Penemuan heliks berganda DNA merupakan salah satu peristiwa penting dalam sejarah biologi dunia; Kami berhutang penemuan ini kepada duo James Watson dan Francis Crick. Walaupun fakta bahawa Watson telah mendapat kemasyhuran untuk kenyataan tertentu, adalah mustahil untuk melebih-lebihkan kepentingan penemuannya.

James Dewey Watson - ahli biologi molekul Amerika, ahli genetik dan zoologi; Dia terkenal kerana penyertaannya dalam penemuan struktur DNA pada tahun 1953. Pemenang Hadiah Nobel dalam Fisiologi atau Perubatan.

Selepas berjaya menamatkan pengajian dari Universiti Chicago dan Universiti Indiana, Watson meluangkan sedikit masa melakukan penyelidikan kimia dengan ahli biokimia Herman Kalckar di Copenhagen. Dia kemudiannya berpindah ke Makmal Cavendish di Universiti Cambridge, di mana dia pertama kali bertemu dengan rakan sekerja masa depannya dan rakan seperjuangan Francis Crick.

Watson dan Crick datang dengan idea heliks berganda DNA pada pertengahan Mac 1953, sambil mengkaji data eksperimen yang dikumpul oleh Rosalind Franklin dan Maurice Wilkins. Penemuan itu diumumkan oleh Sir Lawrence Bragg, pengarah Makmal Cavendish; Ini berlaku pada persidangan saintifik Belgium pada 8 April 1953. Kenyataan penting itu, bagaimanapun, sebenarnya tidak disedari oleh akhbar. Pada 25 April 1953, artikel mengenai penemuan itu diterbitkan dalam jurnal saintifik Nature. Saintis biologi lain dan sebilangan penerima Hadiah Nobel dengan cepat menghargai monumentaliti penemuan itu; malah ada yang menyebutnya paling hebat penemuan saintifik abad ke-20.

Pada tahun 1962, Watson, Crick dan Wilkins menerima Hadiah Nobel dalam Fisiologi atau Perubatan untuk penemuan mereka. Peserta keempat dalam projek itu, Rosalind Franklin, meninggal dunia pada tahun 1958 dan, akibatnya, tidak lagi layak untuk hadiah itu. Watson juga dianugerahkan monumen di Muzium Sejarah Alam Amerika di New York untuk penemuannya; memandangkan monumen tersebut didirikan hanya untuk menghormati saintis Amerika, Crick dan Wilkins ditinggalkan tanpa monumen.

Watson masih dianggap sebagai salah seorang saintis terhebat dalam sejarah; namun, ramai orang secara terang-terangan tidak menyukainya sebagai seorang manusia. James Watson telah terlibat dalam skandal berprofil tinggi beberapa kali; salah seorang daripada mereka berkaitan secara langsung dengan kerjanya - hakikatnya semasa mengerjakan model DNA, Watson dan Crick menggunakan data yang diperoleh Rosalind Franklin tanpa kebenarannya. Para saintis bekerja secara aktif dengan rakan kongsi Franklin, Wilkins; Rosalind sendiri, agak mungkin, mungkin tidak tahu sehingga akhir hayatnya berapa banyak peranan penting eksperimennya memainkan peranan dalam memahami struktur DNA.

Dari 1956 hingga 1976, Watson bekerja di jabatan biologi Harvard; Dalam tempoh ini beliau berminat terutamanya dalam biologi molekul.

Pada tahun 1968, Watson menerima jawatan sebagai pengarah Cold Spring Harbour Laboratory di Long Island, New York; Berkat usahanya, tahap kualiti di makmal telah meningkat dengan ketara kerja penyelidikan, dan pembiayaan telah bertambah baik dengan ketara. Watson sendiri terlibat terutamanya dalam penyelidikan kanser dalam tempoh ini; Sepanjang perjalanan, dia menjadikan makmal di bawah kawalannya sebagai salah satu pusat biologi molekul terbaik di dunia.

Pada tahun 1994, Watson menjadi presiden pusat penyelidikan, dan pada tahun 2004 - rektor; pada tahun 2007, beliau meninggalkan jawatannya selepas membuat kenyataan yang agak tidak popular tentang kewujudan hubungan antara tahap kecerdasan dan asal.

Dari 1988 hingga 1992, Watson secara aktif bekerjasama dengan Institut Kesihatan Nasional, membantu membangunkan Projek Genom Manusia.

Watson juga terkenal kerana membuat komen yang provokatif dan sering menyinggung perasaan tentang rakan sekerjanya; antara lain, dia bercakap tentang Franklin dalam ucapannya (selepas kematiannya). Beberapa kenyataannya boleh dianggap sebagai serangan terhadap homoseksual dan orang gemuk.

