DNR dvigubos spiralės atradimas buvo vienas pagrindinių pasaulio biologijos istorijos etapų; Už šį atradimą esame skolingi Jameso Watsono ir Franciso Cricko duetui. Nepaisant to, kad Watsonas išgarsėjo dėl tam tikrų teiginių, jo atradimo svarbos pervertinti tiesiog neįmanoma.

James Dewey Watson – amerikiečių molekulinis biologas, genetikas ir zoologas; Jis geriausiai žinomas dėl dalyvavimo atrandant DNR struktūrą 1953 m. Nobelio fiziologijos ar medicinos premijos laureatas.

Sėkmingai baigęs Čikagos ir Indianos universitetus, Watsonas kurį laiką praleido atlikdamas chemijos tyrimus kartu su biochemiku Hermanu Kalckaru Kopenhagoje. Vėliau jis persikėlė į Cavendish laboratoriją Kembridžo universitete, kur pirmą kartą susitiko su savo būsimu kolega ir bendražygiu Francisu Cricku.

Watsonas ir Crickas DNR dvigubos spiralės idėją sugalvojo 1953 m. kovo viduryje, studijuodami eksperimentinius duomenis, surinktus Rosalind Franklin ir Maurice'o Wilkinso. Apie atradimą paskelbė Cavendish laboratorijos direktorius seras Lawrence'as Braggas; Tai atsitiko Belgijos mokslinėje konferencijoje 1953 m. balandžio 8 d. Tačiau svarbaus pareiškimo spauda iš tikrųjų nepastebėjo. 1953 m. balandžio 25 d. moksliniame žurnale „Nature“ buvo paskelbtas straipsnis apie atradimą. Kiti biologai mokslininkai ir nemažai Nobelio premijos laureatų greitai įvertino atradimo monumentalumą; kai kurie net vadino tai didžiausiu mokslinis atradimas 20 amžiaus.

1962 metais Watsonas, Crickas ir Wilkinsas už atradimą gavo Nobelio fiziologijos ir medicinos premiją. Ketvirtoji projekto dalyvė Rosalind Franklin mirė 1958 metais ir dėl to nebegalėjo pretenduoti į prizą. Watsonas taip pat buvo apdovanotas paminklu Amerikos gamtos istorijos muziejuje Niujorke už atradimą; kadangi tokie paminklai statomi tik Amerikos mokslininkų garbei, Crickas ir Wilkinsas liko be paminklų.

Watsonas vis dar laikomas vienu didžiausių mokslininkų istorijoje; tačiau daugelis žmonių atvirai nemėgo jo kaip asmenybės. Jamesas Watsonas kelis kartus buvo įsivėlęs į gana garsius skandalus; vienas iš jų buvo tiesiogiai susijęs su jo darbu – faktas yra tas, kad dirbdami prie DNR modelio Watsonas ir Crickas naudojo duomenis, kuriuos gavo Rosalind Franklin be jos leidimo. Mokslininkai gana aktyviai dirbo su Franklino partneriu Wilkinsu; Tikėtina, kad pati Rozalinda iki gyvenimo pabaigos nežinojo, kiek svarbus vaidmuo jos eksperimentai suvaidino vaidmenį suprasti DNR struktūrą.

1956–1976 m. Watsonas dirbo Harvardo biologijos skyriuje; Šiuo laikotarpiu jis daugiausia domėjosi molekuline biologija.

1968 m. Watsonas gavo Cold Spring Harbor laboratorijos Long Ailende, Niujorke, direktoriaus pareigas; Jo pastangomis gerokai pakilo laboratorijos kokybės lygis tiriamasis darbas, o finansavimas pastebimai pagerėjo. Pats Watsonas šiuo laikotarpiu visų pirma dalyvavo vėžio tyrimuose; Pakeliui jis pavertė savo kontroliuojamą laboratoriją vienu geriausių molekulinės biologijos centrų pasaulyje.

1994 metais Watsonas tapo tyrimų centro prezidentu, o 2004 metais – rektoriumi; 2007 m. jis paliko savo pareigas po gana nepopuliarių pareiškimų apie ryšį tarp intelekto lygio ir kilmės.

1988–1992 m. Watsonas aktyviai bendradarbiavo su Nacionaliniais sveikatos institutais, padėdamas plėtoti žmogaus genomo projektą.

Watsonas taip pat garsėjo atvirai provokuojančiais ir dažnai įžeidžiančiais komentarais apie savo kolegas; be kita ko, jis kalbėjo apie Frankliną savo kalbose (po jos mirties). Nemažai jo pasisakymų gali būti suvokiami kaip išpuoliai prieš homoseksualus ir storus žmones.

Jamesas Watsonas yra molekulinės biologijos pradininkas, kartu su Francisu Cricku ir Maurice'u Wilkinsu laikomas DNR dvigubos spiralės atradėju. 1962 metais už savo darbą jie gavo Nobelio medicinos premiją.

James Watson: biografija

Gimė Čikagoje, JAV, 1928 m. balandžio 6 d. Jis mokėsi Horace'o Manno mokykloje, o vėliau vidurinė mokykla Pietų krantas. Būdamas 15 metų jis įstojo į Čikagos universitetą pagal eksperimentinę stipendijų programą gabiems vaikams. Domėjimasis paukščių gyvenimu Jamesą Watsoną paskatino studijuoti biologiją, o 1947 m. jam buvo suteiktas zoologijos bakalauro laipsnis. Perskaičius žymią Erwino Schrödingerio knygą Kas yra gyvenimas? jis perėjo prie genetikos.

Po to, kai Caltech ir Harvardas jį atmetė, Jamesas Watsonas laimėjo stipendiją Indianos universiteto absolventams. 1950 m. už darbą apie rentgeno spinduliuotės poveikį bakteriofagų virusų dauginimuisi jam buvo suteiktas zoologijos mokslų daktaro laipsnis. Iš Indianos Watsonas persikėlė į Kopenhagą ir toliau studijavo virusus kaip Nacionalinės tyrimų tarybos narys.

Išskleiskite DNR!

Apsilankęs Niujorko laboratorijoje Cold Spring Harbore, kur apžvelgė Hershey ir Chase'o tyrimų rezultatus, Watsonas įsitikino, kad DNR yra molekulė, atsakinga už genetinės informacijos perdavimą. Jį sužavėjo mintis, kad jei suprastume jos struktūrą, galėtume išsiaiškinti, kaip duomenys perduodami tarp ląstelių. Virusų tyrimai jo nebedomino tiek, kiek ši nauja kryptis.

1951 m. pavasarį konferencijoje Neapolyje jis susipažino su Maurice'u Wilkinsu. Pastarasis pademonstravo pirmųjų bandymų panaudoti rentgeno spindulių difrakciją DNR molekulei vaizduoti rezultatus. Watsonas, sujaudintas Wilkinso duomenų, rudenį atvyko į Didžiąją Britaniją. Jis įsidarbino Cavendish laboratorijoje, kur pradėjo bendradarbiauti su Francisu Cricku.

