Сообщение об открытии структуры днк лауреатами нобелевской премии дж уотсоном и ф криком

Обновлено: 05.07.2024

В 1916 году, в разгар Первой мировой войны, в семье выходцев из среднего класса Гарри и Анны-Элизабет Крик родился сын Фрэнсис. Крики жили в центре Англии у Нортгемптона. Гарри управлял обувной фабрикой своего деда. Его дедушка, Уолтер Дробридж Крик, был биологом, геологом и палеонтологом; он даже писал статьи в соавторстве с Чарльзом Дарвином.

В 10 лет Фрэнсис начал проводить эксперименты: ему купили учебник по химии. Он пытался получить искусственный шелк (неудачно), взрывал различные смеси (с большим успехом), собирал гербарии, издавал рукописный журнал. Но он не был ни вундеркиндом, ни даже ребенком с выдающимися способностями: просто отличался любознательностью, предприимчивостью и энергией.

В 12 лет Фрэнсис сказал родителям, что больше не пойдет в церковь: его интерес к науке трансформировался в религиозный скептицизм и атеизм.

Фрэнсис Крик

Критерий сплетни

Учился Фрэнсис Крик в самой обычной школе Нортгемптона; в 14 за успехи в учебе он получил стипендию на обучение в частной лондонской школе Милл Хилл. Это была школа для мальчиков, где неплохо преподавали точные и естественные науки; особое внимание уделялось физике, химии и математике. 7 июня 1933 года он получил премию Уолтера Нокса по химии.

После окончания войны Крика ждало место в отделе научной разведывательной информации Адмиралтейства в Лондоне, но он решил изменить свою научную специальность. Фрэнсис мечтал о фундаментальных, а не о прикладных исследованиях. Но чем именно он хотел заниматься, только предстояло выяснить.

Выбрать между молекулярной биологией и нейробиологией было непросто; Крик решил, что знание физики поможет ему в первой из областей. Для того чтобы в 30 лет изменить научную специальность, предстояло многое наверстать: прежде всего органическую химию, биологию, биофизику. Крик старался много читать, самообразовываться, посещать семинары вольнослушателем. И стал искать себе новую работу.

Тайна живого и неживого

Так Фрэнсис Крик попал в Кавендишскую лабораторию физического факультета Кембриджа, где в 1949 году началась работа по изучению структуры белков методом рентгеновской дифракции.

Любой биолог после открытий Дарвина и Менделя задумывался, как именно в живой природе передается наследственная информация. Спор о носителях наследственности стал, пожалуй, главной проблемой биологии середины ХХ века. В модели наследственности как смешения свойств родителей у потомства должна была все время появляться смесь свойств родителей.

В дискретной модели наследственности гены — носители наследственных признаков не смешиваются, а лишь перекомбинируются. Опыты Менделя доказали дискретную природу наследственности — в них было ясно показано, что в третьем поколении регулярно появляются признаки первого поколения. В начале XX века открытия Менделя и Дарвина дождались Рональда Фишера — человека, соединившего биологию с математикой и математически обосновавшего менделевскую генетику и менделевские законы наследственности. И так было доказано, что наследственность дискретна, она состоит из генов, но как осуществляется процесс передачи?

Фрэнсис Крик на симпозиуме в Хайдарабаде, январь 1964 года. Фото: Wikimedia Commons / Science Museum Group / CC BY 4.0

В Кавендишской лаборатории с помощью рентгенографии белков хотели понять технологию передачи наследственной информации. К тому моменту уже было известно, что белки, осуществляющие функции ферментов, вовлечены в эти процессы. ДНК была лучшим кандидатом на передачу наследственной информации. Сегодня мы знаем, что ДНК является матрицей и носителем генетической информации, но, помимо этого, важнейшую роль в чтении, регуляции и передаче, связанных с наследственной информацией, играют РНК и белки. Пахло несколькими Нобелевскими премиями и огромным научным прорывом.

В Кембридже, Лондоне и Калифорнии

В то время над структурой ДНК работали три команды исследователей в Америке и Англии: в Калифорнии — Лайнус Полинг, в Кавендишской лаборатории Кембриджа — Уотсон и Крик, в Университетском колледже Лондона — Морис Уилкинс и Розалинд Франклин.

Оле Маалё в центре с трубкой; у окна — Нильс Ерне, а перед ним сидит Джеймс Уотсон, 1950 год. Фото: Niels K. Jernes

Полинг, только что открывший структуру белка, мог легко стать первым и в определении структуры ДНК, поэтому все команды спешили. История открытия драматична, а сюжет похож на детективный: в нем есть обиды, передергивания, ложь, этически сложные решения и то, что называется человеческим фактором.