James Watson ialah perintis biologi molekul yang, bersama Francis Crick dan Maurice Wilkins, dianggap sebagai penemu heliks berganda DNA. Pada tahun 1962, mereka menerima Hadiah Nobel dalam Perubatan untuk kerja mereka.

James Watson: biografi

Dilahirkan di Chicago, Amerika Syarikat, 6 April 1928. Dia belajar di Sekolah Horace Mann, dan kemudian di sekolah Menengah Pantai Selatan. Pada usia 15 tahun, beliau memasuki Universiti Chicago di bawah program biasiswa percubaan untuk kanak-kanak berbakat. Minat dalam kehidupan burung menyebabkan James Watson belajar biologi, dan pada tahun 1947 beliau telah dianugerahkan Ijazah Sarjana Muda Sains dalam zoologi. Selepas membaca buku mercu tanda Erwin Schrödinger What is Life? dia beralih kepada genetik.

Selepas ditolak oleh Caltech dan Harvard, James Watson memenangi biasiswa untuk menamatkan pengajian di Universiti Indiana. Pada tahun 1950, untuk kerjanya mengenai kesan sinaran X-ray pada pembiakan virus bacteriophage, beliau telah dianugerahkan ijazah kedoktoran dalam zoologi. Dari Indiana, Watson berpindah ke Copenhagen dan meneruskan kajian virus sebagai felo di Majlis Penyelidikan Kebangsaan.

Membongkar DNA!

Selepas melawat makmal New York di Cold Spring Harbor, di mana beliau menyemak hasil penyelidikan Hershey dan Chase, Watson menjadi yakin bahawa DNA adalah molekul yang bertanggungjawab untuk menghantar maklumat genetik. Dia menjadi terpesona dengan idea bahawa jika dia memahami strukturnya, dia boleh memikirkan bagaimana data dipindahkan antara sel. Penyelidikan virus tidak lagi menarik minatnya seperti arah baru ini.

Pada musim bunga tahun 1951, pada persidangan di Naples, dia bertemu Maurice Wilkins. Yang terakhir menunjukkan hasil percubaan pertama untuk menggunakan pembelauan sinar-X untuk imej molekul DNA. Watson, teruja dengan data Wilkins, tiba di Britain pada musim luruh. Dia mendapat pekerjaan di Makmal Cavendish, di mana dia mula bekerjasama dengan Francis Crick.

Percubaan pertama

Dalam percubaan untuk membongkar struktur molekul DNA, James Watson dan Francis Crick memutuskan untuk menggunakan pendekatan berasaskan model. Kedua-duanya yakin bahawa penyelesaian kepada strukturnya akan memainkan peranan penting dalam memahami pemindahan maklumat genetik daripada induk kepada sel anak. Ahli biologi menyedari bahawa penemuan struktur DNA akan menjadi satu kejayaan saintifik yang besar. Pada masa yang sama, mereka menyedari kewujudan pesaing di kalangan saintis lain, seperti Linus Pauling.

Crick dan James Watson memodelkan DNA dengan susah payah. Tiada seorang pun daripada mereka mempunyai latar belakang dalam kimia, jadi mereka menggunakan buku teks kimia standard untuk memotong konfigurasi kadbod ikatan kimia. Seorang pelajar siswazah yang melawat menyatakan bahawa, menurut data baharu yang tiada dalam buku, salah satu ikatan kimia kadbodnya digunakan dalam arah terbalik. Pada masa yang sama, Watson menghadiri kuliah oleh Rosalind Franklin di Kolej King berdekatan. Nampaknya dia tidak mendengar dengan teliti.

Kesilapan yang tidak boleh dimaafkan

Akibat kesilapan itu, percubaan pertama saintis untuk membina model DNA gagal. James Watson dan Francis Crick membina tiga heliks dengan asas nitrogen luar struktur. Apabila mereka mempersembahkan model itu kepada rakan sekerja mereka, Rosalind Franklin mengkritiknya dengan keras. Hasil penyelidikannya jelas menunjukkan kewujudan dua bentuk DNA. Yang lebih basah sepadan dengan yang Watson dan Crick cuba bina, tetapi mereka mencipta model DNA tanpa kehadiran air. Franklin menyatakan bahawa jika kerjanya ditafsirkan dengan betul, asas nitrogen akan terletak di dalam molekul. Berasa malu dengan kegagalan awam sedemikian, pengarah Makmal Cavendish mengesyorkan agar para penyelidik meninggalkan pendekatan mereka. Para saintis secara rasmi berpindah ke kawasan lain, tetapi secara peribadi terus memikirkan masalah DNA.

