Prof. Duluman E.K.
Laureatul Nobel Francis Crick și ateismul
(La 50 de ani de la descoperirea ADN-ului)
Dacă religiile s-ar dezvălui
au dezvăluit ceva
este că ei
sunt de obicei greșite.
(Dacă religiile Apocalipsei ,
se descoperă ceva acolo,
atunci aceste dezvăluiri de obicei
se dovedesc a fi înşelătoare)
Francis Crick
Francis Creek
În 2003, comunitatea științifică mondială a sărbătorit 50 de ani de la descoperirea structurii ADN-ului. Academia Rusă Sciences a dedicat întregul număr al șaselea al „BULETINUL ACADEMIEI DE ȘTIINȚE RUSE” pentru anul 2003 acestui eveniment semnificativ, numindu-l festiv: LA 50 DE ANI DE LA DESCOPERIREA STRUCTURII ADN-ului.
Academicienii noștri de renume și de renume mondial au livrat articole detaliate analitice și informaționale: LL. Kiselev,„Aniversarea celei mai importante molecule”; E. D. Sverdlov,„Marea Descoperire: Revoluție, Canonizare, Dogmă și Erezie”; V. L. Karpov,„ADN, cromatina, codul histonelor”. Făcând clic pe titlul acestor articole, veți avea ocazia să vă familiarizați cu texte complete autorii lor.
Academicianul L.L. Kiselev scrie:
Watson și Crick au primit Premiul Nobel în 1962 pentru descoperirea structurii ADN-ului.
După ce am citit articolele din jurnalul academic, mi-am amintit articolele ateiste pe care le citisem mai devreme și declarațiile lui Francis Harry Compton Crick ( Francis Harry Compton Crick)și biografia lui sub un titlu intrigant, dacă nu ciudat: „ Ce urmărire nebună», care poate fi tradus prin „ Ce caută un nebun?" Poate fi tradus diferit, deoarece cuvântul „nebun” poate însemna „părtinitor”, „dezinteresat”, „îndrăgostit” și „nebun”, iar cuvântul „Urmărire” - „urmărire”, „convinge”, „rămâne” în căutare." Cu toate acestea, citind autobiografia lui Crick, cineva are impresia că a folosit cuvântul „nebun” ca răspuns la acuzația biblică a unui ateu cu nebunie: „Un nebun zice în inima lui: Nu este Dumnezeu” (Psalmul 13:1; 52:2). In acest loc Traduceri în engleză Biblia unui nebun se numește „nebun”.
În autobiografia sa " Ce urmărire nebună» Există un capitol special pe care Crick l-a numit: „Cum m-am înclinat spre ateism”. Nu avem ocazia să reluăm toate gândurile interesante și unice ale marelui om de știință despre viziunea atee și religioasă asupra lumii. Vom oferi doar trei dintre cele mai reprezentative, în opinia noastră, citate ale acestui cel mai mare om de știință și ateu convins.
« Simpla cunoaștere a adevăratei epoci a pământului, așa cum este demonstrată în mod convingător de depozitele geologice, fosilele de plante și animale, nu permite minții inteligente să creadă literal, ca fundamentaliștii religioși, în tot ce este scris în Biblie. Și dacă unele mesaje din Biblie sunt în mod clar false, atunci de ce sunt altele povestiri biblice trebuie luat ca adevăr?»
« creştin credinta religioasaîn timpul formării lor, ei poate să fi răspuns nu numai imaginației credincioșilor, ci și nivelului de cunoaștere al acelei epoci. Dar, oricât de nefericit a fost, descoperirile științifice ulterioare nu numai că au infirmat decisiv credințele creștine, ci le-au pus și într-o lumină inestetică. Ce poate fi mai stupid decât să întemeiezi modul de viață al omului modern în întregime pe idei eronate doar pe baza faptului că ele, aceste idei, au fost odată considerate adevărate? Și ce poate fi mai important decât să-ți găsești adevăratul loc în Univers eliminând, una câte una, aceste rămășițe vicioase ale credințelor anterioare? Dar este încă clar că o serie de secrete încă așteaptă să fie descoperite. explicatie stiintifica. Până nu li se explică, pot adăposti tot felul de superstiții religioase.
Pentru mine, o chestiune de o importanță capitală a fost dorința de a identifica domenii încă necunoscute de cunoaștere în biologie, de a realiza adevărata lor înțelegere științifică. Numai în acest fel convingerile religioase puteau fi confirmate sau infirmate».
* * *
« Ipoteza uluitoare este că bucuriile și necazurile tale, amintirile și ambițiile tale, simțul tău de sine și liberul arbitru nu sunt, de fapt, nimic altceva decât manifestarea activității unui complex imens de celule nervoase și a moleculelor asociate acestora. După cum ar spune Alice a lui Lewis Carroll, ești doar o pungă de neuroni. ».
„Religiile Revelației” sunt iudaismul, creștinismul și islamul, care cred că conținutul credințelor lor le este revelat de Dumnezeu în textul Bibliei...
(Engleză) FranciscCrick s-a născut, 8 iunie la Northampton, Anglia; a murit la 88 de ani
Începutul acestei povești poate fi luat ca o glumă. „Și tocmai am descoperit secretul vieții!” - a spus unul dintre cei doi bărbați care au intrat în pub-ul Cambridge Eagle acum exact 50 de ani - 28 februarie 1953. Și acești oameni care lucrau într-un laborator din apropiere nu exagerau deloc. Unul dintre ei se numea Francis Crick, iar celălalt era James Watson.
