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

Челюсть из Сварткранса указала на потенциально новый вид парантропов Челюсть из Сварткранса указала на потенциально новый вид парантропов

Ученые повторно исследовали нижнюю челюсть SK-15, которую нашли в 1949 году

N+1
Синьор помидор: он же фрукт, он же овощ и даже ягода. Разве такое бывает? Синьор помидор: он же фрукт, он же овощ и даже ягода. Разве такое бывает?

По сей день нет однозначного ответа на вопрос: помидор — это фрукт или овощ?

ТехИнсайдер
Заряженные капли отказались разбрызгиваться при ударе о твердую поверхность Заряженные капли отказались разбрызгиваться при ударе о твердую поверхность

Электричество вокруг заряженной капли предотвращает ее разбрызгивание

N+1
Рыжие волосы как у Ханде Эрчел: как добиться такого же роскошного медного оттенка, ставшего более модным, чем блонд Рыжие волосы как у Ханде Эрчел: как добиться такого же роскошного медного оттенка, ставшего более модным, чем блонд

Рыжие волосы теперь в тренде, и ты тоже сможешь примерить такой бьюти-образ

VOICE
От Марса до квантовой физики: 11 книг для любителей научной фантастики От Марса до квантовой физики: 11 книг для любителей научной фантастики

Что ждет человечество в будущем? Фантасты размышляют в своих книгах

Maxim
Топ-5 самых честных книг о жизни в 80-90-е в России Топ-5 самых честных книг о жизни в 80-90-е в России

В топе собраны книги, которые в подробностях описывают 80-90-е

Maxim
Давай познакомимся Давай познакомимся

Как стать интересным собеседником?

Лиза
Команда AUDI всё-таки победила на «Дакаре». Почему это важно? Команда AUDI всё-таки победила на «Дакаре». Почему это важно?

По мнению AUDI, будущее внедорожников – за электричеством

4x4 Club
Все по-взрослому: как прошел тест-драйв китайских Jetour в снегах Карелии Все по-взрослому: как прошел тест-драйв китайских Jetour в снегах Карелии

Как ведут себя китайские кроссоверы Jetour в реальной жизни?

Forbes
Тайны межзвездного пространства (блуждающие планеты и коричневые карлики) Тайны межзвездного пространства (блуждающие планеты и коричневые карлики)

В пространстве Млечного Пути астрономы нашли триллионы «блуждающих» планет

Зеркало Мира
Как сохранить брак на всю жизнь: 10 советов от психолога Как сохранить брак на всю жизнь: 10 советов от психолога

Жить вместе «долго и счастливо» можно не только в сказках, но как?

Psychologies
В каких продуктах содержится цинк и с чем он усваивается В каких продуктах содержится цинк и с чем он усваивается

В каких продуктах больше всего цинка и что мешает его усвоению?

РБК
«Люди хотят участвовать в судьбе шоу»: как меняется иммерсивный театр в России «Люди хотят участвовать в судьбе шоу»: как меняется иммерсивный театр в России

Почему сложно создавать спектакли для детей и чем интересен барон Мюнхгаузен?

Forbes
Сверхмощная солнечная вспышка позволила датировать неолитическое поселение с высокой точностью Сверхмощная солнечная вспышка позволила датировать неолитическое поселение с высокой точностью

Избыточный радиоуглерод нашли в древесине из памятника VI тысячелетия до н.э.

N+1
Индексы скорости и нагрузки шин: что они означают? Расшифровка Индексы скорости и нагрузки шин: что они означают? Расшифровка

Индекс скорости и нагрузки шин — что это за параметры, почему их нужно учитывать

РБК
Что смотреть на выходных: 9 добрых фильмов на случай, если вам грустно Что смотреть на выходных: 9 добрых фильмов на случай, если вам грустно

Несколько фильмов, которые спасут вечер трудного дня и поднимут настроение

Правила жизни
Как правильно «прикурить» автомобиль, чтобы не навредить его здоровью? Как правильно «прикурить» автомобиль, чтобы не навредить его здоровью?

Что значит «прикурить» автомобиль, и какие провода для этого выбрать?

CHIP
Инструменты семенного продвижения Инструменты семенного продвижения

Доля российских семян может быть существенно больше при грамотном маркетинге

Агроинвестор
Борьба, тюрьма, 8 Марта: какой была жизнь Клары Цеткин Борьба, тюрьма, 8 Марта: какой была жизнь Клары Цеткин

Стереотипный образ Клары Цеткин — седовласая партийная функционерка

Forbes
От заявления до свидетельства: все, что нужно знать о процедуре развода От заявления до свидетельства: все, что нужно знать о процедуре развода

Как расторгнуть брак «своими силами»?

Forbes
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
Рост числа потерянных видов тетрапод превзошел темпы их повторного открытия Рост числа потерянных видов тетрапод превзошел темпы их повторного открытия

Виды, считающиеся потерянными, в действительности, скорее всего, уже вымерли

N+1
Эпоха гиперавтоматизации: как высокотехнологичный бизнес повышает свою эффективность Эпоха гиперавтоматизации: как высокотехнологичный бизнес повышает свою эффективность

Как гиперавтоматизация меняет ландшафт современного бизнеса

ТехИнсайдер
Открытый и опасный: в чем риски создания приложений на open source в России Открытый и опасный: в чем риски создания приложений на open source в России

Почему ПО на базе open source несет большие риски для владельцев и пользователей

Forbes
С небес на землю С небес на землю

Как дистанционное зондирование Земли обеспечивает нашу безопасность

Наука и техника
Расчет для технологической безопасности Расчет для технологической безопасности

Как задействованы инвестиции в технологической безопасности корпораций

Монокль
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
«Зефирный» тест: что это такое и как он определяет уровень человеческого благосостояния «Зефирный» тест: что это такое и как он определяет уровень человеческого благосостояния

Глава из книги «Самые странные в мире» о психологическом своеобразии людей

Psychologies
Ранние браки, запрет на аборты и проституция: как живут женщины в Нигерии Ранние браки, запрет на аборты и проституция: как живут женщины в Нигерии

Нигерия: страна, в которой беспрецедентно нарушаются права женщин

Forbes
Конфликт на экране Конфликт на экране

Пять пронзительных экранизаций израильско-палестинского конфликта

Дилетант
Открыть в приложении