Penemuan pengintip

Wilkins, yang bekerja di King's College dengan Franklin, berkonflik peribadi dengannya. Rosalind sangat tidak berpuas hati sehingga dia memutuskan untuk memindahkan penyelidikannya ke tempat lain. Tidak jelas bagaimana, tetapi Wilkins memperoleh salah satu imej X-ray terbaiknya bagi molekul DNA. Dia mungkin telah memberikannya sendiri ketika dia membersihkan pejabatnya. Tetapi yang pasti dia mengeluarkan imej itu dari makmal tanpa kebenaran Franklin dan menunjukkannya kepada rakannya Watson di Cavendish. Selepas itu, dalam bukunya " Heliks ganda dua“Dia menulis bahawa ketika dia melihat gambar itu, rahangnya jatuh dan nadinya semakin laju. Segala-galanya adalah sangat mudah daripada bentuk A yang diperoleh sebelum ini. Lebih-lebih lagi, salib hitam pantulan yang mendominasi foto hanya boleh timbul daripada struktur lingkaran.

Pemenang Hadiah Nobel

Ahli biologi menggunakan data baharu untuk mencipta model heliks beruntai dua dengan bes nitrogen masuk pasangan A-T dan C-G di tengah. Pasangan ini segera mencadangkan kepada Crick bahawa satu sisi molekul boleh berfungsi sebagai templat untuk mengulangi urutan DNA dengan tepat untuk membawa maklumat genetik semasa pembahagian sel. Model kedua yang berjaya ini telah dibentangkan pada Februari 1951. Pada April 1953, mereka menerbitkan penemuan mereka dalam jurnal Nature. Artikel itu menimbulkan sensasi. Watson dan Crick mendapati bahawa DNA mempunyai bentuk heliks berganda, atau " tangga pusing" Dua rantai di dalamnya telah terputus, seperti "kilat", dan menghasilkan semula bahagian yang hilang. Oleh itu, setiap molekul asid deoksiribonukleik mampu mencipta dua salinan yang sama.

Singkatan DNA dan model double helix yang elegan dikenali di seluruh dunia. Watson dan Crick juga menjadi terkenal. Penemuan mereka merevolusikan kajian biologi dan genetik, yang dibuat kaedah yang mungkin kejuruteraan genetik yang digunakan dalam bioteknologi moden.

Kertas Nature membawa kepada Hadiah Nobel dianugerahkan kepada mereka dan Wilkins pada tahun 1962. Peraturan Akademi Sweden membenarkan tidak lebih daripada tiga saintis dianugerahkan. Rosalind Franklin meninggal dunia akibat kanser ovari pada tahun 1958. Wilkins menyebutnya secara sepintas lalu.

Pada tahun dia menerima Hadiah Nobel, Watson berkahwin dengan Elizabeth Lewis. Mereka mempunyai dua anak lelaki: Rufus dan Duncan.

Kerja diteruskan

James Watson terus bekerjasama dengan ramai saintis lain sepanjang tahun 1950-an. Geniusnya ialah kebolehannya menyelaras kerja orang yang berbeza dan menggabungkan keputusan mereka untuk kesimpulan baru. Pada tahun 1952, beliau menggunakan anod sinar-X berputar untuk menunjukkan struktur heliks virus mozek tembakau. Dari tahun 1953 hingga 1955 Watson bekerjasama dengan saintis dari California Institut Teknologi untuk memodelkan struktur RNA. Dari tahun 1955 hingga 1956 dia sekali lagi bekerja dengan Crick untuk mendedahkan prinsip struktur virus. Pada tahun 1956 beliau berpindah ke Harvard, di mana beliau meneliti sintesis RNA dan protein.

Kronik skandal

Pada tahun 1968, sebuah buku kontroversial mengenai DNA telah diterbitkan, dikarang oleh James Watson. "The Double Helix" penuh dengan komen yang menghina dan penerangan penuh dendam terhadap ramai orang yang terlibat dalam penemuan itu, terutamanya Rosalind Franklin. Kerana itu, Harvard Press enggan menerbitkan buku itu. Namun begitu, karya tersebut telah diterbitkan dan berjaya dengan cemerlang. Dalam edisi kemudian, Watson memohon maaf atas layanannya terhadap Franklin, mengatakan bahawa dia tidak menyedari tekanan yang dihadapinya sebagai penyelidik wanita pada tahun 1950-an. Beliau menerima keuntungan terbesar daripada penerbitan dua buku teks - "Molecular Biology of the Gene" (1965) dan "Molecular Biology of the Cell and Recombinant DNA" (edisi dikemas kini 2002), yang masih belum dicetak. Pada tahun 2007, beliau menerbitkan autobiografinya, Avoid Boring People. Pelajaran hidup dalam sains."