Watson și Crick au descoperit structura acidului dezoxiribonucleic (ADN), o substanță care conține toate informațiile ereditare. La câteva luni după anunțul istoric din pub, o publicație prudentă a muncii a doi cercetători a apărut în revista Nature (Watson J.D., Crick F.H.C. Molecular structure of nucleic acids // Nature. 1953. V. 171. P. 738). -740). Articolul s-a încheiat cu sugestia că descoperirea structurii ADN-ului ar putea explica mecanismele prin care materialul genetic este copiat.
În anii cincizeci, se știa că ADN-ul este o moleculă mare care constă din mii de molecule mici conectate între ele într-o linie de patru. tipuri diferite– nucleotide. Oamenii de știință știau, de asemenea, că ADN-ul era responsabil pentru stocarea și moștenirea informațiilor genetice, similar textului scris cu un alfabet de patru litere. Structura spațială a acestei molecule și mecanismele prin care ADN-ul este moștenit de la celulă la celulă și de la organism la organism au rămas necunoscute.
În 1948, Linus Pauling a descoperit structura spațială a altor macromolecule - proteine. Imobilizat de jad, Pauling a petrecut câteva ore împăturind hârtie cu care a încercat să modeleze configurația unei molecule de proteine și a creat un model al unei structuri numită „helix alfa”.
Potrivit lui Watson, după această descoperire, ipoteza despre structura elicoidală a ADN-ului a devenit populară în laboratorul lor. Watson și Crick au colaborat cu experți de top în analiza difracției cu raze X, iar Crick a reușit să detecteze aproape cu exactitate semnele unei spirale în imaginile obținute în acest mod.
Pauling credea, de asemenea, că ADN-ul este un helix, în plus, format din trei fire. Cu toate acestea, el nu a putut explica nici natura unei astfel de structuri, nici mecanismele de auto-duplicare a ADN-ului pentru transmiterea la celulele fiice.
Descoperirea structurii dublu catenare a avut loc după ce Maurice Wilkins le-a arătat în secret lui Watson și Crick o radiografie a unei molecule de ADN luată de colaboratorul său Rosalind Franklin. În această imagine, ei au recunoscut clar semnele unei spirale și s-au îndreptat către laborator pentru a verifica totul pe un model tridimensional.
În laborator s-a dovedit că atelierul nu a furnizat modelele stereo necesare plăci metalice, iar Watson a tăiat patru tipuri de modele de nucleotide din carton - guanină (G), citozină (C), timină (T) și adenină (A) - și a început să le așeze pe masă. Și apoi a descoperit că adenina se combină cu timină și guanina cu citozina conform principiului „blocarea tastelor”. Exact așa sunt conectate cele două catene ale helixului ADN-ului, adică vizavi de timină dintr-o catenă va fi întotdeauna adenină din cealaltă și nimic altceva.
Acest aranjament a făcut posibilă explicarea mecanismelor de copiere a ADN-ului: două fire ale helixului diverg, iar la fiecare dintre ele se adaugă o copie exactă a fostului său „partener” în helix din nucleotide. Folosind același principiu ca și tipărirea unui pozitiv dintr-un negativ dintr-o fotografie.
Soarta lui Rosalind Franklin a fost foarte tristă. Wilkins și-a numit subordonatul exclusiv „bluestocking” și era în conflict constant cu ea. Deși Franklin nu a susținut ipoteza despre structura elicoidală a ADN-ului, fotografiile ei au jucat un rol în rol decisivîn descoperirea lui Watson și Crick. Și poate că Pauling ar fi fost premiat cu al patrulea Premiul Nobel, dacă ar putea vedea aceste imagini înaintea cercetătorilor britanici.
Rosalind nu a trăit să vadă premiul pe care l-au primit Wilkins, Watson și Crick. A murit de cancer în 1958.
Este evident că descoperirea structurii spațiale a ADN-ului a făcut o revoluție în lumea științei și a presupus o serie întreagă de noi descoperiri, fără de care este imposibil de imaginat nu numai stiinta moderna, dar de asemenea viața modernăîn general
În anii şaizeci ai secolului trecut, ipoteza lui Watson şi Crick cu privire la mecanismul de replicare (dublare) ADN-ului a fost complet confirmată. În plus, s-a demonstrat că o proteină specială, ADN polimeraza, participă la acest proces.
Cam în aceeași perioadă, a fost făcută o altă descoperire importantă - cod genetic. După cum am menționat mai sus, ADN-ul conține informații despre tot ceea ce este moștenit, inclusiv structura liniara fiecare proteină din organism. Proteinele, ca și ADN-ul, sunt lanțuri moleculare lungi de aminoacizi. Există 20 dintre acești aminoacizi. În consecință, nu a fost clar cum „limbajul” ADN-ului, constând dintr-un alfabet de patru litere, este tradus în „limbajul” proteinelor, unde sunt folosite 20 de „litere”.
S-a dovedit că combinația a trei nucleotide ADN corespunde în mod clar unuia dintre cei 20 de aminoacizi. Și astfel, ceea ce este „scris” pe ADN este tradus fără ambiguitate în proteine.
În anii șaptezeci au apărut încă două metode importante, bazate pe descoperirea lui Watson și Crick. Aceasta este secvențierea și obținerea ADN-ului recombinant. Secvențierea vă permite să „citiți” secvența de nucleotide din ADN. Pe această metodă se bazează întregul program genom uman.
