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 средневековом европейском борделе похоронили трехмесячного мальчика В средневековом европейском борделе похоронили трехмесячного мальчика

Ученые описали захоронение младенца в средневековом борделе Бельгии

N+1
Комфорт и домашняя еда: как лауреатка «Грэмми» заработала $20 млн на пирогах Комфорт и домашняя еда: как лауреатка «Грэмми» заработала $20 млн на пирогах

Как певица Патти Лабель покорила американцев своими домашними рецептами

Forbes
Астрономы подтвердили существование экзогиганта на ретроградной орбите в тесной двойной системе Астрономы подтвердили существование экзогиганта на ретроградной орбите в тесной двойной системе

Астрономы нашли экзогиганта на необычно широкой и ретроградной орбите

N+1
Попасть под пресс: как накачать желаемые «кубики» Попасть под пресс: как накачать желаемые «кубики»

Узнали у эксперта все, что вы стеснялись спросить насчет пресса

Правила жизни
Новое исследование: мат улучшает спортивные результаты Новое исследование: мат улучшает спортивные результаты

Как «матюки» во время физических нагрузок помогают превзойти свои возможности

Maxim
«Карл у Клары украл кораллы»: как научить ребенка выговаривать букву «р» «Карл у Клары украл кораллы»: как научить ребенка выговаривать букву «р»

Какие упражнения и техники помогут научить ребенка выговаривать букву «р»

ТехИнсайдер
9 самых красивых самолетов: не читать перед началом серьезной работы 9 самых красивых самолетов: не читать перед началом серьезной работы

Самые необычные дизайны самолетов

ТехИнсайдер
Кто такие «тарелочницы» и как их распознать на свидании Кто такие «тарелочницы» и как их распознать на свидании

Почему девушки все чаще ходят на свидания лишь для того, чтобы поесть

Maxim
Вы едите их регулярно, но так мало о них знаете: топ-50 самых полезных продуктов, от которых нельзя отказываться Вы едите их регулярно, но так мало о них знаете: топ-50 самых полезных продуктов, от которых нельзя отказываться

Чем полезны продукты, которые многие едят каждый день

ТехИнсайдер
9 правил здоровых отношений 9 правил здоровых отношений

В чем секрет долгих и крепких отношений?

Psychologies
12 худших фильмов-комиксов последних лет от плохого до самого гадкого 12 худших фильмов-комиксов последних лет от плохого до самого гадкого

Рассматриваем самые большие косяки фильмов-комиксов

Maxim
Турне за океан Турне за океан

Что же это за яхта, которую британская верфь не стала показывать в Каннах?

Y Magazine
Денис Джонсон: «Дымовое древо». Отрывок из романа Денис Джонсон: «Дымовое древо». Отрывок из романа

Отрывок из мощной, маскулинной прозе об ужасах войны во Вьетнаме

СНОБ
За чашечкой кофе За чашечкой кофе

Важные причины, почему не стоит давать ребенку кофе

Лиза
Кипит суп – котелок друг, стук-бряк – котелок враг! Кипит суп – котелок друг, стук-бряк – котелок враг!

Думаете, котел – банальная штука? Думаете, он только для похода и рыбалки?

Зеркало Мира
Саммит «Большой двадцатки» и не только: импакт-инсайты из Индии | G20 and Beyond: Impact Insights from India Саммит «Большой двадцатки» и не только: импакт-инсайты из Индии | G20 and Beyond: Impact Insights from India

Интервью с Нехой Бхатнагар, Совет импакт-инвесторов Индии

Позитивные изменения
Что такое бергамот и насколько он полезен Что такое бергамот и насколько он полезен

Чем полезен бергамот и может ли он навредить здоровью?

РБК
«Расстались, но живем вместе»: 6 советов бывшим партнерам «Расстались, но живем вместе»: 6 советов бывшим партнерам

После развода вы вынуждены делить кров с бывшим партнером. Как пережить это?

Psychologies
Дом культуры Дом культуры

Петербургские девелоперы заговорили с нами на языке искусства

Собака.ru
Ум как следствие любви Ум как следствие любви

Эволюция выбирает сильнейших и умнейших – чтобы делать их еще сильнее и умнее

Вокруг света
Дождевые облака в голове: роман о жизни девушки с аутизмом Дождевые облака в голове: роман о жизни девушки с аутизмом

Глава из романа «Прекрасная, как река» о «солнечной» Фабьене

Forbes
Не крутятся кулеры на видеокарте: что делать? Не крутятся кулеры на видеокарте: что делать?

Почему могут не работать кулеры на видеокарте, как решить эту проблему?

CHIP
Сын арабского принца. Как сепарироваться от родителей Сын арабского принца. Как сепарироваться от родителей

Может ли 17-летний юноша оставить свою довольно необычную мать?

СНОБ
Полина и Эюб Полина и Эюб

Полина Рафеева и Эюб Фараджев — молодые артисты Театра имени Вахтангова

OK!
Доктор холодных морей Доктор холодных морей

О том, чем приходится заниматься судовому врачу, столь важной фигуре в экипаже

Y Magazine
Как лечат в центрах наркологической помощи: 5 основных этапов Как лечат в центрах наркологической помощи: 5 основных этапов

Психиатр-нарколог о том, какие именно методы борьбы с зависимостью существуют

Psychologies
«Лучше бы не знала» «Лучше бы не знала»

Истории людей, которым стали случайно известны чужие тайны

Лиза
Леденящие душу хорроры: 5 книг для любителей пощекотать нервы Леденящие душу хорроры: 5 книг для любителей пощекотать нервы

Книги, от прочтения которых у вас будут мурашки и мороз по коже

ТехИнсайдер
Великий космополит эвриптерус Великий космополит эвриптерус

Эвриптерус – серафим Силурийского моря

Наука и техника
Дыра на месте Дыра на месте

Что снимки телескопа показали в галактике M87 спустя год после первых наблюдений

N+1
Открыть в приложении