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

Неандертальцы наследили на португальских пляжах Неандертальцы наследили на португальских пляжах

Археологи обнаружили на португальском побережье отпечатки ног неандертальцев

N+1
«Юг Руси» слил масло «Юг Руси» слил масло

Одна из крупнейших сделок последних лет в АПК — продажа бизнеса «Юга Руси»

Агроинвестор
«Социальные науки как колдовство» «Социальные науки как колдовство»

Можно ли за цифрами спрятать несостоятельность научной мысли

N+1
Трус не играет в тлачтли! Трус не играет в тлачтли!

Свой «футбол» был и у индейцев Мезоамерики

Зеркало Мира
История культового символа Лондона: почему телефонные будки красного цвета История культового символа Лондона: почему телефонные будки красного цвета

Почему телефонные будки Лондона окрашены именно в яркий красный цвет?

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
Болиды на солнечных батареях, роботы-гуманоиды и бактерии для добычи алмазов: какими изобретениями запомнился 2023 год Болиды на солнечных батареях, роботы-гуманоиды и бактерии для добычи алмазов: какими изобретениями запомнился 2023 год

Какими изобретениями запомнился 2023 и какие гаджеты доступны человечеству

ТехИнсайдер
5 универсальных причесок для фото на паспорт, которые подойдут для оформления документов как в 14, так и в 45 лет 5 универсальных причесок для фото на паспорт, которые подойдут для оформления документов как в 14, так и в 45 лет

Какую прическу сделать для фото на паспорт?

VOICE
Чем полезна гвоздика: 5 свойств, ценность для организма Чем полезна гвоздика: 5 свойств, ценность для организма

Гвоздику добавляют в разные блюда для аромата и вкуса, но есть ли от неё польза?

РБК
«Хранительница очага» «Хранительница очага»

Руками Голды Меир строилось государство Израиль. Один из символов Израиля

Дилетант
Как начать правильно питаться не с очередного понедельника, а прямо сейчас: рабочие советы Как начать правильно питаться не с очередного понедельника, а прямо сейчас: рабочие советы

Как эффективно и довольно быстро начать придерживаться правильного питания

ТехИнсайдер
Насилие порождает насилие: в чем суть треугольника Карпмана и мышления жертвы Насилие порождает насилие: в чем суть треугольника Карпмана и мышления жертвы

Можно ли остановить цикл насилия? Ищем ответы в книге психотерапевта

Psychologies
Иное течение времени: 3 фантастических романа об альтернативной истории развития науки Иное течение времени: 3 фантастических романа об альтернативной истории развития науки

Книги, которых история идет по-другому из-за альтернативного развития науки

ТехИнсайдер
Практические вопросы: Нужно ли прогревать машину? Практические вопросы: Нужно ли прогревать машину?

Очередной вопрос о том, как долго нужно прогревать машину на холостом ходу

4x4 Club
Рейтинг всех пяти поколений Jeep Cherokee. От худшего к лучшему Рейтинг всех пяти поколений Jeep Cherokee. От худшего к лучшему

В своё время, на пике популярности, Cherokee покорил сердца миллионов

4x4 Club
«Ценнее коровы»: как индийские спортсменки борются за равенство «Ценнее коровы»: как индийские спортсменки борются за равенство

Спортивная школа Altius в Индии борется за изменения в патриархальном обществе

Forbes
Александр Куприн: «Надо любить жизнь, но надо и покоряться ей» Александр Куприн: «Надо любить жизнь, но надо и покоряться ей»

Почему писатель Александр Куприн эмигрировал и почему вернулся?

Караван историй
Кто такой Макс Ферстаппен. История и победы Кто такой Макс Ферстаппен. История и победы

Autonews.ru рассказал историю гонщика Макса Ферстаппена

РБК
Кто такие «гаражные виноделы» и за кем из них стоит следить Кто такие «гаражные виноделы» и за кем из них стоит следить

Кто такие российские гаражные виноделы? Откуда появилось это понятие?

СНОБ
Дело доктора Франкенштейна Дело доктора Франкенштейна

Реально ли создать идеального человека, а не монстра?

Вокруг света
Скотчтерьеры курильщиков столкнулись с повышенным риском рака мочевого пузыря Скотчтерьеры курильщиков столкнулись с повышенным риском рака мочевого пузыря

Какие факторы риска влияют на развитие рака мочевого пузыря у скотчтерьеров

N+1
Почему посадка на Луну сегодня сложнее, чем в прошлом Почему посадка на Луну сегодня сложнее, чем в прошлом

Добраться до поверхности Луны все еще остается далеко не простым делом!

ТехИнсайдер
Американский супергерой: лучшие фильмы с Кристианом Бейлом Американский супергерой: лучшие фильмы с Кристианом Бейлом

Главные работы из фильмографии Кристиана Бейла в хронологическом порядке

Правила жизни
Эдит находит тело Гарольда Эдит находит тело Гарольда

Поражение Гарольда Годвинсона ознаменовало успех норманнского завоевания

Дилетант
Лайфхаки для хозяйки Лайфхаки для хозяйки

Как быстро и легко все отмыть, отчистить, отстирать и приготовить

Лиза
Как правильно краситься после 50 лет: 7 гениальных лайфхаков, которые изменят твою жизнь Как правильно краситься после 50 лет: 7 гениальных лайфхаков, которые изменят твою жизнь

Трюки возрастного макияжа, которые придадут твоему лицу свежий и подтянутый вид

VOICE
Chevrolet Silverado. Четыре поколения легендарного пикапа Chevrolet Silverado. Четыре поколения легендарного пикапа

Что сделало дерзкий пикап Chevrolet Silverado таким популярным?

4x4 Club
10 лучших фильмов Дэвида Линча 10 лучших фильмов Дэвида Линча

Линч: от скандальной экранизации до одного из лучших фильмов в истории кино

Правила жизни
10 уголков нашей необъятной: куда поехать на отдых в России 10 уголков нашей необъятной: куда поехать на отдых в России

Отпуск — не обязательно путешествие за границу. У нас тоже есть, что посмотреть!

ТехИнсайдер
Как работает удивительная коробка передач eCVT в гибридных машинах Как работает удивительная коробка передач eCVT в гибридных машинах

Постигаем магию необычной трансмиссии eCVT в гибридных машинах

ТехИнсайдер
Открыть в приложении