Obținerea ADN-ului recombinant se numește altfel clonare moleculară. Esența acestei metode este că un fragment care conține o anumită genă este inserat într-o moleculă de ADN. In acest fel, de exemplu, se obtin bacterii care contin gena pentru insulina umana. Insulina obtinuta in acest mod se numeste recombinanta. Toate „produsele modificate genetic” sunt create folosind aceeași metodă.
Paradoxal, clonarea reproductivă, despre care toată lumea vorbește acum, a apărut înainte ca structura ADN-ului să fie descoperită. Este clar că acum oamenii de știință care efectuează astfel de experimente folosesc în mod activ rezultatele descoperirii lui Watson și Crick. Dar, inițial, metoda nu s-a bazat pe ea.
Următorul pas important în știință a fost dezvoltarea reacției în lanț a polimerazei în anii optzeci. Această tehnologie este folosită pentru a „reproduce” rapid fragmentul de ADN dorit și a găsit deja multe aplicații în știință, medicină și tehnologie. În medicină, PCR este folosită pentru a face diagnostice rapide și precise. boli virale. Dacă masa de ADN obținută în urma analizei unui pacient conține gene aduse de virus, chiar și în cantități minime, atunci folosind PCR este posibil să le „multiplicați” și apoi să le identificați cu ușurință.
Pe lângă faptul că descoperirea lui Watson și Crick a devenit baza multor studii științifice, inclusiv faimosul Proiect al genomului uman, molecula de ADN și-a pus amprenta în pictura, cinematografia și arhitectura modernă.
James Dewey Watson - biolog molecular, genetician și zoolog american; El este cel mai bine cunoscut pentru participarea sa la descoperirea structurii ADN-ului în 1953. Câștigător al Premiului Nobel pentru Fiziologie sau Medicină.
După ce a absolvit cu succes la Universitatea din Chicago și la Universitatea Indiana, Watson a petrecut ceva timp făcând cercetări în chimie cu biochimistul Herman Kalckar la Copenhaga. Ulterior s-a mutat la Laboratorul Cavendish de la Universitatea din Cambridge, unde l-a întâlnit pentru prima dată pe viitorul său coleg și tovarăș Francis Crick.
Watson și Crick au venit cu ideea unei duble helix ADN la mijlocul lunii martie 1953, în timp ce studiau datele experimentale culese de Rosalind Franklin și Maurice Wilkins. Descoperirea a fost anunțată de Sir Lawrence Bragg, directorul Laboratorului Cavendish; Acest lucru s-a întâmplat la o conferință științifică belgiană pe 8 aprilie 1953. Afirmația importantă, însă, nu a fost de fapt observată de presă. La 25 aprilie 1953, un articol despre descoperire a fost publicat în jurnal stiintific"Natură". Alți oameni de știință biologic și un număr de laureatii Nobel a apreciat rapid monumentalitatea descoperirii; unii chiar l-au numit cel mai mare descoperire științifică Secolului 20.
În 1962, Watson, Crick și Wilkins au primit Premiul Nobel pentru Fiziologie sau Medicină pentru descoperirea lor. Cea de-a patra participantă la proiect, Rosalind Franklin, a murit în 1958 și, ca urmare, nu s-a mai putut califica pentru premiu. Watson a primit, de asemenea, un monument la Muzeul American de Istorie Naturală din New York pentru descoperirea sa; întrucât astfel de monumente sunt ridicate doar în onoarea oamenilor de știință americani, Crick și Wilkins au rămas fără monumente.
Watson este încă considerat unul dintre cei mai mari oameni de știință din istorie; cu toate acestea, mulți oameni nu l-au plăcut în mod deschis ca persoană. James Watson a fost implicat de mai multe ori în scandaluri destul de importante; unul dintre ei avea legătură directă cu munca lui - adevărul este că, în timp ce lucrau la modelul ADN, Watson și Crick au folosit date obținute de Rosalind Franklin fără permisiunea ei. Oamenii de știință au lucrat destul de activ cu partenerul lui Franklin, Wilkins; Este posibil ca Rosalind însăși să nu fi știut până la sfârșitul vieții cât de important este rolul pe care l-au jucat experimentele ei în înțelegerea structurii ADN-ului.
Din 1956 până în 1976, Watson a lucrat la departamentul de biologie de la Harvard; În această perioadă a fost interesat în principal de biologia moleculară.
În 1968, Watson a primit un post de director al Cold Spring Harbor Laboratory din Long Island, New York; Datorită eforturilor sale, nivelul de calitate în laborator a crescut semnificativ muncă de cercetare, iar finanțarea s-a îmbunătățit considerabil. Watson însuși a fost implicat în principal în cercetarea cancerului în această perioadă; Pe parcurs, a făcut din laboratorul aflat sub controlul său unul dintre cele mai bune centre de biologie moleculară din lume.
În 1994, Watson a devenit președinte al centrului de cercetare, iar în 2004 - rector; în 2007, și-a părăsit funcția după ce a făcut declarații destul de nepopulare despre existența unei legături între nivelul de informații și origine.
Cel mai bun de azi
Vizitat: 6279 |
Igor Khiryak. Lichidatorul negru al accidentului de la Cernobîl Vizitat: 248 |
„Jurnalul Annei Frank” care denunță naziștii |
Descoperirea helixului ADN duplicat s-a dovedit a fi un moment decisiv în biologie. A fost realizat de englezul Francis Crick și americanul James Watson. În 1962, oamenii de știință au primit Premiul Nobel.