Pirmieji bandymai

Bandydami išsiaiškinti DNR molekulinę struktūrą, Jamesas Watsonas ir Francisas Crickas nusprendė naudoti modeliu pagrįstą metodą. Abu buvo įsitikinę, kad jo struktūros sprendimas atliks pagrindinį vaidmenį suprantant genetinės informacijos perdavimą iš tėvų į dukterines ląsteles. Biologai suprato, kad DNR struktūros atradimas būtų didelis mokslo laimėjimas. Tuo pačiu metu jie žinojo, kad tarp kitų mokslininkų yra konkurentų, tokių kaip Linusas Paulingas.

Crickas ir Jamesas Watsonas labai sunkiai modeliavo DNR. Nė vienas iš jų neturėjo chemijos išsilavinimo, todėl naudojo standartinius chemijos vadovėlius, kad iškirptų kartonines cheminių jungčių konfigūracijas. Atvykęs magistrantas pastebėjo, kad, remiantis naujais duomenimis, kurie nėra knygose, viena iš jo kartoninių cheminių jungčių buvo panaudota atvirkštinė kryptis. Maždaug tuo pačiu metu Watsonas dalyvavo Rosalind Franklin paskaitoje netoliese esančiame King's College. Matyt, jis nelabai atidžiai klausėsi.

Neatleistina klaida

Dėl klaidos pirmasis mokslininkų bandymas sukurti DNR modelį nepavyko. Jamesas Watsonas ir Francisas Crickas sukonstravo trigubą spiralę su azoto bazėmis lauke struktūros. Kai jie pristatė modelį savo kolegoms, Rosalind Franklin jį griežtai kritikavo. Jos tyrimų rezultatai aiškiai parodė, kad egzistuoja dvi DNR formos. Drėgnesnis atitiko tą, kurį bandė sukurti Watsonas ir Crickas, tačiau jie sukūrė DNR modelį be vandens. Franklin pažymėjo, kad jei jos darbas būtų interpretuojamas teisingai, azoto bazės būtų molekulės viduje. Jausdamasis sugniuždytas dėl tokios viešos nesėkmės, Cavendish laboratorijos direktorius rekomendavo tyrėjams atsisakyti savo požiūrio. Mokslininkai oficialiai persikėlė į kitas sritis, bet privačiai toliau galvojo apie DNR problemą.

Šnipo atradimas

Wilkinsas, dirbęs King's College kartu su Franklinu, asmeniškai konfliktavo su ja. Rosalind buvo tokia nepatenkinta, kad nusprendė perkelti savo tyrimus kitur. Neaišku, kaip, bet Wilkins gavo vieną geriausių DNR molekulės rentgeno vaizdų. Ji galėjo net pati jį jam padovanoti, kai tvarkė savo biurą. Tačiau neabejotina, kad atvaizdą jis išnešė iš laboratorijos be Franklino leidimo ir parodė savo draugui Vatsonui Cavendish mieste. Vėliau savo knygoje „ Dviguba spiralė„Jis rašė, kad tą akimirką, kai pamatė nuotrauką, jam atkrito žandikaulis ir padažnėjo pulsas. Viskas buvo neįtikėtinai paprasčiau nei anksčiau gauta A forma. Be to, nuotraukoje vyravęs juodas atspindžių kryžius galėjo atsirasti tik iš spiralinės struktūros.

Nobelio premijos laureatas

Biologai panaudojo naujus duomenis, kad sukurtų dvigrandės spiralės modelį su azoto bazėmis poros A-T ir C-G centre. Šis poravimas iš karto pasiūlė Crickui, kad viena molekulės pusė galėtų būti kaip šablonas tiksliai pasikartojančioms DNR sekoms, pernešančioms genetinę informaciją ląstelių dalijimosi metu. Šis antrasis sėkmingas modelis buvo pristatytas 1951 m. vasario mėn. 1953 m. balandžio mėn. jie paskelbė savo išvadas žurnale Nature. Straipsnis sukėlė sensaciją. Watsonas ir Crickas atrado, kad DNR turi dvigubos spiralės formą arba " spiraliniai laiptai“ Dvi grandinės jame buvo atjungtos kaip „žaibas“ ir atkūrė trūkstamas dalis. Taigi kiekviena dezoksiribonukleorūgšties molekulė gali sukurti dvi identiškas kopijas.

Santrumpa DNR ir elegantiškas dvigubos spiralės modelis tapo žinomi visame pasaulyje. Watsonas ir Crickas taip pat išgarsėjo. Jų atradimas sukėlė revoliuciją biologijos ir genetikos tyrimuose, kurie padarė galimi metodaišiuolaikinėje biotechnologijoje naudojama genų inžinerija.

Gamtos dokumentas paskatino Nobelio premiją jiems ir Wilkinsui 1962 m.. Švedijos akademijos taisyklės leidžia apdovanoti ne daugiau kaip tris mokslininkus. Rosalind Franklin mirė nuo kiaušidžių vėžio 1958 m. Wilkinsas ją paminėjo pro šalį.

Tais metais, kai gavo Nobelio premiją, Watsonas vedė Elizabeth Lewis. Jie susilaukė dviejų sūnų: Rufuso ir Duncano.

Tęsiamas darbas

Jamesas Watsonas ir toliau dirbo su daugeliu kitų mokslininkų šeštąjį dešimtmetį. Jo genialumas buvo gebėjimas koordinuoti darbą skirtingi žmonės ir sujunkite jų rezultatus, kad padarytumėte naujas išvadas. 1952 m. jis panaudojo besisukantį rentgeno anodą, kad parodytų spiralinę tabako mozaikos viruso struktūrą. Nuo 1953 iki 1955 m Watsonas bendradarbiavo su Kalifornijos mokslininkais Technologijos institutas RNR struktūros modeliavimui. Nuo 1955 iki 1956 m jis vėl dirbo su Cricku, kad atrastų virusų sandaros principus. 1956 m. jis persikėlė į Harvardą, kur tyrinėjo RNR ir baltymų sintezę.

Skandalinga kronika

1968 metais buvo išleista prieštaringa knyga apie DNR, kurios autorius yra Jamesas Watsonas. „Dviguba spiralė“ buvo pilna menkinančių komentarų ir kerštingų daugelio su atradimu susijusių žmonių, ypač Rosalind Franklin, aprašymų. Dėl šios priežasties Harvard Press atsisakė leisti knygą. Nepaisant to, kūrinys buvo išleistas ir sulaukė didžiulės sėkmės. Vėlesniame leidime Watsonas atsiprašė už elgesį su Franklin, sakydamas, kad jis nežinojo apie spaudimą, su kuriuo ji susidūrė būdama 1950-aisiais mokslininkė. Didžiausią pelną jis gavo išleidęs du vadovėlius – „Genų molekulinė biologija“ (1965 m.) ir „Ląstelių ir rekombinantinės DNR molekulinė biologija“ (atnaujintas leidimas 2002 m.), kurie vis dar nėra spausdinami. 2007 m. jis išleido savo autobiografiją „Avoid Boring People“. Gyvenimo pamokos moksle“.

