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

Культурный виноград появился на Сардинии больше трех тысяч лет назад Культурный виноград появился на Сардинии больше трех тысяч лет назад

Самый ранний культурный виноград выращивали на Сардинии

N+1
Чем закусывают виски Чем закусывают виски

Виски — напиток, созданный приносить радость одним своим вкусом

Maxim
Чувствительность к горькой пище связана с заболеваниями почек и биполярным расстройством Чувствительность к горькой пище связана с заболеваниями почек и биполярным расстройством

Как отвращение к горькому вкусу брокколи связано с вашим здоровьем?

ТехИнсайдер
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
6 ошибок при использовании солнцезащитного крема: запомните и никогда так больше не делайте 6 ошибок при использовании солнцезащитного крема: запомните и никогда так больше не делайте

Рассказываем, что делать с солнцезащитным кремом не надо

ТехИнсайдер
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
Как спасти суккулент, чтобы он снова стал здоровым и пышным Как спасти суккулент, чтобы он снова стал здоровым и пышным

Зачастую даже самые неизбалованные суккуленты могут начать засыхать и гнить

ТехИнсайдер
Разум толпы: как коллективное сознательное помогает принимать наилучшие решения Разум толпы: как коллективное сознательное помогает принимать наилучшие решения

Усредненный прогноз группы может быть более точным, чем суждения специалистов

ТехИнсайдер
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
«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
Ученые посчитали сколько живых клеток было на Земле и сколько еще будет Ученые посчитали сколько живых клеток было на Земле и сколько еще будет

Сколько клеток населяло нашу планету со времени появления первой?

ТехИнсайдер
Как правильно уволиться: 5 советов бизнес-коуча Как правильно уволиться: 5 советов бизнес-коуча

Несколько нюансов, на которые стоит обратить внимание

Psychologies
Хуа Мулань Хуа Мулань

В Китае история Мулан не ограничивается мультиком и имеет многовековой стаж

Дилетант
Всё есть, а не радует Всё есть, а не радует

Почему в эпоху доступности всего мы перестали получать удовольствие

Лиза
Рождение с 32 по 36 неделю связали с повышенным риском нарушений развития нервной системы Рождение с 32 по 36 неделю связали с повышенным риском нарушений развития нервной системы

Рождение на 32-33 и 34-36 неделях связано с риском нарушений развития ЦНС

N+1
Дом у Финского залива Дом у Финского залива

Просторный загородный дом с ярким характером для молодой творческой семьи

SALON-Interior
Долететь до горизонта Долететь до горизонта

Иногда кажется, будто быстроходные яхты летят между поверхностью воды и небом

Y Magazine
Новые рубежи российского агроэкспорта Новые рубежи российского агроэкспорта

Стоимостной объем отгруженного за рубеж продовольствия превысит $45 млрд

Агроинвестор
Давай познакомимся Давай познакомимся

Как стать интересным собеседником?

Лиза
Жертва цензуры: как диктатора Антониу Салазара сгубило его любимое детище Жертва цензуры: как диктатора Антониу Салазара сгубило его любимое детище

Глава из книги «Диктатор, который умер дважды» об Антониу Салазаре

Forbes
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
«Электрическое полотенце»: как появилась сушилка для рук «Электрическое полотенце»: как появилась сушилка для рук

Даже у такой незамысловатой технологии, как сушилка для рук, есть своя история

ТехИнсайдер
Топ-10 сериалов, которые помогут выучить английский язык Топ-10 сериалов, которые помогут выучить английский язык

Просмотр этих сериалов поможет здорово подтянуть уровень иностранного языка

ТехИнсайдер
Наука в фантастике: эпизоды истории Наука в фантастике: эпизоды истории

Достоверные чудеса прогресса

Наука и жизнь
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
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
ТОП-7 лучших пикапов: характеристики и фото ТОП-7 лучших пикапов: характеристики и фото

Лучшие новые пикапы на рынке России

РБК
В пику «тихой роскоши»: что за тренд loud budgeting и почему рассказывать об экономии стало модно В пику «тихой роскоши»: что за тренд loud budgeting и почему рассказывать об экономии стало модно

Почему в соцсетях громко призывают экономить (и хвастаться этим)?

Правила жизни
Установка соединения Установка соединения

Зачем сращивать мозг с компьютером?

Вокруг света
Не добивайте жертву: 5 запретных фраз Не добивайте жертву: 5 запретных фраз

Никогда не произносите эти фразы людям, которые столкнулись с насилием

Psychologies
Открыть в приложении