Открытие структуры ДНК: Уотсон, Крик, Франклин и коллеги

Вклад в науку Фрэнсиса Крика и Джеймса Уотсона

• Предложили похожую на винтовую лестницу модель структуры ДНК, получившую название двойной спирали;
• Модель двойной спирали стала одной из основ молекулярной биологии и помогла развитию генетической диагностики, геномики и генной терапии.

Джеймс Уотсон (сидит) и Фрэнсис Крик объясняют структуру ДНК на примере сделанной ими модели

Открыли ли Уотсон и Крик подлинную структуру ДНК?

28 февраля 1953 года, четверг. В заведении «Игл Паб» в Кембридже наплыв посетителей, туристов и местных — как раз обеденное время. Вдруг распахивается дверь, и внутрь вбегают два молодых человека. Они подходят к бару и громко заказывают напитки. «У нас праздник, — говорит тот, что повыше. — Мы открыли секрет жизни!»

На рисунке показана форма молекулы ДНК. Хорошо видны «ступеньки» спиральной «лестницы», в которых закодировано строение организма.

Совершив невероятный научный подвиг, Фрэнсис Крик и Джеймс Уотсон разгадали структуру дезоксирибонуклеиновой кислоты, более известной по сокращению ДНК. Решающую роль сыграли и экспериментальные исследования Розалинд Франклин, Рэймонда Гослинга и Мориса Уилкинса, прежде всего рентгеноструктурные данные ДНК. ДНК присутствует в миллиардах клеток, составляющих наше тело. Это химическое соединение, которое является носителем генетической информации и содержит «инструкции» по построению организма.

Сегодня мы можем изменять последовательности ДНК животных и получать новых существ вроде этой мыши, что светится в темноте!

Молекулу ДНК часто сравнивают с закрученной лестницей. Последовательность ее химических «букв» несет наследственную информацию, а отдельные участки ДНК могут выполнять функции генов или регулировать их работу. Большинство заметных человеческих признаков — например цвет глаз, рост или особенности волос — зависят не от одного-единственного гена, а от сочетания многих генетических вариантов и иногда от условий среды. Геномы любых двух людей очень похожи, хотя небольшие различия последовательности делают каждого человека генетически уникальным; даже однояйцевые близнецы со временем могут приобрести отдельные мутации.

Понимание структуры ДНК стало фундаментом современной молекулярной биологии. Анализ ДНК используют в диагностике наследственных заболеваний, криминалистике и исследованиях происхождения организмов. Международный проект «Геном человека», работавший с 1990 по 2003 год, создал первую опорную последовательность человеческого генома; современные проекты изучают генетические различия между людьми и функции отдельных участков ДНК. Для некоторых наследственных болезней уже существуют методы генной терапии, но многие генетические заболевания пока нельзя полностью излечить.

Работник лаборатории исследуют улики на предмет наличия на них следов ДНК

Гонка за ДНК

Разгадав структуру молекулы ДНК, Крик и Уотсон обошли другого известного исследователя, Лайнуса Полинга. За несколько недель до их триумфа Полинг ошибочно объявил о своей победе.

• 1951 г. сентябрь Крик и Уотсон приступают к работе в Англии, Полинг начинает такой же проект в США.
• 1951 г. ноябрь Розалинд Франклин представляет работу о рентгенограммах ДНК. Среди слушателей — Уотсон.
• 1952 г. май Рэймонд Гослинг под руководством Розалинд Франклин получает знаменитую рентгенограмму «Фото 51», ставшую одним из ключевых свидетельств спиральной структуры ДНК.
• 1953 г. январь Полинг отсылает сыну в Лондон статью со своими идеями насчет ДНК.
• 1953 г. январь Уотсон читает статью Полинга и понимает, что тот близок к открытию.
• 1953 г. январь Морис Уилкинс показывает Уотсону знаменитое «Фото 51», полученное Розалинд Франклин и Рэймондом Гослингом, без ведома и согласия Франклин.
• 1953 г. февраль Полинг публикует свою статью, но Крик, Уотсон и Франклин считают, что модель Полинга неверна
• 1953 г. февраль Крик и Уотсон уверены в своей правоте. Они публикуют анонс статьи.
• 1953 г. март Крик и Уотсон заканчивают изготовление модели.

В 1962 году Крик, Уотсон и Морис Уилкинс получили Нобелевскую премию по физиологии и медицине за открытия, связанные со структурой нуклеиновых кислот. Розалинд Франклин умерла в 1958 году; Нобелевские премии посмертно не присуждаются, а ее вклад в установление структуры ДНК сегодня широко признан.