James Watson: indėlis į mokslą

1968 m. jis tapo Cold Spring Harbor laboratorijos direktoriumi. Tuo metu institute vyko bandymai finansinių sunkumų, tačiau Watsonui labai pasisekė surasti donorų. Jo vadovaujama institucija tapo pasauline lydere pagal darbo lygį molekulinės biologijos srityje. Jos darbuotojai atskleidė vėžio prigimtį ir pirmą kartą atrado jo genus. Kasmet į Cold Spring Harbor atvyksta daugiau nei 4000 mokslininkų iš viso pasaulio – tokia didelė Tarptautinių genetinių tyrimų instituto įtaka.

1990 m. Watsonas buvo paskirtas Nacionalinio sveikatos instituto žmogaus genomo projekto direktoriumi. Jis panaudojo savo lėšų rinkimo sugebėjimus, kad tęstų projektą iki 1992 m. Jis išvyko dėl konflikto dėl genetinės informacijos patentavimo. Jamesas Watsonas manė, kad tai tik trukdys mokslininkų, dirbančių su projektu, tyrimams.

Prieštaringi pareiškimai

Jo viešnagė Cold Harbore staiga baigėsi. 2007 m. spalio 14 d., pakeliui į konferenciją Londone, jo paklausė apie pasaulio įvykius. Pasaulyje žinomas mokslininkas Jamesas Watsonas atsakė niūriai žiūrintis į Afrikos perspektyvas. Anot jo, visa šiuolaikinė socialinė politika remiasi tuo, kad jos gyventojų intelektas yra toks pat kaip ir kitų, tačiau testų rezultatai rodo, kad taip nėra. Jis tęsė savo mintį su mintimi, kad pažangą Afrikoje stabdo prasta genetinė medžiaga. Visuomenės pasipiktinimas dėl šios pastabos privertė Cold Spring Harborą paprašyti jo atsistatydinimo. Vėliau mokslininkas atsiprašė ir atsiėmė savo pastabas, sakydamas, kad „tam nėra jokio mokslinio pagrindo“. Atsisveikinimo kalboje jis išreiškė savo viziją, kad „galutinė pergalė (prieš vėžį ir psichines ligas) mums pasiekiama“.

Nepaisant šių nesėkmių, genetikas Jamesas Watsonas šiandien ir toliau kelia prieštaringus teiginius. 2013 m. rugsėjį Sietle Alleno institute vykusiame susitikime apie smegenų mokslą jis vėl išsakė prieštaringą pareiškimą apie savo įsitikinimą, kad paveldimų ligų diagnozavimo padidėjimas gali būti susijęs su vėlesniu gimdymu. "Kuo vyresnis, tuo didesnė tikimybė, kad jūsų genai bus defektų", - sakė Watsonas, taip pat siūlydamas, kad genetinė medžiaga turėtų būti renkama iš jaunesnių nei 15 metų amžiaus žmonių, kad ateityje būtų galima apvaisinti in vitro. Jo nuomone, tai sumažintų tikimybę, kad gimus fizinę ar psichinę negalią turinčiam vaikui sugriaus tėvų gyvenimas.

, fiziologas, medikas

Francis Harry Compton Crick yra anglų molekulinis biologas ir genetikas. Nobelio fiziologijos ir medicinos premija (1962 m. kartu su Jamesu Dewey Watsonu ir Maurice'u Wilkinsonu).

Gimė Francis Crick 1916 m. birželio 8 d., Nortamptonas, JK, sėkmingo batų gamintojo šeimoje. Šeimai persikėlus į Londoną, jis mokėsi Mill Hill mokykloje, kur išryškėjo fizikos, chemijos ir matematikos gebėjimai. 1937 m., baigęs Oksfordo universiteto koledžą, Crickas gavo mokslų bakalauro laipsnį, apgynęs disertaciją apie vandens klampumą aukštoje temperatūroje.

Kiekvieną kartą, kai rašau referatą apie gyvenimo kilmę, nusprendžiu, kad daugiau niekada nerašysiu...

Scream Francis Harry Compton

1939 m., jau Antrojo pasaulinio karo metais, Pranciškus Crickas pradėjo dirbti Karinio jūrų laivyno departamento tyrimų laboratorijoje, dirbdamas su giliavandenėmis minomis. Karo pabaigoje, toliau dirbdamas šioje katedroje, susipažinau su žymaus austrų mokslininko Erwino Schrödingerio knyga „Kas yra gyvenimas? Fiziniai gyvos ląstelės aspektai“ (1944), kuriame gyvame organizme vykstantys erdvėlaikiniai įvykiai buvo paaiškinti fizikos ir chemijos požiūriu. Knygoje pateiktos idėjos taip paveikė Cricką, kad jis, ketindamas studijuoti dalelių fiziką, perėjo į biologiją.

Gavęs Medicinos tyrimų tarybos stipendiją, Crickas 1947 m. pradėjo dirbti Strangeway laboratorijoje Kembridže, kur studijavo biologiją. organinė chemija ir rentgeno spindulių difrakcijos metodai, naudojami erdvinei molekulių struktūrai nustatyti. Jo biologijos žinios labai išsiplėtė 1949 m. persikėlus į garsiąją Cavendish laboratoriją Kembridže, viename iš pasaulio molekulinės biologijos centrų, kur, vadovaujamas žymaus biochemiko Maxo Ferdinando Perutzo, Francis Crick tyrė baltymų molekulinę struktūrą. Jis bandė rasti cheminį genetikos pagrindą, kuris, jo manymu, gali slypėti dezoksiribonukleino rūgštyje (DNR).

Mokslinio tyrimo procesas yra giliai intymus: kartais mes patys nežinome, ką darome.

Scream Francis Harry Compton

Tuo pačiu laikotarpiu kiti mokslininkai dirbo toje pačioje srityje tuo pačiu metu kaip ir Crickas. 1950 metais amerikiečių biologas Erwinas Chargaffas iš Kolumbijos universiteto padarė išvadą, kad DNR yra vienodas kiekis keturių azoto bazių – adenino, timino, guanino ir citozino. Cricko kolegos anglai M. Wilkinsas ir R. Franklinas iš Londono universiteto King's College atliko DNR molekulių rentgeno spindulių difrakcijos tyrimus.

1951 metais F. Crickas pradėjo bendrus tyrimus su jaunu amerikiečių biologu J. Watsonu Cavendish laboratorijoje. Remdamiesi ankstyvaisiais Chargaffo, Wilkinso ir Franklino darbais, Crickas ir Watsonas praleido dvejus metus kurdami DNR molekulės erdvinę struktūrą ir sukonstravo jos modelį iš karoliukų, vielos gabalėlių ir kartono. Pagal jų DNR modelį

DNR nukleotidų sekoje įrašoma (užkoduojama) genetinė informacija apie visas rūšies savybes ir individo (individo) ypatybes – jo genotipą. DNR reguliuoja ląstelių ir audinių komponentų biosintezę ir lemia organizmo veiklą per visą jo gyvenimą. yra dviguba spiralė, susidedanti iš dviejų monosacharido ir fosfato grandinių, sujungtų bazių poromis spiralės viduje, su adeninu, sujungtu su timinu, o guaninu – su citozinu, o bazės viena su kita vandeniliniais ryšiais. Watson-Crick modelis leido kitiems tyrinėtojams aiškiai įsivaizduoti DNR sintezės procesą. Dvi molekulės grandinės atsiskiria vandenilio jungimosi vietose, pavyzdžiui, atidarant užtrauktuką, o po to ant kiekvienos senosios DNR molekulės pusės sintetinama nauja. Bazių seka veikia kaip naujos molekulės šablonas arba šablonas.