Sunt considerate printre cele mai multe oameni destepti pe planeta. Crick a făcut multe descoperiri în diverse domenii, fără a se limita la genetică. Watson și-a câștigat notorietatea cu o serie de declarații, dar asta îl caracterizează mai mult ca o persoană extraordinară.
Copilărie
Francis Crick s-a născut în 1916 în Northampton, Anglia. Tatăl său era un om de afaceri de succes și deținea o fabrică de pantofi. A mers la un obișnuit liceu. După război, veniturile familiei au scăzut semnificativ, șeful a decis să mute familia la Londra. Francis a absolvit școala Mill Hill, unde era interesat de matematică, fizică și chimie. Mai târziu a studiat la University College London și a fost recunoscut ca licențiat în științe.
Atunci viitorul său coleg, James Watson, s-a născut pe alt continent. Încă din copilărie, el a fost diferit de copiii obișnuiți; chiar și atunci, se prevedea că James va avea un viitor strălucit. S-a născut la Chicago în 1928. Părinții l-au înconjurat de dragoste și bucurie.
Profesorul din clasa I a remarcat că inteligența lui era nepotrivită vârstei sale. După clasa a III-a, a participat la un test intelectual pentru copii la radio. Watson a arătat abilități uimitoare. Mai târziu va fi invitat la Universitatea din Chicago, de patru ani, unde va deveni interesat de ornitologie. Având o diplomă de licență, tânărul decide să-și continue studiile la Universitatea Bloomington din Indiana.
Interes pentru știință
La Universitatea Indiana, Watson studiază genetica și intră în atenția biologului Salvador Lauria și a genialului genetician J. Moeller. Colaborarea a dus la o disertație privind efectul razelor X asupra bacteriilor și virușilor. După o apărare strălucită, James Watson a devenit doctor în științe.
Cercetări suplimentare asupra bacteriofagelor vor avea loc în îndepărtata Danemarca - Universitatea din Copenhaga. Omul de știință lucrează activ la compilarea unui model ADN și la studierea proprietăților acestuia. Colegul său este talentatul biochimist Herman Kalkar. Cu toate acestea, o întâlnire fatidică cu Francis Crick va avea loc la Universitatea din Cambridge. Un om de știință aspirant, Watson, care are doar 23 de ani, îl va invita pe Francis în laboratorul său pentru a lucra împreună.
Înainte de al Doilea Război Mondial, Crick a studiat vâscozitatea apei în diferite state. Mai târziu a trebuit să lucreze pentru Departamentul Marinei - dezvoltarea minelor. Punctul de cotitura va citi cartea lui E. Schrödinger. Ideile autorului l-au împins pe Francis să studieze biologia. Din 1947 a lucrat într-un laborator Cambridge care studiază difracția de raze X, Chimie organicași biologie. Conducătorul său a fost Max Perutz, care studiază structura proteinelor. Crick dezvoltă un interes pentru definire baza chimica cod genetic.
Decodificarea ADN-ului
În primăvara anului 1951, la Napoli a avut loc un simpozion, unde James s-a întâlnit cu omul de știință englez Maurice Wilkins și pe cercetătoarea Rosalyn Franklin, care efectuau și analize ADN. Ei au stabilit că structura celulară este similară cu scară în spirală- Are formă dublă spirale. Datele lor experimentale i-au determinat pe Watson și Crick să efectueze cercetări suplimentare. Aceștia decid să determine compoziția acizilor nucleici și să caute finanțarea necesară - un grant de la Societatea Națională pentru Studiul Paraliziei Infantile.
James Watson În 1953, ei vor informa lumea despre structura ADN-ului și vor prezenta un model complet al moleculei.
În doar 8 luni, doi oameni de știință străluciți vor rezuma rezultatele experimentelor lor cu datele disponibile. Într-o lună se va realiza un model tridimensional de ADN din bile și carton.
Descoperirea a fost anunțată de Lawrence Bragg, directorul Laboratorului Cavendish, la o conferință belgiană din 8 aprilie. Dar importanța descoperirii nu a fost imediat recunoscută. Abia pe 25 aprilie, după publicarea unui articol în revista științifică Nature, biologii și alți laureați au apreciat cu adevărat valoarea noilor cunoștințe. Evenimentul a fost considerat cea mai mare descoperire a secolului.
În 1962, englezii Wilkins și Crick și americanul Watson au fost nominalizați la Premiul Nobel pentru Medicină. Din păcate, Rosalind Franklin a murit în urmă cu 4 ani și nu a fost printre concurenți. A existat un scandal uriaș în acest sens, deoarece modelul a folosit date din experimentele lui Franklin, deși ea nu a dat permisiunea oficială. Crick și Watson au lucrat îndeaproape cu partenerul ei Wilkins, iar Rosalind însăși nu a aflat importanța experimentelor ei pentru medicină până la sfârșitul vieții.
Un monument a fost ridicat lui Watson pentru descoperirea sa din New York. Wilkins și Crick nu au primit această onoare pentru că nu aveau cetățenie americană.
