Дикие гены - Хельга Хофман-Зибер Страница 3

Это могло бы стать концом всей истории, но произошло другое. Крик и Уотсон не сдались. В следующем, 1952 году в Кембридж приехал выдающийся американский химик австрийского происхождения Эрвин Чаргафф, также занимавшийся анализом ДНК, в частности ее четырьмя основаниями А, Г, Ц и Т. До сих пор было не ясно, как они располагаются в молекуле. Однако Чаргафф постоянно наблюдал, что содержание основания Г в молекуле всегда равно содержанию Ц, а содержание А, в свою очередь, совпадает с Т. Крик и Уотсон настояли на беседе с ним и вновь опозорились по полной программе. Они делали непрофессиональные замечания и проявили себя как люди, совершенно не разбирающиеся в химии. Позднее Чаргафф говорил о них как о клоунах в науке, которые берут свое апломбом и нахрапом.

Но и это не остановило двух молодых людей. Немного позже Уотсон вновь посетил лабораторию Франклин и Уилкинса. После того как Франклин со скандалом вышвырнула Уотсона (он попытался показать ей неопубликованную и, следовательно, конфиденциальную научную работу конкурента), он обратился к Уилкинсу. Отношения с ним были лучше, потому что Уотсон и Крик не отказывали себе в удовольствиях и закатывали вечеринки, на которые регулярно приглашали Уилкинса. Тот с удовольствием показал Уотсону последние разработки и данные Франклин, в которых структура ДНК просматривалась яснее, чем когда-либо ранее.

С этой новой информацией Уотсон вернулся в Кембридж, и они с Криком без промедления начали работать над новой моделью ДНК. Утром 28 февраля 1953 года загадка в конце концов была разгадана!

Чуть позже напористые друзья опубликовали свою модель в виде коротенького текста на одну страничку и небольшого эскиза двойной спирали (нарисованного женой Крика Одиль) и в одночасье стали звездами в научном мире. Правда, они одной фразой отметили вклад Франклин и Уилкинса, указав, что «их результаты и идеи послужили стимулом в работе». Это яркий пример того, что в мире науки почести и слава зачастую распределяются не по справедливости. Однако Франклин и Уилкинсу было все же позволено опубликовать данные, приведшие к великому открытию, в том же журнале, где Уотсон и Крик описали двойную спираль ДНК.

Дополнительный горький привкус этой истории придает то обстоятельство, что Розалинд Франклин, без рентгеновских анализов которой открытие вообще не состоялось бы, умерла от рака в возрасте всего 37 лет. Вполне возможно, что именно опасная работа с рентгеновскими лучами стоила ей жизни, одновременно прославив Уотсона и Крика. В 1962 году они вместе с Уилкинсом получили Нобелевскую премию. Розалинд Франклин осталась без награды, так как эта премия присуждается только при жизни.

В каком свете предстают перед нами Уотсон и Крик? С одной стороны, они самостоятельно не провели ни одного эксперимента и только манипулировали данными других ученых, что явно противоречит строгой английской морали и научному кодексу чести. Вся эта история считается в наши дни классическим примером не самого достойного поведения в науке. С другой стороны, они проявили упорство и не позволили сбить себя с пути. Они по-разному комбинировали имевшуюся в их распоряжении информацию, которая в конце концов сложилась в модель ДНК. Вне всякого сомнения, это было выдающимся интеллектуальным достижением, на котором последующие поколения ученых строили наше сегодняшнее понимание жизни. Так считать ли их героями? Приговор за вами.

Но вернемся к нашей знаменитой двойной спирали. Модель Уотсона и Крика выглядит словно перекрученная веревочная лестница. Оба боковых «каната» представляют собой цепочки прочно связанных между собой компонентов ДНК и нуклеотидов. Этими компонентами являются сахара и фосфаты, образующие достаточно прочные связи. Но самое интересное – это «ступеньки». Они образованы соединением оснований, отходящих от боковых нитей. Если А встречается с Т, а Г – с Ц, то они взаимно притягиваются (это явление называется «парностью оснований Уотсона и Крика»). При других сочетаниях этого не происходит. Силы, действующие между основаниями, значительно слабее, чем те, которые удерживают боковые нити. Это напоминает застежку-липучку: для того, чтобы разделить обе ее части, нужны относительно небольшие усилия.