1953 m. jie baigė kurti DNR modelį, o Francisui Crickui Kembridže buvo suteiktas filosofijos daktaro laipsnis, apgynęs disertaciją apie baltymų struktūros rentgeno difrakcinę analizę. 1954 m. jis dirbo iššifruodamas genetinį kodą. Iš pradžių teoretikas Crickas kartu su S. Brenneriu pradėjo tirti bakteriofagų – virusų, užkrečiančių bakterijų ląsteles – genetines mutacijas.

Galiu įvardyti tris mokslo sritis, kuriose padaryta labai sparti pažanga. Visų pirma, tai yra molekulinė biologija ir geologija, kurios per pastaruosius 15–20 metų smarkiai vystėsi. Trečioji sritis – astronomija, kurioje svarbiausias pasiekimas buvo radijo teleskopų kūrimas. Būtent jų pagalba buvo galima atrasti daugybę netikėtų ir svarbių Visatoje reiškinių, tokių kaip pulsarai, kvazarai ir „juodosios skylės“.

Scream Francis Harry Compton

Iki 1961 m. buvo atrasti trys ribonukleino rūgšties (RNR) tipai: pasiuntinė, ribosominė ir transportinė. Crickas ir jo kolegos pasiūlė būdą nuskaityti genetinį kodą. Pagal Cricko teoriją, pasiuntinio RNR gauna genetinę informaciją iš ląstelės branduolyje esančios DNR ir perduoda ją į ribosomas – baltymų sintezės vietas ląstelės citoplazmoje. Pernešimo RNR perneša aminorūgštis į ribosomas. Messenger ir ribosominė RNR, sąveikaudamos viena su kita, jungia aminorūgštis, kad susidarytų baltymų molekulės. teisinga seka. Genetinį kodą sudaro azoto bazių tripletai DNR ir RNR kiekvienai iš 20 aminorūgščių. Genai susideda iš daugybės pagrindinių tripletų, kuriuos Crickas pavadino kodonais, ir jie yra vienodi visose rūšyse.

1962 m. Crickas, Wilkinsas ir Watsonas buvo apdovanoti Nobelio premija „už atradimus, susijusius su nukleorūgščių molekuline struktūra ir jų svarba perduodant informaciją gyvose sistemose“. Tais metais, kai gavo Nobelio premiją, Crickas tapo Kembridžo universiteto biologinės laboratorijos vadovu ir Salko instituto San Diege (Kalifornija) tarybos nariu iš užsienio. 1977 m., persikėlus į San Diegą, Francis Creek kreipėsi į neurobiologijos, ypač regėjimo ir sapnų mechanizmų, tyrimus.

Savo knygoje „Gyvenimas toks, koks yra: jo kilmė ir prigimtis“ (1981) mokslininkas atkreipė dėmesį į nuostabų visų gyvybės formų panašumą. Remdamasis molekulinės biologijos, paleontologijos ir kosmologijos atradimais, jis teigė, kad gyvybė Žemėje galėjo atsirasti iš mikroorganizmų, kurie buvo pasklidę po visą erdvę iš kitos planetos. Jis ir jo kolega L. Orgel šią teoriją pavadino „tiesiogine panspermija“.

Pranciškus Scream gyveno ilgas gyvenimas, jis mirė 2004 m. liepos 30 d. San Diege, JAV, eidamas 88 metus.

Per savo gyvenimą Crickas buvo apdovanotas daugybe prizų ir apdovanojimų (1961 m. Prancūzijos mokslų akademijos S. L. Mayerio premija; 1962 m. Amerikos tyrimų draugijos mokslinė premija; 1972 m. karališkasis medalis; 1976 m. Karališkosios draugijos Johno Singletono Copley medalis). .

Francis Crick – citatos

Kiekvieną kartą, kai rašau referatą apie gyvenimo kilmę, nusprendžiu, kad daugiau niekada nerašysiu...

Mokslinio tyrimo procesas yra giliai intymus: kartais mes patys nežinome, ką darome.

Galiu įvardyti tris mokslo sritis, kuriose padaryta labai sparti pažanga. Visų pirma, tai yra molekulinė biologija ir geologija, kurios per pastaruosius 15–20 metų smarkiai vystėsi. Trečioji sritis – astronomija, kurioje svarbiausias pasiekimas buvo radijo teleskopų kūrimas. Būtent jų pagalba buvo galima atrasti daugybę netikėtų ir svarbių Visatoje reiškinių, tokių kaip pulsarai, kvazarai ir „juodosios skylės“.

Anglų fizikas (pagal išsilavinimą), 1962 m. Nobelio fiziologijos ir medicinos premijos laureatas (kartu su Jamesas Watsonas Ir Maurice'as Wilkinsas) su formuluote: „už nukleorūgščių molekulinės struktūros atradimą ir jos reikšmę perduodant informaciją gyvoje medžiagoje“.

Antrojo pasaulinio karo metais dirbo Admiralitete, kur britų laivynui kūrė magnetines ir akustines minas.

1946 metais Francis Creek skaityk knyga Ervinas Schrodingeris: Kas yra gyvenimas fizikos požiūriu? ir nusprendė palikti fizikos tyrimus ir imtis biologijos problemų. Vėliau jis rašė, kad norint pereiti nuo fizikos prie biologijos, reikia „beveik gimti iš naujo“.

1947 metais Francis Creek išėjo iš Admiraliteto ir maždaug kartu su Linusas Paulingas iškėlė hipotezę, kad baltymų difrakcijos modelį nulėmė alfa spiralės, apvyniotos viena aplink kitą.

Francis Crick domėjosi dviem esminėmis neišspręstomis biologijos problemomis:
– Kaip molekulės įgalina perėjimą iš negyvojo į gyvą?
– Kaip smegenys vykdo mąstymą?

1951 metais Francis Creek susitiko Jamesas Watsonas ir kartu jie pradėjo analizuoti DNR struktūrą 1953 m.