James Watson: sumbangan kepada sains

Pada tahun 1968, beliau menjadi pengarah Cold Spring Harbour Laboratory. Pada masa itu institut sedang menguji kesulitan kewangan, tetapi Watson terbukti sangat berjaya dalam mencari penderma. Institusi yang dipimpinnya telah menjadi peneraju dunia dalam peringkat kerja dalam bidang biologi molekul. Pekerjanya mendedahkan sifat kanser dan menemui gennya buat kali pertama. Lebih daripada 4,000 saintis dari seluruh dunia datang ke Cold Spring Harbour setiap tahun, begitulah pengaruh mendalam Institut Penyelidikan Genetik Antarabangsa.

Pada tahun 1990, Watson dilantik sebagai pengarah Projek Genom Manusia Institut Kesihatan Nasional. Dia menggunakan kebolehan mengumpul dana untuk menjalankan projek itu sehingga 1992. Dia pergi kerana konflik mengenai paten maklumat genetik. James Watson percaya bahawa ini hanya akan mengganggu penyelidikan saintis yang bekerja pada projek itu.

Kenyataan kontroversi

Penginapannya di Cold Harbour berakhir secara tiba-tiba. Pada 14 Oktober 2007, dalam perjalanan ke persidangan di London, dia ditanya tentang peristiwa dunia. James Watson, seorang saintis terkenal dunia, menjawab bahawa dia muram tentang prospek Afrika. Menurutnya, semua dasar sosial moden adalah berdasarkan fakta bahawa kecerdasan penduduknya adalah sama seperti orang lain, tetapi keputusan ujian menunjukkan bahawa ini tidak begitu. Dia meneruskan pemikirannya dengan idea bahawa kemajuan di Afrika dihalang oleh bahan genetik yang lemah. Kemarahan orang ramai terhadap kenyataan ini memaksa Cold Spring Harbour untuk meminta peletakan jawatannya. Saintis itu kemudiannya meminta maaf dan menarik balik kenyataannya, dengan mengatakan bahawa "tidak ada asas saintifik untuk ini." Dalam ucapan perpisahannya, beliau menyatakan visinya bahawa "kemenangan muktamad (ke atas kanser dan penyakit mental) adalah dalam jangkauan kita."

Walaupun kegagalan ini, ahli genetik James Watson terus membuat tuntutan kontroversi hari ini. Pada September 2013, pada mesyuarat sains otak di Institut Allen di Seattle, beliau sekali lagi membuat kenyataan kontroversi tentang kepercayaannya bahawa peningkatan dalam diagnosis penyakit keturunan mungkin dikaitkan dengan melahirkan anak kemudian. "Semakin tua anda, semakin besar kemungkinan anda mempunyai gen yang rosak," kata Watson, juga mencadangkan bahawa bahan genetik harus dikumpulkan daripada orang di bawah umur 15 tahun untuk konsep masa depan melalui persenyawaan in vitro. Pada pendapat beliau, ini akan mengurangkan kemungkinan kehidupan ibu bapa akan musnah dengan kelahiran anak yang cacat fizikal atau mental.

, Pakar Fisiologi, Perubatan

Francis Harry Compton Crick ialah ahli biologi molekul dan genetik Inggeris. Hadiah Nobel dalam Fisiologi atau Perubatan (1962, bersama James Dewey Watson dan Maurice Wilkinson).

Francis Crick dilahirkan 8 Jun 1916, Northampton, UK, dalam keluarga pengeluar kasut yang berjaya. Selepas keluarga berpindah ke London, dia belajar di Mill Hill School, di mana kebolehannya dalam fizik, kimia dan matematik muncul. Pada tahun 1937, selepas menamatkan pengajian dari Kolej Universiti Oxford, Crick menerima ijazah Sarjana Muda Sains, mempertahankan tesisnya mengenai kelikatan air pada suhu tinggi.

Setiap kali saya menulis kertas mengenai asal usul kehidupan, saya memutuskan bahawa saya tidak akan menulis yang lain...

Jerit Francis Harry Compton

Pada tahun 1939, sudah semasa Perang Dunia II, Francis Crick mula bekerja di makmal penyelidikan Jabatan Tentera Laut, bekerja di lombong laut dalam. Pada penghujung perang, sambil terus bekerja di jabatan ini, saya berkenalan dengan buku saintis Austria terkemuka Erwin Schrödinger "Apakah kehidupan? Aspek fizikal sel hidup" (1944), di mana peristiwa spatiotemporal yang berlaku dalam organisma hidup dijelaskan dari perspektif fizik dan kimia. Idea-idea yang dibentangkan dalam buku itu mempengaruhi Crick sehingga dia, yang berhasrat untuk mempelajari fizik zarah, beralih kepada biologi.