Carieră
După descoperirea structurii ADN-ului, Watson și Crick s-au separat. James a devenit membru senior al departamentului de biologie de la Universitatea din California, iar mai târziu a devenit profesor. În 1969, i s-a oferit să conducă Laboratorul de Biologie Moleculară din Long Island. Omul de știință refuză să lucreze la Harvard, unde lucrează din 1956. El își va dedica restul vieții neurobiologiei, studiind influența virusurilor și ADN-ului asupra cancerului. Sub conducerea omului de știință, laboratorul a atins un nou nivel de calitate a cercetării, iar finanțarea sa a crescut semnificativ. Gold Spring Harbour a devenit cel mai important centru mondial pentru studiul biologiei moleculare. Din 1988 până în 1992, Watson a fost implicat activ într-o serie de proiecte de studiu a genomului uman.
După recunoașterea internațională, Crick a devenit șeful unui laborator biologic din Cambridge. În 1977 s-a mutat la San Diego, California, pentru a studia mecanismele viselor și ale vederii.
Francis Creek În 1983, împreună cu matematicianul Gr. Mitchison, a sugerat el: visele sunt capacitatea creierului de a se elibera de asocierile inutile și excesive care s-au acumulat în timpul zilei. Oamenii de știință au numit visele o modalitate de a preveni supraîncărcarea sistemului nervos.
În 1981, a fost publicată cartea lui Francis Crick „Life as It Is: Its Origin and Nature”, unde autorul speculează despre originea vieții pe Pământ. Potrivit versiunii sale, primii locuitori de pe planetă au fost microorganisme din alte obiecte spațiale. Aceasta explică asemănarea codului genetic al tuturor obiectelor vii. Omul de știință a murit în 2004 din cauza oncologiei. A fost incinerat și cenușa lui a fost împrăștiată Oceanul Pacific.
Francis Creek În 2004, Watson a devenit rector, dar în 2007 a trebuit să demisioneze din această funcție pentru că a vorbit despre legătura genetică dintre origine (rasă) și nivelul de inteligență. Omul de știință îi place să comenteze provocator și insultător asupra muncii colegilor săi, iar Franklin nu a făcut excepție. Unele declarații au fost percepute ca atacuri împotriva persoanelor obeze și a homosexualilor.
În 2007, Watson și-a lansat autobiografia, Avoid Boring. În 2008, a susținut o prelegere publică la Universitatea de Stat din Moscova. Watson este numit prima persoană cu un genom complet descifrat. Omul de știință lucrează în prezent pentru a găsi gene responsabile de boli mintale.
Crick și Watson au deschis noi posibilități pentru dezvoltarea medicinei. Supraestimați-le importanța activitate științifică imposibil.
Relevanța și fiabilitatea informațiilor sunt importante pentru noi. Dacă găsiți o eroare sau o inexactitate, vă rugăm să ne anunțați. Evidențiați eroareași apăsați comanda rapidă de la tastatură Ctrl+Enter .
Helixul dublu ADN are 50 de ani!
Sâmbătă, 28 februarie 1953, doi tineri oameni de știință, J. Watson și F. Crick, într-un mic restaurant Vulturîn Cambridge a anunțat o mulțime de prânz că au descoperit secretul vieții. Mulți ani mai târziu, Odile, soția lui F. Crick, a spus că, desigur, nu l-a crezut: când a venit acasă, a afirmat adesea așa ceva, dar apoi s-a dovedit că aceasta a fost o greșeală. De data aceasta nu a fost nicio greșeală, și cu această afirmație a început o revoluție în biologie care continuă și astăzi.
25 aprilie 1953 în revistă Natură au apărut trei articole despre structura acizilor nucleici. Într-una dintre ele, scrisă de J. Watson și F. Crick, structura moleculei de ADN a fost propusă sub forma unui dublu helix. Celelalte două, scrise de M. Wilkins, A. Stokes, G. Wilson, R. Franklin și R. Gosling, au prezentat date experimentale care confirmă structura elicoidală a moleculelor de ADN. Povestea descoperirii dublei helix a ADN-ului seamănă cu un roman de aventuri și merită cel puțin un scurt rezumat.
Cele mai importante idei despre natura chimică a genelor și principiul matriceal al reproducerii lor au fost formulate pentru prima dată clar în 1927 de N.K. Koltsov (1872–1940). Elevul său N.V. Timofeev-Resovsky (1900–1981) a luat aceste idei și le-a dezvoltat ca principiu al reduplicării convariante a materialului genetic. Fizicianul german Max Delbrück (1906–1981; Premiul Nobel 1969), activ la mijlocul anilor 1930. la Institutul de Chimie Kaiser Wilhelm din Berlin, sub influența lui Timofeev-Resovsky, a devenit atât de interesat de biologie încât a renunțat la fizică și a devenit biolog.
Multă vreme, în deplină concordanță cu definiția vieții lui Engels, biologii au crezut că substanța ereditară sunt niște proteine speciale. Nimeni nu credea că acizii nucleici ar putea avea vreo legătură cu genele – păreau prea simpli. Acest lucru a continuat până în 1944, când a fost făcută o descoperire care a schimbat radical întreaga dezvoltare ulterioară a biologiei.
Anul acesta, a fost publicat un articol al lui Oswald Avery, Colin McLeod și McLean McCarthy care arată că în pneumococi, proprietățile ereditare sunt transferate de la o bacterie la alta folosind ADN pur, adică. ADN-ul este substanța eredității. McCarthy și Avery au arătat apoi că tratarea ADN-ului cu o enzimă care digeră ADN-ul (DNază) a făcut ca acesta să piardă proprietățile genei. Încă nu este clar de ce această descoperire nu a fost distinsă cu Premiul Nobel.