"Karjera F. Crickas negali būti vadinamas greitu ir ryškiu. Trisdešimt penkerių jis vis dar yra Ne gavo daktaro laipsnį (PhD apytikriai atitinka mokslų kandidato vardą – I.L. Vikentjevo pastaba).
Vokiečių bombos sunaikino laboratoriją Londone, kurioje jis turėjo matuoti klampumą šiltas vanduo esant spaudimui.
Crickas nebuvo labai nusiminęs, kad jo fizikos karjera atsidūrė aklavietėje. Biologija jį jau patraukė, todėl greitai susirado darbą Kembridže, kur jo tema buvo ląstelių citoplazmos klampumo matavimas. Be to, Cavendish studijavo kristalografiją.
Tačiau Crickas neturėjo pakankamai kantrybės, kad galėtų sėkmingai plėtoti savo mokslines idėjas, nei tinkamo kruopštumo plėtoti kitas. Jo nuolatinis tyčiojimasis iš kitų, savo karjeros nepaisymas, kartu su pasitikėjimu savimi ir įpročiu patarti kitiems, erzino Cavendish kolegas.
Tačiau pats Crickas nebuvo patenkintas mokslinė orientacija laboratorija, orientuota tik į baltymus. Jis buvo įsitikinęs, kad paieška vyksta ne ta kryptimi. Genų paslaptis slypi ne baltymuose, o DNR. Suviliotas idėjų Vatsonas, jis atsisakė savo tyrimų ir sutelkė dėmesį į DNR molekulės tyrimą.
Taip susiformavo puikus dviejų draugiškų varžovų talentų duetas: jauno, ambicingo amerikiečio, šiek tiek išmanančio biologiją, ir šviesaus proto, bet nesusikaupusio trisdešimt penkerių metų brito, suprantančio fiziką.
Dviejų priešingybių derinys sukėlė egzoterminę reakciją.
Per kelis mėnesius, surinkę savo ir kitų anksčiau gautus, bet neapdorotus duomenis, du mokslininkai priartėjo prie didžiausias atradimas per visą žmonijos istoriją – DNR struktūros iššifravimas. […]
Bet klaidos nebuvo.
Viskas pasirodė itin paprasta: DNR yra kodas, parašytas išilgai visos jos molekulės – elegantiškai pailgos dvigubos spiralės, kurios ilgis gali būti tiek, kiek norisi.
Kodas nukopijuotas dėl komponentų cheminio giminingumo cheminiai junginiai- kodo raidės. Raidžių deriniai žymi baltymo molekulės tekstą, parašytą dar nežinomu kodu. DNR struktūros paprastumas ir elegancija pribloškė.
Vėliau Richardas Dawkinsas rašė: „Tikrai revoliucinga molekulinės biologijos eroje po Watsono ir Cricko buvo tai, kad gyvybės kodas buvo užrašytas skaitmenine forma, neįtikėtinai panašus į kompiuterinės programos kodą.

Matt Ridley, Genomas: rūšies autobiografija 23 skyriuose, M., Eksmo, 2009, p. 69-71.

Išanalizavęs gautą Maurice'as Wilkinsas duomenys apie rentgeno spindulių sklaidą ant DNR kristalų, Francis Creek kartu su Jamesas Watsonas 1953 m. pastatytas šios molekulės trimatės struktūros modelis, vadinamas Watson-Crick modeliu.

Francis Creek 1953 m. didžiuodamasis savo sūnui rašė: „ Jimas Watsonas o gal ir padariau svarbiausias atradimas... Dabar esame tikri, kad DNR yra kodas. Taigi bazių seka („raidės“) daro vieną geną skirtingą nuo kito (kaip ir spausdinto teksto puslapiai skiriasi vienas nuo kito). Galite įsivaizduoti, kaip Gamta kuria genų kopijas: jei dvi grandinės yra išpintos į dvi atskiras grandines, F kiekviena grandinė pritvirtina kitą grandinę, tada A visada bus su T, o G su C, ir mes gausime dvi kopijas vietoj vienos. Kitaip tariant, manome, kad radome pagrindinį mechanizmą, pagal kurį gyvybė kyla iš gyvenimo... Galite suprasti, kaip esame susijaudinę.

Citata Matt Ridley, Gyvenimas yra diskretiškas kodas, knygoje: Theories of Everything, red. Johnas Brockmanas, M., „Binomas“; „Žinių laboratorija“, 2016, p. vienuolika.

Būtent Francis Creek 1958 metais „... su suformulavo „centrinę molekulinės biologijos dogmą“, pagal kurią perdavimas paveldima informacija eina tik viena kryptimi, būtent iš DNR į RNR ir iš RNR į baltymą .
Jo prasmė ta, kad DNR įrašyta genetinė informacija realizuojama baltymų pavidalu, bet ne tiesiogiai, o su giminingo polimero – ribonukleino rūgšties (RNR) pagalba, ir šis kelias nuo nukleino rūgščių iki baltymų yra negrįžtamas. Taigi DNR sintetinama ant DNR, užtikrinant jos pačios reduplikaciją, t.y. pradinės genetinės medžiagos dauginimasis kartų kartos. RNR taip pat sintetinama DNR, todėl genetinė informacija transkripuojama (transkripcija) į daugybę RNR kopijų. RNR molekulės tarnauja kaip šablonai baltymų sintezei – genetinė informacija paverčiama polipeptidinių grandinių forma.

Gnatik E.N., Žmogus ir jo perspektyvos antropogenetikos šviesoje: filosofinė analizė, M., leidykla Rusijos universitetas Tautų draugystė, 2005, p. 71.

„1994 metais buvo išleista platų rezonansą sukėlusi knyga Pranciškus Krikas„Nuostabi hipotezė. Mokslinės sielos paieškos“.
Crickas skeptiškai žiūri į filosofus ir filosofiją apskritai, laikydamas, kad jų abstraktūs samprotavimai yra nevaisingi. Gavo Nobelio premiją už DNR dekodavimą (su J. Watson ir M. Wilkinsas), jis iškėlė sau tokią užduotį: iššifruoti sąmonės prigimtį remiantis konkrečiais faktais apie smegenų funkcionavimą.
Apskritai jam rūpi ne klausimas "kas yra sąmonė?", o tai, kaip smegenys ją gamina.
Jis sako: „Tu“, tavo džiaugsmai ir vargai, tavo prisiminimai ir ambicijos, tavo asmeninės tapatybės jausmas ir laisva valia, iš tikrųjų yra ne kas kita, kaip didžiulės nervinių ląstelių bendruomenės ir jų sąveikaujančių molekulių elgesys.
Labiausiai Crickui rūpi klausimas: kokia yra struktūrų ir modelių, užtikrinančių sąmoningo veiksmo ryšį ir vienybę, prigimtis (“ įrišimas problema")?
Kodėl labai skirtingi dirgikliai, kuriuos gauna smegenys, susijungia taip, kad galiausiai sukuria vieningą patirtį, pavyzdžiui, vaikštančios katės įvaizdį?
Jis mano, kad būtent smegenų jungčių prigimtyje reikia ieškoti sąmonės reiškinio paaiškinimo.
Tiesą sakant, „nuostabi hipotezė“ yra ta, kad raktas į supratimą apie sąmonės prigimtį ir jos kokybinius vaizdus gali būti sinchronizuoti neuronų pliūpsniai, užfiksuoti atliekant eksperimentus nuo 35 prieš 40 Hercas tinkluose, jungiančiuose talamusą su smegenų žieve.
Natūralu, kad tiek filosofai, tiek kognityviniai mokslininkai abejojo, ar iš nervinių skaidulų virpesių, galbūt iš tikrųjų susijusių su fenomenalių patirties ypatybių pasireiškimu, galima kelti hipotezes apie sąmonę ir jos pažintinius mąstymo procesus.

