Узнай о своих генах. Азбука для небиологов - Эррол К. Фридберг

Если вас заинтересует этот плодотворный период в истории науки, когда Уотсон и Крик искали структуру ДНК, переживали успехи и неудачи в исследованиях, а также другие ключевые имена из лаборатории Кавендиша и других ведущих научных центров Лондона, настоятельно рекомендую прочитать «Двойную спираль» Уотсона. Эта книга, переведенная на многие языки мира, стала бестселлером (было продано более миллиона экземпляров). В 1998 году Modern Library, популярное американское издательство классики, хроники, научных монографий и переводных изданий, поместило «Двойную спираль» под номером семь в список из сотни лучших нехудожественных книг XX столетия. А в 2012 году Библиотека Конгресса назвала «Двойную спираль» одной из «88 книг, которые формировали Америку».

Мало кто знает о том, что поначалу Фрэнсис Крик был ярым противником издания «Двойной спирали». Уотсон описывал в ней многие странности известных научных умов, вовлеченных в работу над этим открытием, в том числе и самого Крика! Например, «Двойная спираль» открывается вот таким предложением: «Должен признать, что мне так и не довелось увидеть Фрэнсиса Крика в сдержанном настроении».

В 2003 году Уотсон предложил мне написать книгу о его литературном творчестве; это одна из моих любимых книг, которая открыла мне доступ к его личным документам и позволила взять у него несколько интервью. Книга, вышедшая под названием «Жизнь Джеймса Д. Уотсона как писателя» (“The Writing Life of James D. Watson”), раскрывает среди всего прочего подробности конфликта, вспыхнувшего между Уотсоном и Криком прежде, чем Крик с неохотой уступил упорному желанию Уотсона опубликовать свою «Двойную спираль».

Кроме Уотсона и Крика над определением структуры ДНК независимо друг от друга работали и другие ученые в Лондоне, в том числе Морис Уилкинс (в 1962 году он вместе с Уотсоном и Криком получил Нобелевскую премию), а также Розалинд Франклин, которую Уотсон однажды охарактеризовал как «воинствующую эмоциональную даму, которая не в состоянии интерпретировать даже собственные данные». В 2002 году биографию Розалинд Франклин опубликовала историк естествознания Бренда Мэддокс (через сорок с лишним лет после ее преждевременной смерти в 1958 году); еще одна книга, которую стоит прочитать – «Розалинд Франклин – загадочная леди ДНК»[2].

В более поздние годы Уотсон (в момент написания этой книги ему было 89 лет) был весьма популярной личностью с явной склонностью высказывать свое мнение на любую тему, причем суждения его зачастую бывали далеко не лестными. Одним словом, вырисовывается портрет весьма интересной личности! Неудивительно, что многие историки естествознания (включая автора этих строк) мечтали задокументировать его жизнь. А достался этот лакомый литературный кусок (равно как и серьезный вызов) Бренде Мэддокс. Говорят, эта долгожданная биография Уотсона скоро выйдет в свет.

Уотсон был плодотворным автором. Кроме «Двойной спирали» он выпустил многократные издания основного учебника по молекулярной биологии, а также следующие книги: «Страсть к ДНК», «ДНК – тайна жизни», «Избегайте скучных людей», ну и недавнюю его новинку «ДНК – история генетической революции».

После возвращения из Англии Уотсон поступил на кафедру биологии Гарвардского университета. В 1976 году он переместился в упомянутую выше лабораторию Колд-Спринг-Харбор. В 1968 году он стал директором этого учреждения, значительно увеличив его финансирование на научные исследования и подняв Колд-Спринг-Харбор на уровень одной из ведущих биологических лабораторий в мире. В настоящее время он живет при лаборатории Колд-Спринг-Харбор со своей супругой Элизабет (Лиз), писательницей, издавшей в соавторстве с мужем книгу об архитектуре лаборатории Колд-Спринг-Харбор под названием «Дома для науки».

* * *

Фрэнсис Гарри Комптон Крик родился в 1916 году в Англии в Нортгэмптоне и учился в местной гимназии и школе Милл-Хилл в Лондоне. Изучал физику в Университетском колледже в Лондоне и готовился к получению докторской степени, но исследования прервала Вторая мировая война. Во время войны Крик работал как ученый в Военно-морском министерстве Великобритании. Потом он посещал Кембриджский университет и в 1954 году получил степень доктора (Ph.D.) – через год после плодотворной работы с Уотсоном над структурой ДНК. После триумфального сотрудничества с Уотсоном Крик начал исследовать генетический код, о котором речь пойдет дальше. Впоследствии Крик стал работать в Институте биологических исследований Солка в Ла-Хойья в штате Калифорния, где занимался нейробиологией (нервной системой) и исследовал главным образом мозг – орган, который вызывает постоянный огромный интерес среди лучших научных умов и сокровенные тайны которого еще предстоит открыть. Кстати, одно время семья Крик жила в доме, который называли «Золотой спиралью»! Крик скончался в 2004 году.

В 2016 году в Лондоне открылся Научно-исследовательский институт Фрэнсиса Крика. В момент написания этих строк планируется объединить в Институте 1500 исследователей, технических сотрудников и административных работников, в том числе 1250 ученых с годовым бюджетом более 100 млн фунтов, и сделать его крупнейшей самостоятельной биомедицинской лабораторией в Европе – отличный памятник одному из наиболее видных исследователей биологии XX и XXI вв.

* * *

А теперь поговорим подробнее о структуре ДНК. Молекулы ДНК состоят из двух антипараллельных цепочек (сейчас я объясню эту конфигурацию), или нитей, как их называют, одинаковой длины, расположенных рядом, представляющих собой правостороннюю спиральную конформацию (рис. 4.3, правая панель), отсюда и название книги Уотсона «Двойная спираль»).

Рис. 4.3. Структура ДНК. Обе части рисунка иллюстрируют структуру ДНК. Диаграммы показывают две спиральные нити (двойную спираль) ДНК, составляющие молекулу ДНК. Обратите внимание на то, что основание аденин (А)) находится всегда в паре с основанием тимин (Т), а основание гуанин (G)) – всегда в паре с основанием цитозин (С). Эти основания химически связаны с сахарофосфатным остовом (см. верхнее изображение). Две нити ДНК расположены антипараллельно, таким образом, «верхний конец» одной нити ДНК соотносится с «нижним концом» другой нити ДНК. Это хорошо видно на нижнем рисунке, на котором зеленые пятиугольники (они представляют сахар дезоксирибозу) в двух нитях смотрят в противоположные стороны. Чтобы представить себе антипараллельное расположение, достаточно посмотреть на две столовые вилки одного размера, лежащие рядом, но смотрящие в противоположные стороны (антипараллельно). Вы заметите, что ширина двух вилок идентична по всей длине. Но, если вилки смотрят в одну и ту же сторону (параллельно), их ширина не равномерна. На левой панели нижнего рисунка также видно, что в ДНК основания существуют как единицы, называемые нуклеотидами, состоящими из основы, соединенной с молекулой сахара (дезоксирибозой) и фосфата

Длина двух нитей ДНК зависит от гена. Каждая спираль состоит из четырех упомянутых ранее оснований A, T, G и C, которые крепятся к сахарофосфатному остову. Эти четыре основания в нити