Dianugerahkan Fellowship Majlis Penyelidikan Perubatan, Crick mula bekerja di Makmal Strangeway di Cambridge pada tahun 1947, di mana beliau belajar biologi. kimia organik dan teknik pembelauan sinar-X yang digunakan untuk menentukan struktur ruang molekul. Pengetahuannya tentang biologi berkembang dengan ketara selepas berpindah pada tahun 1949 ke Makmal Cavendish yang terkenal di Cambridge, salah satu pusat dunia biologi molekul, di mana, di bawah pimpinan ahli biokimia terkemuka Max Ferdinand Perutz, Francis Crick mengkaji struktur molekul protein. Dia cuba mencari asas kimia genetik, yang dia percaya mungkin terletak pada asid deoksiribonukleik (DNA).

Proses penyelidikan saintifik sangat intim: kadang-kadang kita sendiri tidak tahu apa yang kita lakukan.

Jerit Francis Harry Compton

Dalam tempoh yang sama, saintis lain bekerja dalam bidang yang sama pada masa yang sama dengan Crick. Pada tahun 1950, ahli biologi Amerika Erwin Chargaff dari Columbia University menyimpulkan bahawa DNA mengandungi jumlah yang sama empat bes nitrogen - adenine, timin, guanin dan sitosin. Rakan sekerja bahasa Inggeris Crick, M. Wilkins dan R. Franklin dari King's College, University of London, menjalankan kajian difraksi sinar-X bagi molekul DNA.

Pada tahun 1951, F. Crick memulakan penyelidikan bersama dengan ahli biologi muda Amerika J. Watson di Makmal Cavendish. Membina kerja awal Chargaff, Wilkins, dan Franklin, Crick dan Watson menghabiskan dua tahun mengusahakan struktur spatial molekul DNA dan membina modelnya daripada manik, kepingan wayar, dan kadbod. Mengikut model DNA mereka

Dalam urutan nukleotida DNA, maklumat genetik direkodkan (dikodkan) tentang semua ciri spesies dan ciri individu (individu) - genotipnya. DNA mengawal biosintesis komponen sel dan tisu dan menentukan aktiviti organisma sepanjang hayatnya. ialah heliks berganda yang terdiri daripada dua rantai monosakarida dan fosfat yang disambungkan oleh pasangan bes dalam heliks, dengan adenin disambungkan kepada timin dan guanin kepada sitosin, dan bes antara satu sama lain oleh ikatan hidrogen. Model Watson-Crick membenarkan penyelidik lain untuk menggambarkan dengan jelas proses sintesis DNA. Kedua-dua helai molekul dipisahkan di tapak ikatan hidrogen, seperti pembukaan zip, selepas itu yang baru disintesis pada setiap separuh molekul DNA lama. Urutan bes bertindak sebagai templat atau templat untuk molekul baru.

Pada tahun 1953, mereka menyelesaikan penciptaan model DNA, dan Francis Crick telah dianugerahkan ijazah Doktor Falsafah di Cambridge, setelah mempertahankan tesisnya mengenai analisis pembelauan sinar-X bagi struktur protein. Pada tahun 1954, beliau berusaha untuk menguraikan kod genetik. Pada asalnya seorang ahli teori, Crick mula, bersama-sama dengan S. Brenner, untuk mengkaji mutasi genetik dalam bacteriophages - virus yang menjangkiti sel bakteria.

Saya boleh menamakan tiga bidang sains di mana kemajuan yang sangat pesat telah dicapai. Pertama sekali, ini adalah biologi molekul dan geologi, yang telah mengalami perkembangan letupan sejak 15–20 tahun yang lalu. Bidang ketiga ialah astronomi, di mana perkembangan yang paling penting ialah penciptaan teleskop radio. Dengan bantuan mereka, banyak fenomena yang tidak dijangka dan penting di Alam Semesta ditemui, seperti pulsar, quasar dan "lubang hitam".