Директор Кавендишской лаборатории решил пойти по неизбитому пути: он пригласил на работу Джеймса Уотсона, молодого американского биолога английского происхождения. Уотсон был вундеркиндом: в 23 он уже защитил докторскую диссертацию по биологии (о воздействии рентгеновских лучей на размножение бактериофагов), решил посвятить свою жизнь генетике и интересовался физикой. Фрэнсису Крику было 33, и в 1949-м он был всего лишь начинающим аспирантом-биофизиком, правда, со знаниями в нескольких областях; внимательным и наблюдательным самоучкой. Крик уже работал в рентгенографии и кристаллографии над структурой белков и неплохо понимал рентгенограммы. Итак, в Кембридже были биолог с интересом к физике и физик, увлекшийся биологией. Но, пожалуй, главным было то, что 23-летний Уотсон и 33-летний Крик неплохо работали вдвоем: они шутили и могли после работы сходить в паб. Как увидим, человеческие отношения значили многое в этом открытии.

Фотография 51

Ключевую роль в решении задачи о строении ДНК сыграла рентгеновская фотография 51, сделанная в Университетском колледже Лондона Розалинд Франклин и ее аспирантом Раймондом Гослингом. Эта фотография была получена с такой точностью, потому что Франклин, хорошо знавшая физическую химию, умело управляла гидратацией образцов, а благодаря своему опыту в работе с дифрактором внесла усовершенствования в аппарат для съемки и настроила его.

Образец (sample): нить ДНК натянули на скрепку и закрепили на куске пробки. Фото 51 (photo 51): рентгеновские лучи проходили через нить ДНК, и их дифрагированные пути были зафиксированы на светочувствительной бумаге для создания фото 51. Двойная спираль (double helix): "X" в центре фото 51 образовано спиралевидным расположением молекул ДНК в образце. Иллюстрация: Wikimedia Commons / MagentaGreen / CC BY-SA 2.0

До этого все лаборатории пытались снять молекулу в разных проекциях, но снимки получались нечеткими. Уилкинс считал, что ДНК имеет спиральную структуру, Франклин ему возражала, а Лайнус Полинг считал, что молекула должна состоять из трех спиралей.

Розалинд Франклин получила фотографию 51 в мае 1952 года на дифрактометре усовершенствованной ею конструкции. В январе 1953 года Джеймс Уотсон посетил лабораторию Рэндалла — обе лаборатории финансировались Советом по медицинским исследованиям. Британцы спешили: Лайнус Полинг опубликовал препринт статьи о трехспиральной ДНК, и, если он увидит новые данные, он, разумеется, предположит, что спиралей две. Морис Уилкинс показал (без ведома Франклин) очень четкую фотографию 51, на которой явно были видны две спирали ДНК, Джеймсу Уотсону. Интересно, что сын Лайнуса Полинга, Питер, работал в лаборатории вместе с Уотсоном и Криком, и поэтому они видели препринт статьи Полинга о трехспиральной структуре.

Розалинд Франклин с микроскопом, 1955 год. Фото: Wikimedia Commons / MRC Laboratory of Molecular Biology / CC BY-SA 4.0

Много лет не стихают споры, почему Уотсон и Крик получили доступ к результатам Розалинд Франклин и не спросили у неё разрешения перед публикацией. Вышло, как говорится, не очень. Сэр Джон Рэндалл впоследствии настаивал, что все работы по ДНК принадлежат Совету по медицинским исследованиям; в начале 1953 года Розалинд Франклин уволилась из лаборатории Университетского колледжа.

Вырезай и склеивай, или Аденин, тимин, цитозин, гуанин

Месяцем позже Уотсон и Крик собрали трехмерную модель молекулы ДНК, сделанную из шариков, кусочков картона и проволоки.

Доступ Крика к результатам расчетов Франклин конца 1952 года, увиденная Уотсоном фотография 51 давали подтверждение догадкам, что ДНК — двойная спираль. Но как устроена сама эта двойная спираль, из чего она состоит, как устроены цепи и процесс репликации, — это открыли Уотсон и Крик.

Бесспорно, разгадка строения молекулы ДНК вызвала революцию в естествознании и повлекла за собой целый ряд новых открытий, без которых нельзя представить не только современную науку, но и современную жизнь в целом. За открытием Уотсона и Крика последовал взрыв генетических исследований. Знание структуры ДНК помогло понять процесс репликации (удвоения) ДНК и, таким образом, установить, как генетическая информация передается от поколения к поколению. Впоследствии был открыт генетический код, несущий информацию о первичной структуре белков - основных компонентов всех клеток. Разгадка устройства наследственного аппарата клетки послужила точкой отсчета в развитии новой науки - молекулярной биологии. Появление таких ее методов, как полимеразная цепная реакция, молекулярное клонирование, секвенирование было бы немыслимо без знания структуры ДНК.

