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

Амазонские дельфины помочились в воздух Амазонские дельфины помочились в воздух

Как китообразные используют мочеиспускание для коммуникации

N+1
Карман Генри: кто такой Генри и зачем он пришил кармашки к кошачьим ушам? Карман Генри: кто такой Генри и зачем он пришил кармашки к кошачьим ушам?

Зачем кошкам "второе" ушко?

ТехИнсайдер
Сразу две частные компании стартовали к Луне на одной ракете Сразу две частные компании стартовали к Луне на одной ракете

Две частные фирмы запустили аппараты на Луну в ракете SpaceX Falcon 9

ТехИнсайдер
Свежевыжатые фруктовые соки связали с избыточным весом у детей Свежевыжатые фруктовые соки связали с избыточным весом у детей

Как чистые фруктовые соки влияют на здоровье детей?

N+1
Как понимать картины в музее: простые советы от искусствоведа Как понимать картины в музее: простые советы от искусствоведа

Как правильно воспринимать произведения искусства?

Psychologies
Как я пережила отопительный коллапс в Климовске: личная история и советы эксперта Как я пережила отопительный коллапс в Климовске: личная история и советы эксперта

Как себя вести, если события в жизни заставляют чувствовать себя жертвой?

Psychologies
Живые игрушки. Часть вторая Живые игрушки. Часть вторая

Что делать родителям, если ребенок угрожает самоубийством

СНОБ
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
Теория «языка любви» из ТикТока: в чем она заключается и действительно ли помогает Теория «языка любви» из ТикТока: в чем она заключается и действительно ли помогает

Что такое теория «языка любви» и как она может повлиять на отношения?

Psychologies
Свитчи для механической клавиатуры: что это такое, какими бывают и какие выбрать Свитчи для механической клавиатуры: что это такое, какими бывают и какие выбрать

Что такое свитчи и почему стоит обращать на них внимание при выборе "клавы"

CHIP
Что такое МКПП и как она устроена Что такое МКПП и как она устроена

Все о МКПП (механике): как устроена, как ездить, частые поломки

РБК
Насекомых не привлекает свет ламп — у них просто кружится голова Насекомых не привлекает свет ламп — у них просто кружится голова

Почему насекомые летят на свет, если он им не нравится?

ТехИнсайдер
Игорь Губарь: Что кроме хай-джека может пригодиться на бездорожье? Игорь Губарь: Что кроме хай-джека может пригодиться на бездорожье?

Что каждому уважающему себя автопутешественнику нужно брать с собой?

4x4 Club
Статус обязывает Статус обязывает

Бюро Officina Italiana ответственно за дизайн всех яхт Riva c 1994 года

Y Magazine
«Жизнь — лучший сценарист»: Никита Кологривый — о детстве в Новосибирске, региональном кинематографе и, конечно, «Слове пацана» «Жизнь — лучший сценарист»: Никита Кологривый — о детстве в Новосибирске, региональном кинематографе и, конечно, «Слове пацана»

Никита Кологривый — о своем непростом характере и разнообразном послужном списке

Правила жизни
«Я не черствый человек: я переживаю, обижаюсь, страдаю» «Я не черствый человек: я переживаю, обижаюсь, страдаю»

Наталья Земцова завершила прошлый год одной премьерой, а начала новый — с другой

OK!
Психология предубеждения: как почитатели Моцарта и Гете создали Холокост? Психология предубеждения: как почитатели Моцарта и Гете создали Холокост?

Как в Германии произошел поворот от культурного процветания к Холокосту?

Psychologies
Наука в фантастике: эпизоды истории Наука в фантастике: эпизоды истории

Достоверные чудеса прогресса

Наука и жизнь
Как Беккенбауэр менял футбол, брал трофеи, играл на забытой позиции и помогал Яшину Как Беккенбауэр менял футбол, брал трофеи, играл на забытой позиции и помогал Яшину

Как «кайзер Франц» стал олицетворением того, чего больше не существует

Forbes
Все мультфильмы студии Pixar от худшего к лучшему Все мультфильмы студии Pixar от худшего к лучшему

Расставляем по пьедесталу полнометражные работы «Пиксар» за все 30 лет

Maxim
Как прочистить унитаз без вантуза: 5 простых способов Как прочистить унитаз без вантуза: 5 простых способов

Как понять, что туалет засорился и как его прочистить?

VOICE
Что будет если неделю не есть и на сколько можно похудеть Что будет если неделю не есть и на сколько можно похудеть

Насколько безопасно и эффективно недельное голодание?

РБК
Когда менять смартфон? Пять признаков, что нужно идти в магазин за новым Когда менять смартфон? Пять признаков, что нужно идти в магазин за новым

Как понять, что пришло время обновить гаджет

РБК
Обитатели пояса Койпера Обитатели пояса Койпера

Готовы отправиться в фантастическое космическое путешествие?

Наука и жизнь
Приключения Робота в мире животных Приключения Робота в мире животных

«Мечты Робота»: веселая и печальная история о борьбе с одиночеством

Weekend
«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
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
Арт-субъект: где на Урале рождается современное искусство Арт-субъект: где на Урале рождается современное искусство

С чего началось культурное противостояние Перми и Екатеринбурга?

СНОБ
«Рыбное дело»: первый судебный процесс о коррупции в СССР «Рыбное дело»: первый судебный процесс о коррупции в СССР

Скандал, связанный с сетью магазинов «Океан», был громким

ТехИнсайдер
Замещающая терапия: что вывело рынок корпоративных бондов на максимум Замещающая терапия: что вывело рынок корпоративных бондов на максимум

Частные инвесторы значительно увеличили вложения в корпоративные облигации

Forbes
Открыть в приложении