Jerit Francis Harry Compton

Menjelang tahun 1961, tiga jenis asid ribonukleik (RNA) ditemui: utusan, ribosom dan pengangkutan. Crick dan rakan-rakannya mencadangkan cara untuk membaca kod genetik. Menurut teori Crick, RNA messenger menerima maklumat genetik daripada DNA dalam nukleus sel dan memindahkannya ke ribosom, tapak sintesis protein dalam sitoplasma sel. Pemindahan RNA memindahkan asid amino ke ribosom. Messenger dan RNA ribosom, berinteraksi antara satu sama lain, menyediakan sambungan asid amino untuk membentuk molekul protein dalam urutan yang betul. Kod genetik terdiri daripada triplet asas nitrogen dalam DNA dan RNA untuk setiap 20 asid amino. Gen terdiri daripada banyak triplet asas, yang Crick panggil kodon, dan ia adalah sama merentas spesies.

Pada tahun 1962, Crick, Wilkins dan Watson telah dianugerahkan Hadiah Nobel "atas penemuan mereka mengenai struktur molekul asid nukleik dan kepentingannya untuk penghantaran maklumat dalam sistem hidup." Pada tahun dia menerima Hadiah Nobel, Crick menjadi ketua makmal biologi di Universiti Cambridge dan ahli asing Majlis Institut Salk di San Diego (California). Pada tahun 1977, selepas berpindah ke San Diego, Francis Creek beralih kepada penyelidikan dalam bidang neurobiologi, khususnya mekanisme penglihatan dan mimpi.

Dalam bukunya "Life as It Is: Its Origin and Nature" (1981), saintis itu mencatatkan persamaan menakjubkan semua bentuk kehidupan. Memetik penemuan dalam biologi molekul, paleontologi dan kosmologi, beliau mencadangkan bahawa kehidupan di Bumi mungkin berasal daripada mikroorganisma yang tersebar di seluruh angkasa dari planet lain. Dia dan rakan sekerjanya L. Orgel memanggil teori ini "panspermia langsung."

Francis Scream Hidup panjang umur, dia meninggal dunia pada 30 Julai 2004, di San Diego, Amerika Syarikat, pada usia 88 tahun.

Semasa hayatnya, Crick telah dianugerahkan pelbagai hadiah dan anugerah (Hadiah S. L. Mayer dari Akademi Sains Perancis, 1961; Hadiah Saintifik Persatuan Penyelidikan Amerika, 1962; Pingat Diraja, 1972; John Singleton Copley Medal of the Royal Society, 1976) .

Francis Crick - petikan

Setiap kali saya menulis kertas mengenai asal usul kehidupan, saya memutuskan bahawa saya tidak akan menulis yang lain...

Proses penyelidikan saintifik sangat intim: kadang-kadang kita sendiri tidak tahu apa yang kita lakukan.

Saya boleh menamakan tiga bidang sains di mana kemajuan yang sangat pesat telah dicapai. Pertama sekali, ini adalah biologi molekul dan geologi, yang telah mengalami perkembangan letupan sejak 15–20 tahun yang lalu. Bidang ketiga ialah astronomi, di mana perkembangan yang paling penting ialah penciptaan teleskop radio. Dengan bantuan mereka, banyak fenomena yang tidak dijangka dan penting di Alam Semesta ditemui, seperti pulsar, quasar dan "lubang hitam".

Ahli fizik Inggeris (terlatih), pemenang Hadiah Nobel dalam Fisiologi atau Perubatan untuk tahun 1962 (bersama dengan James Watson Dan Maurice Wilkins) dengan perkataan: "untuk penemuan mereka tentang struktur molekul asid nukleik dan kepentingannya dalam penghantaran maklumat dalam bahan hidup."

Semasa Perang Dunia II dia bekerja di Admiralty, di mana dia membangunkan lombong magnet dan akustik untuk armada British.

Pada tahun 1946 Francis Creek baca buku Erwin Schrödinger: Apakah kehidupan dari sudut fizik? dan memutuskan untuk meninggalkan penyelidikan dalam fizik dan mengambil masalah biologi. Dia kemudian menulis bahawa untuk berpindah dari fizik ke biologi seseorang mesti "hampir dilahirkan semula."

Pada tahun 1947 Francis Creek meninggalkan Laksamana, dan lebih kurang serentak dengan Linus Pauling membuat hipotesis bahawa corak pembelauan protein ditentukan oleh heliks alfa yang dililit satu sama lain.

Francis Crick berminat dengan dua masalah asas yang tidak dapat diselesaikan dalam biologi:
- Bagaimanakah molekul membolehkan peralihan daripada tidak hidup kepada hidup?
- Bagaimanakah otak menjalankan pemikiran?

Pada tahun 1951 Francis Creek bertemu James Watson dan bersama-sama mereka beralih kepada menganalisis struktur DNA pada tahun 1953.

