению

Как Тенгиз Абуладзе оказался в самой гуще событий

Weekend
Федор Федотов Федор Федотов

Федор Федотов дебютировал в амплуа «мой мармеладный» — кудрявый, румяный

Собака.ru
Почему нельзя полностью исключать сахар из рациона Почему нельзя полностью исключать сахар из рациона

Натуральным подсластителям иногда придают «ореол здоровья». Но так ли это?

ТехИнсайдер
Палеоантропологи описали новый подвид южноафриканских парантропов Палеоантропологи описали новый подвид южноафриканских парантропов

Палеоантропологи предложили пересмотреть систематику гоминин

N+1
Фарминдустрия жмет тяжелый вес Фарминдустрия жмет тяжелый вес

Как новые «эликсиры стройности» работают с точки зрения науки?

Монокль
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
Жертва цензуры: как диктатора Антониу Салазара сгубило его любимое детище Жертва цензуры: как диктатора Антониу Салазара сгубило его любимое детище

Глава из книги «Диктатор, который умер дважды» об Антониу Салазаре

Forbes
12 мифов об одиночках, которые ужасно бесят 12 мифов об одиночках, которые ужасно бесят

Одинокие люди в повседневной жизни постоянно сталкиваются со стигматизацией

Psychologies
Археологи разобрались в производстве костяных пронизок из Денисовой пещеры Археологи разобрались в производстве костяных пронизок из Денисовой пещеры

Новосибирские археологи исследовали 28 костяных пронизок Денисовой пещеры

N+1
Надо ли мчаться смотреть фильм «Большая гонка. „Лянча“ против „Ауди“» Надо ли мчаться смотреть фильм «Большая гонка. „Лянча“ против „Ауди“»

Насколько хорош «Большая гонка. „Лянча“ против „Ауди“» и стоило ли его снимать?

Maxim
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
«Слишком притчевые, хулиганские и русские»: как «Смешарики» с «логикой Винни-Пуха» выходили в Китай, Германию и США «Слишком притчевые, хулиганские и русские»: как «Смешарики» с «логикой Винни-Пуха» выходили в Китай, Германию и США

Чем Смешарики не угодили немцам и чего лишились из-за кризиса 2008 года?

VC.RU
ТОП-10 самых маленьких стран мира ТОП-10 самых маленьких стран мира

Вы когда-нибудь задумывались, каково жить в самой маленькой стране на Земле?

ТехИнсайдер
Какие продукты полезны для печени, а какие вредны Какие продукты полезны для печени, а какие вредны

Какие продукты полезны для печени: все они входят в средиземноморскую диету

РБК
«Лицо не соответствует душе»: как распознать серийного маньяка — 10 признаков «Лицо не соответствует душе»: как распознать серийного маньяка — 10 признаков

Глава из книги Антуана Касса и Ирины Капитановой «Феномен российских маньяков»

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
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
Подборка самых глубоких афоризмов великих людей о ценности счастья: а вы счастливый человек? Подборка самых глубоких афоризмов великих людей о ценности счастья: а вы счастливый человек?

Что такое счастье? Этот вопрос всегда будет актуальным

ТехИнсайдер
Бог из машины Бог из машины

Вышедший из-под контроля сверхчеловеческий интеллект – наше обозримое будущее?

Вокруг света
Открыть в приложении