Cu puțin timp înainte, în 1940, L. Pauling (1901–1994; Premii Nobel 1954 și 1962) și M. Delbrück au dezvoltat conceptul de complementaritate moleculară în reacțiile antigen-anticorp. În aceiași ani, Pauling și R. Corey au arătat că lanțurile polipeptidice pot forma structuri elicoidale, iar ceva mai târziu, în 1951, Pauling a dezvoltat o teorie care a făcut posibilă prezicerea tipurilor de modele de raze X pentru diferite structuri elicoidale.
După descoperirea lui Avery și colab., deși nu i-a convins pe susținătorii teoriei genei proteinelor, a devenit clar că este necesar să se determine structura ADN-ului. Printre cei care au înțeles importanța ADN-ului pentru biologie a început o cursă pentru rezultate, însoțită de concurență acerbă.
Aparat cu raze X folosit în anii 1940. pentru studiul structurii cristaline a aminoacizilor și peptidelor
În 1947–1950 Pe baza a numeroase experimente, E. Chargaff a stabilit o regulă de corespondență între nucleotidele din ADN: numărul de baze purinice și pirimidinice este același, iar numărul de baze adeninică este egal cu numărul de baze de timină, iar numărul de baze guanină. este egal cu numărul de baze de citozină.
Primele lucrări structurale (S. Ferberg, 1949, 1952) au arătat că ADN-ul are o structură elicoidală. Având o experiență vastă în determinarea structurii proteinelor din modelele de difracție cu raze X, Pauling, fără îndoială, ar fi putut rezolva rapid problema structurii ADN-ului dacă ar fi avut modele decente de difracție cu raze X. Totuși, nu au existat, iar dintre cei pe care a reușit să le obțină nu a reușit să facă o alegere clară în favoarea uneia dintre structurile posibile. Drept urmare, în graba sa de a publica rezultatul, Pauling a ales opțiunea greșită: într-o lucrare publicată la începutul anului 1953, a propus o structură sub forma unei spirale cu trei catene, în care reziduurile de fosfat formează un miez rigid, iar bazele azotate sunt situate la periferie.
Mulți ani mai târziu, amintindu-și povestea descoperirii structurii ADN-ului, Watson a remarcat că „Linus [Pauling] nu merita să ghicească solutie corecta. Nu a citit articolele și nu a vorbit cu nimeni. Mai mult, chiar și-a uitat propria lucrare cu Delbrück, care vorbește despre complementaritatea replicării genelor. S-a gândit că poate să-și dea seama de structură doar pentru că era atât de inteligent.”
Când Watson și Crick au început să lucreze la structura ADN-ului, multe se știau deja. A rămas să se obțină date structurale cu raze X fiabile și să le interpreteze pe baza informațiilor deja disponibile la acel moment. Cum s-au întâmplat toate acestea este bine descris în celebra carte „The Double Helix” de J. Watson, deși multe dintre faptele din ea sunt prezentate foarte subiectiv.
J. Watson și F. Crick în pragul unei mari descoperiri
Desigur, pentru a construi un model cu dublu helix, au fost necesare cunoștințe și intuiție extinse. Dar fără coincidența mai multor coincidențe, modelul ar fi putut apărea câteva luni mai târziu, iar autorii săi ar fi putut fi alți oameni de știință. Aici sunt cateva exemple.
Rosalind Franklin (1920–1958), care a lucrat cu M. Wilkins (Premiul Nobel 1962) la King's College (Londra), a obținut cele mai bune modele de difracție de raze X ale ADN-ului. Dar această muncă a interesat-o puțin; a considerat-o rutină și nu se grăbea să tragă concluzii. Acest lucru a fost facilitat de relația ei proastă cu Wilkins.
La începutul anului 1953, Wilkins, fără știrea lui R. Franklin, i-a arătat lui Watson radiografiile ei. În plus, în luna februarie a aceluiași an, Max Perutz le-a arătat lui Watson și Crick raportul anual al Consiliului de Cercetare Medicală, care trece în revistă munca tuturor angajaților de frunte, inclusiv a lui R. Franklin. Acest lucru a fost suficient pentru ca F. Crick și J. Watson să înțeleagă cum ar trebui să fie structurată molecula de ADN.
Radiografia ADN-ului obţinută de R. Franklin
Într-un articol de Wilkins et al., publicat în același număr Natură La fel ca lucrarea lui Watson și Crick, se arată că, judecând după modelele de difracție de raze X, structura ADN-ului din diferite surse este aproximativ aceeași și este o spirală în care bazele azotate sunt situate în interior și reziduuri de fosfat la exterior.
Articolul scris de R. Franklin (împreună cu studentul ei R. Gosling) a fost scris în februarie 1953. Deja în versiunea inițială a articolului, ea a descris structura ADN-ului sub forma a două elice coaxiale deplasate una față de alta de-a lungul axei. cu baze azotate în interior și fosfați în exterior. Conform datelor ei, pasul helixului ADN în forma B (adică, la o umiditate relativă > 70%) a fost de 3,4 nm și au existat 10 nucleotide pe tură. Spre deosebire de Watson și Crick, Franklin nu a construit modele. Pentru ADN-ul ei nu mai era nimic obiect interesant cercetare decât cărbunele și carbonul, în care a fost angajată în Franța înainte de a veni la King's College.