"Kerjaya F. Crick tidak boleh dipanggil cepat dan terang. Pada usia tiga puluh lima dia masih tidak mendapat status PhD (PhD lebih kurang sepadan dengan tajuk Calon Sains - Nota oleh I.L. Vikentyev).
Bom Jerman memusnahkan makmal di London di mana dia sepatutnya mengukur kelikatan air suam dibawah tekanan.
Crick tidak begitu kecewa kerana kerjayanya dalam fizik telah menemui jalan buntu. Biologi telah menariknya, jadi dia dengan cepat mendapat pekerjaan di Cambridge, di mana topiknya adalah mengukur kelikatan sitoplasma sel. Di samping itu, beliau belajar kristalografi di Cavendish.
Tetapi Crick tidak mempunyai kesabaran yang cukup untuk berjaya membangunkan idea saintifiknya sendiri, mahupun ketekunan yang sewajarnya untuk membangunkan orang lain. Ejeknya yang berterusan terhadap orang lain, tidak menghiraukan kerjayanya sendiri, digabungkan dengan keyakinan diri dan tabiat memberi nasihat kepada orang lain, menjengkelkan rakan-rakan Cavendishnya.
Tetapi Crick sendiri tidak berpuas hati dengannya orientasi saintifik makmal tertumpu secara eksklusif pada protein. Dia yakin pencarian itu menuju ke arah yang salah. Rahsia gen tidak tersembunyi dalam protein, tetapi dalam DNA. Tergoda dengan idea Watson, dia meninggalkan penyelidikannya sendiri dan memberi tumpuan kepada mengkaji molekul DNA.
Oleh itu, muncul duet hebat dua bakat yang mesra dan bersaing: seorang Amerika muda yang bercita-cita tinggi yang tahu sedikit biologi, dan seorang warga Britain berusia tiga puluh lima tahun yang berfikiran cerah tetapi tidak fokus yang memahami fizik.
Gabungan dua bertentangan menyebabkan tindak balas eksotermik.
Dalam beberapa bulan, setelah mengumpulkan data mereka sendiri dan data yang diperoleh orang lain sebelum ini, tetapi tidak diproses, kedua-dua saintis itu mendekati penemuan terhebat dalam keseluruhan sejarah umat manusia - menguraikan struktur DNA. […]
Tetapi tidak ada kesilapan.
Segala-galanya ternyata sangat mudah: DNA mengandungi kod yang ditulis di sepanjang molekulnya - heliks berganda yang memanjang dengan elegan yang boleh sepanjang yang dikehendaki.
Kod disalin kerana pertalian kimia antara komponen sebatian kimia- huruf kod. Gabungan huruf mewakili teks molekul protein, ditulis dalam kod yang belum diketahui. Kesederhanaan dan keanggunan struktur DNA adalah menakjubkan.
Nanti Richard Dawkins menulis: "Apa yang benar-benar revolusioner tentang era pasca-Watson dan Crick biologi molekul ialah kod kehidupan ditulis dalam bentuk digital, sangat serupa dengan kod program komputer."

Matt Ridley, Genom: autobiografi spesies dalam 23 bab, M., Eksmo, 2009, ms 69-71.

Setelah menganalisis yang diterima Maurice Wilkins data tentang penyebaran sinar-X pada kristal DNA, Francis Creek bersama dengan James Watson dibina pada tahun 1953 model struktur tiga dimensi molekul ini, dipanggil Model Watson-Crick.

Francis Creek menulis kepada anaknya pada tahun 1953 dengan bangga: “ Jim Watson dan saya mungkin melakukannya penemuan utama... Kini kami yakin bahawa DNA adalah kod. Oleh itu, urutan asas (“huruf”) menjadikan satu gen berbeza daripada yang lain (sama seperti halaman teks bercetak berbeza antara satu sama lain). Anda boleh bayangkan bagaimana Alam membuat salinan gen: jika dua rantai tidak ditenun menjadi dua rantai berasingan, F setiap rantai melekatkan rantai lain, maka A akan sentiasa bersama T, dan G dengan C, dan kita akan mendapat dua salinan bukannya satu. Dalam erti kata lain, kami fikir kami telah menemui mekanisme asas di mana kehidupan datang daripada kehidupan... Anda boleh memahami betapa terujanya kami.”

Dipetik dalam Matt Ridley, Life is a Discrete Code, dalam: Theories of Everything, ed. John Brockman, M., "Binom"; "Makmal Pengetahuan", 2016, hlm. sebelas.