Yudina N.S., Sąmonė, fiziškumas, mokslas, rinkinyje: sąmonės problema filosofijoje ir moksle / Red. DI. Dubrovsky, M., „Canon +“, 2009, p.93.

DNR dvigubai spiralei 50 metų!

1953 m. vasario 28 d., šeštadienį, du jauni mokslininkai J. Watsonas ir F. Crickas mažoje užkandinėje Erelis Kembridže pietų miniai paskelbė atradę gyvenimo paslaptį. Po daugelio metų F. Cricko žmona Odilė prasitarė, kad, žinoma, juo netiki: grįžęs namo jis dažnai kažką panašaus teigdavo, bet paskui paaiškėjo, kad tai klaida. Šį kartą nebuvo jokios klaidos ir šiuo teiginiu prasidėjo biologijos revoliucija, kuri tęsiasi iki šiol.

1953 04 25 žurnale Gamta pasirodė trys straipsniai apie nukleorūgščių struktūrą. Vienoje iš jų, kurią parašė J. Watson ir F. Crick, DNR molekulės struktūra buvo pasiūlyta dvigubos spiralės pavidalu. Kiti du, parašyti M. Wilkinso, A. Stokeso, G. Wilsono, R. Franklino ir R. Goslingo, pateikė eksperimentinius duomenis, patvirtinančius DNR molekulių spiralinę struktūrą. Istorija apie dvigubos DNR spiralės atradimą primena nuotykių romaną ir nusipelno bent trumpos santraukos.

Svarbiausias idėjas apie genų cheminę prigimtį ir matricinį jų dauginimosi principą 1927 m. pirmą kartą aiškiai suformulavo N.K. Kolcovas (1872–1940). Jo mokinys N.V. Timofejevas-Resovskis (1900–1981) perėmė šias idėjas ir išplėtojo jas kaip genetinės medžiagos kintamo dauginimosi principą. Vokiečių fizikas Maxas Delbrückas (1906–1981; Nobelio premija 1969), veikė XX amžiaus trečiojo dešimtmečio viduryje. Kaizerio Vilhelmo chemijos institute Berlyne, Timofejevo-Resovskio įtakoje, jis taip susidomėjo biologija, kad metė fiziką ir tapo biologu.

Ilgą laiką, visiškai vadovaudamiesi Engelso gyvybės apibrėžimu, biologai manė, kad paveldima medžiaga yra kažkokie ypatingi baltymai. Niekas nemanė, kad nukleino rūgštys gali turėti ką nors bendro su genais – jos atrodė pernelyg paprastos. Tai tęsėsi iki 1944 m., kai buvo padarytas atradimas, radikaliai pakeitęs visą tolesnę biologijos raidą.

Šiais metais buvo publikuotas Oswaldo Avery, Colino McLeod ir McLean McCarthy straipsnis, kuriame matyti, kad sergant pneumokokais paveldimos savybės perduodamos iš vienos bakterijos į kitą naudojant gryną DNR, t.y. DNR yra paveldimumo medžiaga. Tada McCarthy ir Avery parodė, kad DNR apdorojimas DNR virškinančiu fermentu (DNaze) praranda genų savybes. Vis dar neaišku, kodėl šis atradimas nebuvo apdovanotas Nobelio premija.

Netrukus prieš tai, 1940 m., L. Paulingas (1901–1994; Nobelio premijos 1954 ir 1962 m.) ir M. Delbrückas sukūrė molekulinio komplementarumo antigenų ir antikūnų reakcijose koncepciją. Tais pačiais metais Paulingas ir R. Corey parodė, kad polipeptidinės grandinės gali sudaryti spiralines struktūras, o kiek vėliau, 1951 m., Paulingas sukūrė teoriją, kuri leido numatyti įvairių spiralinių struktūrų rentgeno spindulių modelių tipus.

Po Avery ir kt. atradimo, nors tai neįtikino baltymų genų teorijos šalininkų, paaiškėjo, kad būtina nustatyti DNR struktūrą. Tarp tų, kurie suprato DNR svarbą biologijai, prasidėjo lenktynės dėl rezultatų, lydimos aršios konkurencijos.

Rentgeno aparatas, naudotas 1940 m. aminorūgščių ir peptidų kristalinės struktūros tyrimui

1947–1950 metais Remdamasis daugybe eksperimentų, E. Chargaffas nustatė DNR nukleotidų atitikimo taisyklę: purino ir pirimidino bazių skaičius yra vienodas, o adenino bazių skaičius lygus timino bazių skaičiui, o guanino bazių skaičiui. yra lygus citozino bazių skaičiui.

Pirmieji struktūriniai darbai (S. Ferberg, 1949, 1952) parodė, kad DNR turi spiralinę struktūrą. Turėdamas didelę patirtį nustatant baltymų struktūrą pagal rentgeno spindulių difrakcijos modelius, Paulingas neabejotinai būtų galėjęs greitai išspręsti DNR struktūros problemą, jei būtų turėjęs tinkamus rentgeno spindulių difrakcijos modelius. Tačiau jų nebuvo, o iš tų, kuriuos jam pavyko gauti, jis negalėjo aiškiai pasirinkti vienos iš galimų struktūrų. Dėl to, skubėdamas paskelbti rezultatą, Paulingas pasirinko neteisingą variantą: 1953 m. pradžioje paskelbtame dokumente jis pasiūlė trijų grandžių spiralės pavidalo struktūrą, kurioje fosfato likučiai sudaro standžią šerdį, o azotinės bazės yra periferijoje.

Po daugelio metų, prisimindamas istoriją apie DNR struktūros atradimą, Watsonas pastebėjo, kad „Linusas [Paulingas] nenusipelnė spėlioti teisingas sprendimas. Jis straipsnių neskaitė ir su niekuo nekalbėjo. Be to, jis net pamiršo nuosavas straipsnis su Delbrücku, kuriame kalbama apie genų replikacijos papildomumą. Jis manė, kad gali išsiaiškinti struktūrą vien todėl, kad buvo toks protingas.

Kai Watsonas ir Crickas pradėjo dirbti su DNR struktūra, daug kas jau buvo žinoma. Beliko gauti patikimus rentgeno struktūrinius duomenis ir juos interpretuoti remiantis tuo metu jau turima informacija. Kaip visa tai atsitiko, puikiai aprašyta garsiojoje J. Watson knygoje „Dviguba spiralė“, nors daugelis faktų joje pateikti labai subjektyviai.

J. Watsonas ir F. Crickas ant didelio atradimo slenksčio

Žinoma, norint sukurti dvigubos spiralės modelį, reikėjo daug žinių ir intuicijos. Tačiau be kelių atsitiktinumų sutapimo modelis galėjo atsirasti po kelių mėnesių, o jo autoriai galėjo būti kiti mokslininkai. Štai keletas pavyzdžių.

