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

Пластиковый мусор в гнездах стал смертельной ловушкой для аистят Пластиковый мусор в гнездах стал смертельной ловушкой для аистят

Как пластиковый мусор в гнездах вредит потомству белых аистов

N+1
Грязь, потертости и заломы: как восстановить замшевую обувь Грязь, потертости и заломы: как восстановить замшевую обувь

Как без труда вернуть замшевой обуви былой внешний вид в домашних условиях

ТехИнсайдер
Геологи раскрыли тайну Великого Лиссабонского землетрясения XVIII века Геологи раскрыли тайну Великого Лиссабонского землетрясения XVIII века

Как землетрясение 1755 года изменило Европу: научное объяснение катастрофы века

ТехИнсайдер
Что у креатина может быть общего с христианином? Вы удивитесь, когда узнаете происхождение слова “кретин” Что у креатина может быть общего с христианином? Вы удивитесь, когда узнаете происхождение слова “кретин”

Поговорим сегодня про кретинов с их нелегкой судьбой

ТехИнсайдер
Американец начал употреблять бром по совету ChatGPT и заработал психоз Американец начал употреблять бром по совету ChatGPT и заработал психоз

Мужчина заработал психоз после совета ChatGPT

N+1
Простые самодельные игрушки для кошек, перед которыми не устоит ни один питомец Простые самодельные игрушки для кошек, перед которыми не устоит ни один питомец

Как сделать дразнилки для котенка своими руками из подручных средств

ТехИнсайдер
Мороз по коже: лютые и дикие способы, которыми народ в СССР согревался, когда не было отопления Мороз по коже: лютые и дикие способы, которыми народ в СССР согревался, когда не было отопления

Газеты, рейтузы и ковры: как согревались люди в СССР

Maxim
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
«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
«Я думала – это весна, а это оттепель» «Я думала – это весна, а это оттепель»

Для молодежи сегодняшнего дня 60-е годы прошлого века – такая седая старина!..

Зеркало Мира
1,75 миллиарда лет назад фотосинтез уже был на Земле 1,75 миллиарда лет назад фотосинтез уже был на Земле

Фотосинтез уже был на Земле 1,75 миллиарда лет назад

ТехИнсайдер
Мегаполис внутри Мегаполис внутри

Стиль этих апартаментов продиктовали архитектура небоскребов и столичный ритм

SALON-Interior
Как узнать здоровую «дозу» кофеина Как узнать здоровую «дозу» кофеина

Ежедневная чашка кофе может принести пользу

ТехИнсайдер
Чай матча: какой на вкус модный напиток и как его правильно заваривать Чай матча: какой на вкус модный напиток и как его правильно заваривать

Даже сейчас некоторые люди задаются вопросом: «Что же такое матча?»

ТехИнсайдер
«Джеймс Уэбб» рассмотрел «кошачий хвост» обломочного диска вокруг Беты Живописца «Джеймс Уэбб» рассмотрел «кошачий хвост» обломочного диска вокруг Беты Живописца

«Джеймс Уэбб» рассмотрел наклонный вторичный обломочный диск у Бета Живописца

N+1
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
Пацан говорит: Леон Кемстач — о «Слове пацана», уличных драках и первом гонораре Пацан говорит: Леон Кемстач — о «Слове пацана», уличных драках и первом гонораре

Леон Кемстач: на кого ориентируется в профессии, на что потратил первый гонорар?

Правила жизни
6 самых цепляющих мультфильмов на фольклорной основе 6 самых цепляющих мультфильмов на фольклорной основе

Главные мультфильмы современности, вдохновленные фольклором и сказками

Maxim
«Лучшей возможности, чем сейчас, не будет» «Лучшей возможности, чем сейчас, не будет»

Павел Беликов о перспективах, открывшихся перед российским станкостроением

Монокль
Как справиться с гиперконтролем: 3 стратегии для отношений с детьми, партнером и коллегами Как справиться с гиперконтролем: 3 стратегии для отношений с детьми, партнером и коллегами

Чем объяснить чрезмерный контроль и ревность по отношению к другим людям?

Psychologies
Научный ответ на церковный вопрос: почему крещенская вода долго не портится? Научный ответ на церковный вопрос: почему крещенская вода долго не портится?

Как объяснить факт, что крещенская вода не тухнет и не “цветет”?

ТехИнсайдер
Встраиваемая бытовая техника: за и против Встраиваемая бытовая техника: за и против

Встраиваемая техника выглядит современно и красиво, но стоит ли она своих денег?

CHIP
9 признаков, что вы действительно умный человек 9 признаков, что вы действительно умный человек

И вовсе необязательно козырять умными терминами к месту и не к месту.

Maxim
Три режиссера: как снимали Гайдай, Рязанов и Данелия Три режиссера: как снимали Гайдай, Рязанов и Данелия

Чем почерк Леонида Гайдая отличался от почерка его современников?

Правила жизни
Когда нужно отменить запись на маникюр и педикюр: 5 ситуаций, в которых гель-лак не будет держаться на ногтях Когда нужно отменить запись на маникюр и педикюр: 5 ситуаций, в которых гель-лак не будет держаться на ногтях

Ситуации, когда нельзя делать маникюр и педикюр с покрытием

VOICE
Как избавиться от фюрера Как избавиться от фюрера

Первый из заговоров антигитлеровского Сопротивления сложился в 1938 году

Дилетант
«Хорошая сестра»: почему отношения между женщинами в семье могут быть такими сложными «Хорошая сестра»: почему отношения между женщинами в семье могут быть такими сложными

Отрывок из романа Салли Хэпвортс «Хорошая сестра» о сестрах-близнецах

Forbes
Как открыть файл PDF: 7 полезных программ для ПК и смартфона Как открыть файл PDF: 7 полезных программ для ПК и смартфона

Чем открыть PDF файл на Windows, macOS, Android и других платформах

CHIP
«Ванильная кудряшка» «Ванильная кудряшка»

Причудливое растение из Южной Африки, которое приживется дома

Наука и жизнь
«Не добегаешь 50 метров — штраф 500 долларов»: как выглядят самые жесткие тренировки «Не добегаешь 50 метров — штраф 500 долларов»: как выглядят самые жесткие тренировки

Чаще всего эти тренировки сравнивают с армейской подготовкой

Maxim
Открыть в приложении