După ce a aflat despre modelul Watson-Crick, ea a adăugat manual în versiunea finală a articolului: „Astfel, ideile noastre generale nu contrazic modelul Watson-Crick prezentat în articolul precedent”. Ceea ce nu este surprinzător, pentru că... acest model s-a bazat pe datele ei experimentale. Dar nici Watson, nici Crick, în ciuda celor mai amicale relații cu R. Franklin, nu i-au spus vreodată ceea ce au repetat public de multe ori la ani de la moartea ei - că fără datele ei nu ar fi putut niciodată să-și construiască modelul.
R. Franklin (extrema stângă) la o întâlnire cu colegii la Paris
R. Franklin a murit de cancer în 1958. Mulți cred că, dacă ar fi trăit până în 1962, Comitetul Nobel ar fi trebuit să-și încalce regulile stricte și să acorde premiul nu la trei, ci la patru oameni de știință. În semn de recunoaștere a realizărilor ei și ale lui Wilkins, una dintre clădirile de la King's College a fost numită Franklin-Wilkins, legând pentru totdeauna numele unor oameni care abia se vorbeau între ei.
Când citiți articolul lui Watson și Crick (prezentat mai jos), cineva este surprins de volumul său mic și stilul lapidar. Autorii erau bine conștienți de semnificația descoperirii lor și, cu toate acestea, s-au limitat doar la o descriere a modelului și la o scurtă indicație că „din postulat... formarea specifică a perechilor, urmează imediat un posibil mecanism de copiere a materialului genetic. .” Modelul în sine părea a fi scos din aer - nu există nicio indicație despre cum a fost obținut. Caracteristicile sale structurale nu sunt date, cu excepția pasului și numărului de nucleotide pe pas al helixului. Formarea perechilor nu este, de asemenea, descrisă clar, deoarece La acea vreme se foloseau două sisteme pentru numerotarea atomilor din pirimidine. Articolul este ilustrat cu un singur desen realizat de sotia lui F. Crick. Cu toate acestea, pentru biologii obișnuiți, articolele lui Wilkins și Franklin, supraîncărcate cu date cristalografice, erau greu de înțeles, dar articolul lui Watson și Crick a fost înțeles de toată lumea.
Mai târziu, atât Watson, cât și Crick au recunoscut că pur și simplu le era frică să prezinte toate detaliile în primul articol. Acest lucru a fost făcut într-o a doua lucrare intitulată „Consecințele genetice din structura ADN-ului” și publicată în Natură 30 mai a aceluiaşi an. Acesta oferă rațiunea modelului, toate dimensiunile și detaliile structurii ADN-ului, modelele de formare a lanțului și împerecherea bazelor și discută diverse implicații pentru genetică. Natura și tonul prezentării indică faptul că autorii sunt destul de încrezători în corectitudinea lor și în importanța descoperirii lor. Adevărat, au conectat perechea G-C cu doar două legături de hidrogen, dar un an mai târziu într-un articol metodologic au indicat că trei legături sunt posibile. Curând, Pauling a confirmat acest lucru prin calcule.
Descoperirea lui Watson și Crick a arătat că informația genetică este scrisă în ADN într-un alfabet de patru litere. Dar a fost nevoie de încă 20 de ani pentru a învăța să o citești. A apărut imediat întrebarea despre care ar trebui să fie codul genetic. Răspunsul la această întrebare a fost propus în 1954 de fizicianul teoretician G.A. Gamow*: informația din ADN este codificată de tripleți de nucleotide - codoni. Acest lucru a fost confirmat experimental în 1961 de F. Crick și S. Brenner. Apoi, în 3–4 ani, în lucrările lui M. Nirenberg (Premiul Nobel 1965), S. Ochoa (Premiul Nobel 1959), H. Korana (Premiul Nobel 1965) și alții, corespondența dintre codoni și aminoacizi.
La mijlocul anilor 1970. F. Sanger (n. 1918; Premiul Nobel 1958 și 1980), lucrând tot la Cambridge, a dezvoltat o metodă pentru determinarea secvențelor de nucleotide din ADN. Sanger l-a folosit pentru a determina secvența celor 5386 de baze care alcătuiesc genomul bacteriofagului jX174. Cu toate acestea, genomul acestui fag este o excepție rară: este ADN monocatenar.
Era actuală a genomului a început în mai 1995, când J.K. Venter a anunțat descifrarea primului genom al unui organism unicelular - o bacterie. Haemophilus influenzae. Genomul a aproximativ 100 de organisme diferite au fost acum descifrați.
Până de curând, oamenii de știință credeau că totul într-o celulă era determinat de secvența bazelor din ADN, dar viața este aparent mult mai complexă.
Acum este bine cunoscut faptul că ADN-ul are adesea o altă formă decât spirala dublă Watson-Crick. În urmă cu mai bine de 20 de ani, așa-numita structură elicoială Z a ADN-ului a fost descoperită în experimente de laborator. Acesta este, de asemenea, un dublu helix, dar răsucit în direcția opusă față de structura clasică. Până de curând, se credea că ADN-ul nu are nimic de-a face cu organismele vii, dar recent un grup de cercetători de la National Heart, Lung, and Blood Institutes (SUA) a descoperit că una dintre genele sistemului imunitar este activată doar atunci când o parte a secvenței sale de reglementare intră în formă de Z. Acum se presupune că formarea temporară a formei Z poate fi o legătură necesară în reglarea expresiei multor gene. În unele cazuri, s-a descoperit că proteinele virale se leagă de Z-ADN și conduc la deteriorarea celulelor.