Rosalind Franklin (1920–1958), dirbusi kartu su M. Wilkinsu (1962 m. Nobelio premija) King's College (Londonas), gavo aukščiausios kokybės DNR rentgeno spindulių difrakcijos modelius. Tačiau šis darbas ją mažai domino, todėl ji neskubėjo daryti išvadų. Tai palengvino ji blogi santykiai su Wilkinsu.

Pačioje 1953 metų pradžioje Wilkinsas, R. Franklinui nežinant, parodė Watson jos rentgenogramas. Be to, tų pačių metų vasarį Maxas Perutzas Watsonui ir Crickui parodė Medicinos tyrimų tarybos metinę ataskaitą, kurioje apžvelgė visų pirmaujančių darbuotojų, įskaitant R. Frankliną, darbą. To pakako, kad F. Crickas ir J. Watson suprastų, kaip turi būti struktūrizuota DNR molekulė.

R. Franklino gauta DNR rentgeno nuotrauka

Wilkinso ir kt. straipsnyje, paskelbtame tame pačiame numeryje Gamta Kaip ir Watsono ir Cricko straipsnyje, parodyta, kad, sprendžiant iš rentgeno spindulių difrakcijos modelių, skirtingų šaltinių DNR struktūra yra maždaug tokia pati ir yra spiralė, kurios viduje yra azoto bazės ir fosfato likučiai išorėje.

R. Franklin (su mokiniu R. Goslingu) straipsnis parašytas 1953 m. vasario mėn. Jau pradinėje straipsnio versijoje ji aprašė DNR struktūrą dviejų bendraašių spiralių, pasislinkusių viena kitos atžvilgiu išilgai ašies, pavidalu. su azotinėmis bazėmis viduje ir fosfatais išorėje. Jos duomenimis, B formos DNR spiralės žingsnis (t.y. esant >70 proc. santykinei oro drėgmei) buvo 3,4 nm, o viename posūkyje buvo 10 nukleotidų. Skirtingai nei Watsonas ir Crickas, Franklinas nekūrė modelių. DNR jai nebuvo įdomesnis tyrimo objektas nei anglis ir anglies, kurią ji dirbo Prancūzijoje prieš atvykdama į King's College.

Sužinojusi apie Watson-Crick modelį, ji ranka pridūrė galutinėje straipsnio versijoje: „Taigi mūsų bendros idėjos neprieštarauja ankstesniame straipsnyje pateiktam Watson-Crick modeliui“. Nenuostabu, nes... šis modelis buvo pagrįstas jos eksperimentiniais duomenimis. Tačiau nei Watsonas, nei Crickas, nepaisant daugelio draugiškus santykius su R. Franklin, niekada jai nesakė to, ką jie viešai kartojo daug kartų praėjus metams po jos mirties – kad be jos duomenų jie niekada nebūtų galėję sukurti savo modelio.

R. Franklinas (kairėje) susitikime su kolegomis Paryžiuje

R. Franklin mirė nuo vėžio 1958 m. Daugelis mano, kad jei ji būtų gyvenusi iki 1962 m., Nobelio komitetas būtų turėjęs pažeisti savo griežtos taisyklės ir skirti premiją ne trims, o keturiems mokslininkams. Pripažinus jos ir Wilkins pasiekimus, vienas iš King's College pastatų buvo pavadintas Franklin-Wilkins, amžiams susiejantis žmonių, kurie vos susikalbėjo vienas su kitu, vardus.

Skaitant Watson ir Crick straipsnį (parodyta žemiau), stebina jo maža apimtis ir lapidinis stilius. Autoriai puikiai suvokė savo atradimo reikšmę ir, nepaisant to, apsiribojo tik modelio aprašymu ir trumpu nurodymu, kad „iš postuluojamo... specifinio porų susidarymo iškart išplaukia galimas genetinės medžiagos kopijavimo mechanizmas. . Pats modelis tarsi buvo ištrauktas iš oro – kaip jis gautas, nėra jokių nuorodų. Jo struktūrinės charakteristikos nenurodytos, išskyrus žingsnį ir nukleotidų skaičių viename spiralės žingsnyje. Porų susidarymas taip pat nėra aiškiai aprašytas, nes Tuo metu pirimidinų atomams numeruoti buvo naudojamos dvi sistemos. Straipsnis iliustruotas tik vienu F. Cricko žmonos piešiniu. Tačiau paprastiems biologams Wilkinso ir Franklino straipsniai, perkrauti kristalografiniais duomenimis, buvo sunkiai suprantami, tačiau Watsono ir Cricko straipsnį suprato visi.

Vėliau ir Watsonas, ir Crickas prisipažino, kad tiesiog bijojo pirmame straipsnyje pateikti visas detales. Tai buvo padaryta antrajame dokumente „DNR struktūros genetinės pasekmės“ ir paskelbtas m. Gamta Tų pačių metų gegužės 30 d. Jame pateikiamas modelio loginis pagrindas, visi DNR struktūros matmenys ir detalės, grandinės formavimosi ir bazių poravimosi modeliai bei aptariamos įvairios pasekmės genetikai. Pristatymo pobūdis ir tonas rodo, kad autoriai yra gana įsitikinę savo teisingumu ir atradimo svarba. Tiesa, G–C porą jie sujungė tik dviem vandeniliniais ryšiais, tačiau po metų metodiniame straipsnyje nurodė, kad galimi trys ryšiai. Netrukus Paulingas tai patvirtino skaičiavimais.

Watsono ir Cricko atradimas parodė, kad genetinė informacija DNR įrašyta keturių raidžių abėcėle. Tačiau išmokti ją skaityti prireikė dar 20 metų. Iš karto kilo klausimas, koks turėtų būti genetinis kodas. Atsakymą į šį klausimą 1954 metais pasiūlė fizikas teoretikas G.A. Gamow*: informaciją DNR koduoja nukleotidų tripletai – kodonai. Tai 1961 metais eksperimentiškai patvirtino F. Crickas ir S. Brenneris. Tada per 3–4 metus M. Nirenbergo (Nobelio premija 1965), S. Ochoa (Nobelio premija 1959), H. Koranos (Nobelio premija 1965) ir kt. darbuose kodonų ir aminorūgščių atitikimas.

Aštuntojo dešimtmečio viduryje. F. Sanger (g. 1918 m.; Nobelio premijos 1958 ir 1980 m.), taip pat dirbęs Kembridže, sukūrė metodą, kaip nustatyti nukleotidų sekas DNR. Sangeris jį panaudojo, kad nustatytų 5386 bazių, sudarančių bakteriofago jX174 genomą, seką. Tačiau šio fago genomas yra reta išimtis: tai viengrandė DNR.
Dabartinė genomų era prasidėjo 1995 m. gegužę, kai J.K. Venteris paskelbė iššifravęs pirmąjį vienaląsčio organizmo – bakterijos – genomą. Haemophilus influenzae. Dabar iššifruoti maždaug 100 skirtingų organizmų genomai.

