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

CAR-NK-терапия из донорских стволовых клеток помогла пациентке с системной склеродермией CAR-NK-терапия из донорских стволовых клеток помогла пациентке с системной склеродермией

Исследователи сообщили об успешном лечении тяжелой системной склеродермии

N+1
Стойкий Физтех* Стойкий Физтех*

Проректор МФТИ Виталий Баган — МФТИ создал уникальную образовательную систему

Монокль
Снижение конденсационных следов от самолетов назвали важной климатической мерой Снижение конденсационных следов от самолетов назвали важной климатической мерой

Чтобы снизить влияние авиации на климат, лучше сосредоточиться на следах

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

Свой «футбол» был и у индейцев Мезоамерики

Зеркало Мира
Пластичность мозга Пластичность мозга

Потрясающие факты о том, как мысли способны менять структуру и функции мозга

kiozk originals
Месть матери: громкое дело Марианне Бахмайер, отомстившей убийце своего ребенка прямо в зале суда Месть матери: громкое дело Марианне Бахмайер, отомстившей убийце своего ребенка прямо в зале суда

Марианне Бахмайер застрелила в прямо в зале суда соседа, и это была месть

VOICE
6 самых токсичных бьюти-трендов, которые царили во времена наших мам и бабушек 6 самых токсичных бьюти-трендов, которые царили во времена наших мам и бабушек

Устаревшие тренды в индустрии красоты, которые наносили реальный урон женщинам

Psychologies
Внедорожники становятся всё шире, не помещаясь на городских дорогах Внедорожники становятся всё шире, не помещаясь на городских дорогах

Почему внедорожники и пикапы становятся такими же широкими, как автобусы

4x4 Club
7 заболеваний, о которых говорит седина у 20-летних женщин 7 заболеваний, о которых говорит седина у 20-летних женщин

С чем может быть связана ранняя седина? И когда пора обращаться к врачу?

Psychologies
«Непрерывная война с собой и другими»: 2 ошибки, которые допускают все на пути изменений «Непрерывная война с собой и другими»: 2 ошибки, которые допускают все на пути изменений

Правда ли добиться жизненных перемен можно, только если все время ломать себя?

Psychologies
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
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
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
Научный ответ на вопрос: почему нам нравится запах метро, краски и бензина Научный ответ на вопрос: почему нам нравится запах метро, краски и бензина

Что заставляет сделать глубокий вдох, запах бензина, краски или лака для ногтей?

ТехИнсайдер
Реки текли на Марсе сотни миллионов лет, но и тогда климат был как в пустыне Атакама Реки текли на Марсе сотни миллионов лет, но и тогда климат был как в пустыне Атакама

Поток рек на Марсе был непостоянный: они то пересыхали, то текли снова

ТехИнсайдер
Почему возле каждого барбершопа висят трехцветные столбики: история Barber’s pole Почему возле каждого барбершопа висят трехцветные столбики: история Barber’s pole

Это не обычная декорация, а символ парикмахерских, появившийся в средние века

ТехИнсайдер
Как поэт Лев Рубинштейн всю жизнь сохранял в себе ребенка и дарил окружающим надежду Как поэт Лев Рубинштейн всю жизнь сохранял в себе ребенка и дарил окружающим надежду

Лев Рубинштейн — человек, который не боялся называть вещи своими именами

Forbes
«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
10 лучших триллеров последних лет, которые стоит посмотреть 10 лучших триллеров последних лет, которые стоит посмотреть

Триллеры с харизматичными героями, которым хочется сопереживать

Правила жизни
Стрижки-табу для женщин 50+: 3 самых опасных варианта и их лучшие альтернативы Стрижки-табу для женщин 50+: 3 самых опасных варианта и их лучшие альтернативы

Хочешь замаскировать естественное поредение волос, связанное с возрастом?

VOICE
Рассыпчатый и мягкий: как правильно варить рис Рассыпчатый и мягкий: как правильно варить рис

Правильно сварить рис — целая наука!

ТехИнсайдер
Слышали о проблемах нейродивергентов? Эксперт рассказал о страхе быть отвергнутым! Слышали о проблемах нейродивергентов? Эксперт рассказал о страхе быть отвергнутым!

Почему нейродивергентные личности подвергаются неоправданному уровню критики

ТехИнсайдер
Математика в аграрной практике Математика в аграрной практике

Как разработать стратегию цепочек поставок в АПК

Агроинвестор
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
Как была устроена жизнь в Каунасском гетто. Воспоминания узника Как была устроена жизнь в Каунасском гетто. Воспоминания узника

Воспоминания о Холокосте: отрывок из книги «Сквозь колючую проволоку»

СНОБ
Как хранить новогодние украшения: 8 советов организаторов пространства Как хранить новогодние украшения: 8 советов организаторов пространства

Как создать удобную систему для хранения новогодних украшений

VOICE
Расчет для технологической безопасности Расчет для технологической безопасности

Как задействованы инвестиции в технологической безопасности корпораций

Монокль
Проблемы в отношениях? Вот как изменить свой тип привязанности: объяснение экспертов Проблемы в отношениях? Вот как изменить свой тип привязанности: объяснение экспертов

Как люди могут развить более безопасный стиль привязанности

ТехИнсайдер
Я — сноб: художник Анатолий Akue Я — сноб: художник Анатолий Akue

Художник Анатолий Akue — о рисовании без цели и собачьей шерсти

СНОБ
Как работает уникальная защита днища Tesla: деталь, которая удивляет многих Как работает уникальная защита днища Tesla: деталь, которая удивляет многих

Что самое удивительное в машинах Tesla, о чем никто не знает?

ТехИнсайдер
Открыть в приложении