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

Потепление не смогло заменить диатомовые водоросли динофлагеллятами Потепление не смогло заменить диатомовые водоросли динофлагеллятами

Почему динофлагелляты они не стали преобладать над диатомовыми водорослями

N+1
Кто еще в опасности? Вот как цифровые медиа влияют на тревогу у подростков Кто еще в опасности? Вот как цифровые медиа влияют на тревогу у подростков

Почему использование цифровых медиа связано с симптомами тревоги?

ТехИнсайдер
Зоологи подтвердили крайнюю редкость рака у черепах Зоологи подтвердили крайнюю редкость рака у черепах

Почему злокачественные опухоли редко встречаются у черепах

N+1
Кремлевский паризьен Кремлевский паризьен

Светлый интерьер во французском стиле, дополненный местоположением квартиры

SALON-Interior
Как повысить самооценку и обрести уверенность? 11 советов психолога Как повысить самооценку и обрести уверенность? 11 советов психолога

Заниженная самооценка мешает нам строить здоровые отношения и карьеру

Psychologies
И у взрослых бывает И у взрослых бывает

Симптомы кори у взрослых и как быстро ее вылечить

Лиза
Ирэна Бородзюля Ирэна Бородзюля

Ирэна Адамовна родилась в 1933 году и всю блокаду оставалась в родном Ленинграде

Собака.ru
8 вещей, которые не стоит себе позволять, если женат 8 вещей, которые не стоит себе позволять, если женат

Некоторые нюансы не стоит упускать из виду, чтобы не испортить отношения с женой

Maxim
Чем вдохновлялись и как себя разрушали творцы: 7 историй гениев и их психических расстройств Чем вдохновлялись и как себя разрушали творцы: 7 историй гениев и их психических расстройств

Похоже, большой талант неотделим от выраженного личного своеобразия

Psychologies
Одно из крупнейших землетрясений в истории США: катастрофа 1906 года в Сан-Франциско Одно из крупнейших землетрясений в истории США: катастрофа 1906 года в Сан-Франциско

Рассказываем об одном из самых страшных и разрушительных землетрясений в США

ТехИнсайдер
«Жить нужно на позитиве!» «Жить нужно на позитиве!»

Денис Провалов не только альпинист, но и спелеолог с мировым именем

Зеркало Мира
Куда заливать гель для стирки в машине-автомат Куда заливать гель для стирки в машине-автомат

Куда заливать гель для стирки в машинку, а куда засыпать сухой порошок?

CHIP
Ученые назвали день, который мы не забываем никогда Ученые назвали день, который мы не забываем никогда

Почему, переживая травматические события, человек моментально их забывает

Psychologies
В переплетенных около 1600 года книгах нашли фрагменты англосаксонской Псалтыри XI века В переплетенных около 1600 года книгах нашли фрагменты англосаксонской Псалтыри XI века

Лингвист Тийс Порк проанализировал 21 фрагмент средневекового пергамента

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
Познакомьтесь с музыкантом Onative, который перепевает русские хиты на английском языке Познакомьтесь с музыкантом Onative, который перепевает русские хиты на английском языке

Onative: почему обратился к нетленкам нулевых и какую музыку записывает?

Правила жизни
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
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
«Если любовь требует усилий, она ненастоящая»: 2 типичные ошибки «Если любовь требует усилий, она ненастоящая»: 2 типичные ошибки

Если у нас проблемы, значит, не стоит быть вместе, верно?

Psychologies
Вино или водка: что пить, чтобы справиться со стрессом Вино или водка: что пить, чтобы справиться со стрессом

Может ли вообще алкоголь помочь сбросить стресс?

Maxim
Поцелуй на Таймс-сквер: какая история скрывается за культовой фотографией моряка и медсестры Поцелуй на Таймс-сквер: какая история скрывается за культовой фотографией моряка и медсестры

Простой моряк, целующий любимую девушку на Таймс-сквер в Нью-Йорке? А вот и нет!

ТехИнсайдер
Как снизить риск деменции за 4 недели с помощью сна: советы доктора Как снизить риск деменции за 4 недели с помощью сна: советы доктора

Как решить проблемы со сном и избежать проблем со здоровьем в будущем

Psychologies
Как устроены безвтыковые поршни: все, что вы хотели знать. Без сложных терминов Как устроены безвтыковые поршни: все, что вы хотели знать. Без сложных терминов

Почему от безвтыковых поршней отказались и как они функционировали?

ТехИнсайдер
Дом культуры Дом культуры

Петербургские девелоперы заговорили с нами на языке искусства

Собака.ru
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
На 5000-летней керамике нашли остатки растительной пищи На 5000-летней керамике нашли остатки растительной пищи

Археологи исследовали 21 фрагмент керамической посуды

N+1
Как обрезать изображение в Фотошопе: инструменты на выбор Как обрезать изображение в Фотошопе: инструменты на выбор

Инструкция, как скадрировать объект на изображении в Photoshop

CHIP
Руки золотые Руки золотые

10 самых интересных и модных видов рукоделия

Лиза
Топ-10 лучших бизнес-книг 2023 года: выбор Forbes Топ-10 лучших бизнес-книг 2023 года: выбор Forbes

Лучшие бизнес-книги, которые будут интересны не только предпринимателям

Forbes
Можно ли заниматься спортом, если ты простужена: «правило шеи», которое следует знать Можно ли заниматься спортом, если ты простужена: «правило шеи», которое следует знать

Принцип, позволяющий определить, допустимы ли занятия спортом при простуде

VOICE
Открыть в приложении