За прошедшие 50 лет стало ясно, что работа Уотсона и Крика по изучению структуры ДНК изменила всю биологию и оказалась важнейшей для медицины. С трудом можно назвать ту область естественных наук, на развитие которой не повлияло их открытие. В 1962 году Джеймс Уотсон, Френсис Крик, вместе с Морисом Уилкинсом, специалистом по рентгеноструктурному анализу, получили Нобелевскую премию. Это, пожалуй, самое выдающееся событие в истории естествознания XX века.

Описана история открытия структуры ДНК. За это открытие Джеймс Уотсон, Фрэнсис Крик и Морис Уилкинс в 1962 году были удостоены Нобелевской премии по физиологии и медицине.

Как была открыта структура ДНК

Над открытием структуры ДНК в середине ХХ века бились многие ученые. Но только трое из них: Джеймс Уотсон, Фрэнсис Крик и Морис Уилкинс в 1962 году были удостоены Нобелевской премии по физиологии и медицине.

Начало истории

Джеймс Уотсон родился в 1928 году. В момент открытия структуры ДНК ему было всего 25 лет. В 1947-1951 годах Джеймс Уотсон учился в магистратуре и аспирантуре Индианского университета. Под руководством итальянского ученого-рентгенолога Сальвадора Лурии он написал диссертацию о воздействии рентгеновских лучей на размножение бактериофагов. В 1950 году Джеймс Уотсон получил докторскую степень. Изучая строение бактериофагов, Джеймс Уотсон, используя генетические методы, пытался определить структуру ДНК. Однако после доклада физика из Лондонского королевского колледжа Мориса Уилкинса, он понял, что для открытия структуры ДНК нужно использовать метод рентгеноструктурного анализа.

С целью изучения этого метода Джеймс Уотсон в 1951 году поступил в Кавендишскую лабораторию Кембриджского университета, где начал изучать структуру белков. Там он познакомился с физиком Фрэнсисом Криком, который интересовался биологией и был силен в теории кристаллографии.

Основные события

Параллельно работам в Кавендишской лаборатории Кембриджского университета над расшифровкой структуры ДНК работали сотрудники Лондонского королевского колледжа Морис Уилкинс и Розалинда Франклин. Розалинда Франклин ( рис.1) прекрасно владела методом рентгеноструктурного анализа и ее рентгенограммы ДНК отличались высоким качеством и четкостью.

Рис.1. Розалинда Франклин

Пытался разгадать структуру ДНК и нобелевский лауреат химик Лайнус Полинг. Однако его модели предполагали, что ДНК состоит из трех цепей.

В декабре 1952 года Морис Уилкинс без согласия Розалинды Франклин продемонстрировал Джеймсу Уотсону рентгенограмму №51, которая отличалась высокой четкостью. По одним данным ее выполнила Розалинда Франклин, по другим – Раймонд Гослинг. Эта рентгенограмма помогла Джеймсу Уотсону и Фрэнсису Крику построить модель структуры ДНК (рис.2).

Рис.2. Фрэнсис Крик (слева) и Джеймс Уотсон возле модели ДНК

Конец истории

В 1958 году Розалинда Франклин умерла. У нее был диагносцирован рак. Возможно, сказалось длительное рентгеновское облучение при работе над рентгенограммами ДНК, возможно – огорчение, что другие воспользовались ее трудами без ее ведома.

В 1962 году за открытие структуры ДНК Джеймс Уотсон, Фрэнсис Крик и Морис Уилкинс были удостоены Нобелевской премии по физиологии и медицине.

Сообщение об открытии структуры днк лауреатами нобелевской премии дж уотсоном и ф криком

Критерий сплетни

Тайна живого и неживого

В Кембридже, Лондоне и Калифорнии

Фотография 51

Вырезай и склеивай, или Аденин, тимин, цитозин, гуанин

Как была открыта структура ДНК

Начало истории

Основные события

Конец истории

Похожие записи:

Тест времени реакции на сигнал

Саркоплазматическая гипертрофия мышц

Классификация типов конституции человека М.В. Черноруцкого

Типы гипертрофии скелетных мышц человека

Миомейкер: Мембранный активатор слияния миобластов и образования мышц