Все это прекрасно, но почему открытие структуры ДНК считается в генетике таким же значимым событием, как высадка на Луну? Потому, что теперь окончательно стало ясно, как ДНК хранит информацию. Это происходит в длинных цепочках оснований. Все дело – в их последовательности. Если известно, в какой последовательности располагаются буквы в книге, ее можно прочесть. Если же последовательность не определена, мы имеем дело с бессмысленным набором, как в пакете с макаронными изделиями в виде букв. Это, может быть, и аппетитно, но с содержательной точки зрения равно нулю.

Однако благодаря открытию структуры удалось понять и еще кое-что. Для того чтобы установить полную последовательность, достаточно всего одной цепочки. Зачем же нужна вторая? Дело в том, что они зависят друг от друга. Если в одной цепочке имеется основание А, то в другой на этом месте должно быть Т. Таким образом, вторая нить – зеркальная копия первой. Уотсон и Крик сразу поняли, для чего нужно это двойное повторение: одна нить служит образцом для изготовления второй. Если в молекуле ДНК отделить одну нить от другой (что не так уж трудно сделать, как видно на примере застежки-липучки), то из полученных частей можно образовать две новые молекулы и так далее. Таким образом, структура позволила понять, каким образом осуществляется передача наследственной информации при размножении.

Итак, настал великий момент. Все чудесно! Тайна жизни разгадана! Наука шумно праздновала грандиозную победу.

Но уже на следующее утро пришло отрезвление. Да, теперь было известно, как в принципе выглядит ДНК. Но что значит АГТТЦГАТЦЦААГТЦТ? Ведь из этой мешанины непонятно, почему у тети Хедвиг крепкое здоровье, а у ее соседа выпадают волосы. Короче говоря, ученые теперь знали, как устроена ДНК, но не имели ни малейшего понятия о том, как хранящаяся в ней информация используется в клетках. Особенно их интересовало, с помощью каких кодов в ДНК записываются инструкции по синтезу белков. Ведь к тому времени было уже известно, что белки выполняют в клетках множество важных функций. Итак, ученым пришлось опять облачиться в лабораторные халаты, вытряхнуть остатки конфетти из волос и, превозмогая похмелье, отправиться по своим лабораториям.

Чтобы расшифровать эти коды, биологам пришлось немало поломать голову. Представим себе, например, как Джеймс Уотсон сидит в одиночестве в полумраке гостиничного бара, склонив голову над стаканом виски, и бормочет: «Надо взломать этот чертов код… Но как? Как?» «Извините, – вмешивается скрипучий голос с русским акцентом, – вы, кажется, что-то говорили про взламывание кодов?» Этот голос принадлежит Георгию Гамову, русско-американскому физику, который в то время как раз искал доказательства теории Большого взрыва. Правда, одновременно его внимание привлекла загадка генетического кода, и он решил всерьез взяться за это дело совместно с Уотсоном. Но не просто всерьез, а еще и с шиком! Поэтому в 1954 году они основали «Клуб галстуков РНК». В этот джентльменский клуб вошли научные тяжеловесы того времени.

Данная организация поставила перед собой цель выяснить, как кодируется информация в ДНК, то есть каким образом с ее помощью синтезируются белки и какое отношение к этому имеет РНК (если вообще имеет). Минуточку, а причем здесь РНК? Мы совершенно упустили этот момент из виду, но немедленно исправим допущенную ошибку. РНК звучит похоже на ДНК, да и во многих других отношениях схожа с ней. По своей структуре это сестры. С химической точки зрения они отличаются друг от друга лишь двумя вещами. В РНК используется сахар под названием рибоза, а в ДНК – дезоксирибоза. Поэтому РНК и расшифровывается как рибонуклеиновая кислота, а не дезоксирибонуклеиновая. Кроме того, основание Т (тимин) заменено в ней на У (урацил). Но, как это часто бывает у сестер, они при всей своей похожести ведут себя совершенно по-разному. Если ДНК представляет собой длинную спираль с двумя нитями, то РНК, как правило, существует в виде множества коротких фрагментов, состоящих всего из одной нити. К тому же она отличается очень коротким сроком жизни (что и по сей день приводит биологов в отчаяние). В то время об этой неустойчивой сестре ДНК было известно очень мало, но высказывались предположения, что она имеет какое-то отношение к производству белков.