Pe lângă structurile elicoidale, ADN-ul poate forma binecunoscutele inele răsucite la procariote și unii viruși.
Anul trecut, S. Nidle de la Institutul de Cercetare a Cancerului (Londra) a descoperit că capetele neregulate ale cromozomilor - telomerii, care sunt catene simple de ADN - se pot plia în structuri foarte regulate, care amintesc de o elice). Structuri similare au fost găsite în alte regiuni ale cromozomilor și au fost numite G-quadruplex, deoarece sunt formate din regiuni de ADN bogate în guanină.
Aparent, astfel de structuri ajută la stabilizarea secțiunilor de ADN unde se formează. Unul dintre cvadruplexurile G a fost găsit direct lângă genă c-MYC, a cărui activare provoacă cancer. În acest caz, poate împiedica legarea proteinelor activatoare ale genelor de ADN, iar cercetătorii au început deja să caute medicamente care stabilizează structura G-quadruplex-urilor, în speranța că vor ajuta la combaterea cancerului.
ÎN anul trecut nu a fost descoperită doar capacitatea moleculelor de ADN de a forma alte structuri decât clasica dublă helix. Spre surprinderea oamenilor de știință, moleculele de ADN din nucleul celulei sunt în mișcare continuă, de parcă „dansează”.
Se știe de mult timp că ADN-ul formează complexe cu proteinele histonice din nucleu cu protamina din spermatozoizi. Cu toate acestea, aceste complexe au fost considerate puternice și statice. Folosind tehnologia video modernă, a fost posibilă filmarea dinamicii acestor complexe în timp real. Se pare că moleculele de ADN formează în mod constant conexiuni trecătoare între ele și cu diferite proteine care plutesc în jurul ADN-ului ca muștele. Unele proteine se mișcă atât de repede încât se deplasează de la o parte la alta a nucleului în 5 secunde. Chiar și histona H1, care este cel mai strâns legată de molecula de ADN, se disociază și se reconecta cu ea în fiecare minut. Această inconsecvență a conexiunilor ajută celula să regleze activitatea genelor sale - ADN-ul verifică în mod constant prezența factorilor de transcripție și a altor proteine reglatoare în mediul său.
Nucleul, care era considerat o formațiune destul de statică - un depozit de informații genetice - trăiește de fapt o viață vibrantă, iar bunăstarea celulei depinde în mare măsură de coregrafia componentelor sale. Unele boli umane pot fi cauzate de întreruperi în coordonarea acestor dansuri moleculare.
Evident, cu o astfel de organizare a vieții nucleului, diferitele sale părți sunt inegale - cei mai activi „dansatori” ar trebui să fie mai aproape de centru, iar cei mai puțin activi ar trebui să fie mai aproape de pereți. Și așa s-a dovedit. De exemplu, la om, cromozomul 18, care are doar câteva gene active, este întotdeauna situat lângă granița nucleului, iar cromozomul 19, plin de gene active, este întotdeauna în apropierea centrului său. Mai mult, mișcarea cromatinei și a cromozomilor și chiar și pur și simplu poziția relativă a cromozomilor afectează aparent activitatea genelor lor. Astfel, localizarea apropiată a cromozomilor 12, 14 și 15 în nucleele celulelor limfomului de șoarece este considerată un factor care contribuie la transformarea celulei într-una canceroasă.
Ultima jumătate de secol în biologie a devenit epoca ADN-ului - în anii 1960. codul genetic a fost descifrat în anii 1970. S-a obținut ADN recombinant și s-au dezvoltat metode de secvențiere în anii 1980. Reacția în lanț a polimerazei (PCR) a fost dezvoltată, iar Proiectul genomului uman a fost lansat în 1990. Unul dintre prietenii și colegii lui Watson, W. Gilbert, crede că biologia moleculară tradițională a murit - acum totul poate fi aflat studiind genomurile.
F. Crick printre personalul Laboratorului de Biologie Moleculară din Cambridge
Acum, căutând prin lucrările lui Watson și Crick de acum 50 de ani, cineva este surprins de câte dintre presupunerile s-au dovedit a fi adevărate sau aproape de adevăr - la urma urmei, aproape că nu aveau date experimentale. În ceea ce privește autorii înșiși, ambii oameni de știință sărbătoresc a cincizecea aniversare de la descoperirea structurii ADN-ului, lucrând acum activ în diferite domenii ale biologiei. J. Watson a fost unul dintre inițiatorii Proiectului Genomului Uman și continuă să lucreze în domeniul biologiei moleculare, iar F. Crick a publicat un articol despre natura conștiinței la începutul anului 2003.
J.D. Watson,
|
* Georgy Antonovich Gamov (1904–1968, a emigrat în SUA în 1933) - unul dintre cei mai mari oameni de știință ai secolului al XX-lea. El este autorul teoriei dezintegrarii theta și al efectului de tunel în mecanica cuantică; modelul lichid-picături al nucleului atomic - baza teoriilor dezintegrarii nucleare și reacțiilor termonucleare; teoria structurii interne a stelelor, care a arătat că sursa energie solara sunt reacții termonucleare; teoria „Big Bang” în evoluția Universului; teorii ale radiației cosmice de fond cu microunde în cosmologie. Sunt binecunoscute cărțile sale de știință populară, precum seria de cărți despre Mr. Tompkins (Mr. Tompkins in Wonderland, Mr. Tompkins Inside etc.), One, Two, Three... Infinity, A Planet Called Earth" și etc.