Dar visai neseniai mokslininkai manė, kad viską ląstelėje lemia DNR bazių seka, tačiau gyvybė, matyt, yra daug sudėtingesnė.
Dabar gerai žinoma, kad DNR dažnai turi kitokią formą nei Watson-Crick dviguba spiralė. Daugiau nei prieš 20 metų laboratoriniais eksperimentais buvo atrasta vadinamoji Z-spiralinė DNR struktūra. Tai taip pat dviguba spiralė, tačiau susukta priešinga kryptimi, palyginti su klasikine struktūra. Dar visai neseniai buvo manoma, kad Z-DNR neturi nieko bendra su gyvais organizmais, tačiau neseniai grupė mokslininkų iš Nacionalinio širdies, plaučių ir kraujo instituto (JAV) išsiaiškino, kad vienas iš imuninės sistemos genų aktyvuojamas tik kai dalis jos reguliavimo sekos pereina į Z formą. Dabar daroma prielaida, kad laikinas Z formos formavimasis gali būti būtina daugelio genų ekspresijos reguliavimo grandis. Kai kuriais atvejais buvo nustatyta, kad viruso baltymai prisijungia prie Z-DNR ir sukelia ląstelių pažeidimą.

Be spiralinių struktūrų, DNR gali sudaryti gerai žinomus susuktus žiedus prokariotuose ir kai kuriuose virusuose.

Praėjusiais metais S. Nidle iš Vėžio tyrimų instituto (Londonas) atrado, kad netaisyklingi chromosomų galai – telomerai, kurie yra pavienės DNR grandinės – gali susilankstyti į labai taisyklingas struktūras, primenančias propelerį. Panašios struktūros buvo aptiktos kituose chromosomų regionuose ir buvo vadinamos G-kvadrupleksais, nes jas sudaro DNR regionai, kuriuose gausu guanino.

Matyt, tokios struktūros padeda stabilizuoti DNR dalis, kuriose jos susidaro. Vienas iš G-kvadrupleksų buvo rastas tiesiai šalia geno c-MYC, kurio aktyvacija sukelia vėžį. Šiuo atveju jis gali užkirsti kelią genų aktyvatorių baltymų prisijungimui prie DNR, o mokslininkai jau pradėjo ieškoti vaistų, stabilizuojančių G-kvadrupleksų struktūrą, tikėdamiesi, kad jie padės kovoti su vėžiu.

Pastaraisiais metais buvo atrastas ne tik DNR molekulių gebėjimas formuoti kitas struktūras nei klasikinė dviguba spiralė. Mokslininkų nuostabai, DNR molekulės ląstelės branduolyje nuolat juda, tarsi „šoktų“.

Jau seniai žinoma, kad DNR sudaro kompleksus su histono baltymais branduolyje su protaminu spermoje. Tačiau šie kompleksai buvo laikomi stipriais ir statiškais. Naudojant šiuolaikines vaizdo technologijas, buvo galima realiu laiku filmuoti šių kompleksų dinamiką. Pasirodo, kad DNR molekulės nuolat užmezga trumpalaikius ryšius viena su kita ir su įvairiais baltymais, kurie tarsi musės sklando aplink DNR. Kai kurie baltymai juda taip greitai, kad iš vienos branduolio pusės į kitą nukeliauja per 5 sekundes. Netgi histonas H1, kuris tvirčiausiai surištas su DNR molekule, kas minutę atsiskiria ir vėl su ja susijungia. Šis ryšių nenuoseklumas padeda ląstelei reguliuoti savo genų veiklą – DNR nuolat tikrina, ar jos aplinkoje nėra transkripcijos faktorių ir kitų reguliuojančių baltymų.

Branduolys, kuris buvo laikomas gana statišku dariniu – genetinės informacijos saugykla – iš tikrųjų gyvena gyvybingą gyvenimą, o ląstelės savijauta daugiausia priklauso nuo jos komponentų choreografijos. Kai kurias žmonių ligas gali sukelti šių molekulinių šokių koordinavimo sutrikimai.

Akivaizdu, kad su tokiu branduolio gyvenimo organizavimu skirtingos jo dalys yra nevienodos - aktyviausi „šokėjai“ turėtų būti arčiau centro, o mažiausiai aktyvūs - arčiau sienų. Ir taip išėjo. Pavyzdžiui, žmonėms 18 chromosoma, kurioje yra tik keli aktyvūs genai, visada yra šalia branduolio ribos, o 19 chromosoma, pilna aktyvių genų, visada yra šalia jos centro. Be to, chromatino ir chromosomų judėjimas ir net tiesiog santykinė chromosomų padėtis, matyt, turi įtakos jų genų veiklai. Taigi artima 12, 14 ir 15 chromosomų vieta pelių limfomos ląstelių branduoliuose yra laikoma veiksniu, prisidedančiu prie ląstelės transformacijos į vėžinę.

Praėjusį pusę amžiaus biologijoje tapo DNR era – septintajame dešimtmetyje. aštuntajame dešimtmetyje buvo iššifruotas genetinis kodas. Devintajame dešimtmetyje buvo gauta rekombinantinė DNR ir sukurti sekos nustatymo metodai. Buvo sukurta polimerazės grandininė reakcija (PGR), o žmogaus genomo projektas buvo pradėtas 1990 m. Vienas iš Watsono draugų ir kolegų W. Gilbertas mano, kad tradicinė molekulinė biologija yra mirusi – dabar viską galima išsiaiškinti tiriant genomus.

F. Crickas tarp Kembridžo molekulinės biologijos laboratorijos darbuotojų

Dabar, žvelgiant į Watsono ir Cricko dokumentus prieš 50 metų, stebisi, kiek daug prielaidų pasirodė teisingos arba artimos tiesai – juk jie beveik neturėjo eksperimentinių duomenų. Kalbant apie pačius autorius, abu mokslininkai švenčia DNR struktūros atradimo penkiasdešimtmetį, dabar aktyviai dirbantys įvairiose biologijos srityse. J. Watsonas buvo vienas iš žmogaus genomo projekto iniciatorių ir toliau dirba molekulinės biologijos srityje, o F. Crickas 2003 metų pradžioje paskelbė straipsnį apie sąmonės prigimtį.

* Georgijus Antonovičius Gamovas (1904–1968, 1933 m. emigravo į JAV) – vienas didžiausių XX amžiaus mokslininkų. Jis yra teta skilimo teorijos ir tunelio efekto kvantinėje mechanikoje autorius; skysčio lašo modelis atomo branduolys– pagrindinės branduolio skilimo ir termobranduolinių reakcijų teorijos; vidinės žvaigždžių sandaros teorija, kuri parodė, kad šaltinis saulės energija yra termobranduolinės reakcijos; teorijos Didysis sprogimas„Visatos evoliucijoje; Kosminės mikrobangų foninės spinduliuotės teorijos kosmologijoje. Jo populiariosios mokslo knygos yra gerai žinomos, pavyzdžiui, knygų serija apie poną Tompkinsą (Ponas Tompkinsas Stebuklų šalyje, Ponas Tompkinsas viduje ir kt.), Vienas, du, trys... Begalybė, Planeta vadinama Žeme ir kt. ir tt