Tepat sekali Francis Creek pada tahun 1958 “... dengan merumuskan "dogma pusat biologi molekul", mengikut mana penghantaran maklumat turun temurun pergi ke satu arah sahaja, iaitu dari DNA ke RNA dan dari RNA ke protein .
Maksudnya ialah maklumat genetik yang direkodkan dalam DNA direalisasikan dalam bentuk protein, tetapi tidak secara langsung, tetapi dengan bantuan polimer yang berkaitan - asid ribonukleik (RNA), dan laluan ini dari asid nukleik kepada protein tidak dapat dipulihkan. Oleh itu, DNA disintesis pada DNA, memastikan reduplikasinya sendiri, i.e. pembiakan bahan genetik asal dari generasi ke generasi. RNA juga disintesis pada DNA, menghasilkan transkripsi (transkripsi) maklumat genetik ke dalam bentuk berbilang salinan RNA. Molekul RNA berfungsi sebagai templat untuk sintesis protein - maklumat genetik diterjemahkan ke dalam bentuk rantai polipeptida."

Gnatik E.N., Man dan prospeknya dalam cahaya antropogenetik: analisis falsafah, M., Rumah Penerbitan Universiti Rusia Persahabatan Rakyat, 2005, hlm. 71.

“Pada tahun 1994, sebuah buku yang menimbulkan resonans yang luas telah diterbitkan Francis Crick“Hipotesis yang menakjubkan. Pencarian saintifik untuk jiwa."
Crick meragui ahli falsafah dan falsafah secara umum, memandangkan penaakulan abstrak mereka tidak membuahkan hasil. Menerima Hadiah Nobel untuk penyahkodan DNA (dengan J. Watson dan M. Wilkins), dia menetapkan sendiri tugas berikut: untuk menguraikan sifat kesedaran berdasarkan fakta khusus tentang fungsi otak.
Pada umumnya, dia tidak peduli dengan soalan "apa itu kesedaran?", tetapi dengan bagaimana otak menghasilkannya.
Dia berkata, "'Anda,' kegembiraan dan kesedihan anda, ingatan dan cita-cita anda, rasa identiti peribadi dan kehendak bebas anda, benar-benar tidak lebih daripada tingkah laku komuniti luas sel saraf dan molekul berinteraksi mereka."
Paling penting, Crick berminat dengan soalan: apakah sifat struktur dan corak yang memastikan sambungan dan kesatuan tindakan sedar (" yang mengikat masalah")?
Mengapa rangsangan yang sangat berbeza yang diterima oleh otak menjadi saling berkaitan dengan cara yang akhirnya menghasilkan pengalaman yang bersatu, contohnya, imej kucing berjalan?
Ia adalah dalam sifat sambungan otak, dia percaya, bahawa seseorang harus mencari penjelasan tentang fenomena kesedaran.
"Hipotesis yang menakjubkan", sebenarnya, adalah kunci untuk memahami sifat kesedaran dan imej kualitatifnya mungkin letusan neuron yang disegerakkan yang direkodkan dalam eksperimen dalam julat dari 35 sebelum ini 40 Hertz dalam rangkaian yang menghubungkan talamus dengan korteks serebrum.
Sememangnya, kedua-dua ahli falsafah dan saintis kognitif meragui bahawa dari getaran gentian saraf, mungkin sebenarnya dikaitkan dengan manifestasi ciri-ciri fenomenal pengalaman, adalah mungkin untuk membina hipotesis tentang kesedaran dan proses pemikiran kognitifnya.

Yudina N.S., Kesedaran, fizikal, sains, dalam Koleksi: Masalah kesedaran dalam falsafah dan sains / Ed. DI. Dubrovsky, M., "Canon +", 2009, p.93.

Heliks berganda DNA berusia 50 tahun!

Pada hari Sabtu 28 Februari 1953, dua saintis muda, J. Watson dan F. Crick, di sebuah kedai makan kecil Helang di Cambridge mengumumkan kepada orang ramai makan tengah hari bahawa mereka telah menemui rahsia kehidupan. Bertahun-tahun kemudian, Odile, isteri F. Crick, berkata bahawa dia, tentu saja, tidak mempercayainya: apabila dia pulang ke rumah, dia sering menyatakan sesuatu seperti itu, tetapi kemudian ternyata ini adalah kesilapan. Kali ini tidak ada kesilapan, dan dengan kenyataan ini revolusi dalam biologi bermula yang berterusan hingga ke hari ini.

25 April 1953 dalam majalah alam semula jadi tiga artikel muncul mengenai struktur asid nukleik. Dalam salah satu daripada mereka, yang ditulis oleh J. Watson dan F. Crick, struktur molekul DNA dicadangkan dalam bentuk heliks berganda. Dua yang lain, yang ditulis oleh M. Wilkins, A. Stokes, G. Wilson, R. Franklin dan R. Gosling, membentangkan data eksperimen yang mengesahkan struktur heliks molekul DNA. Kisah penemuan heliks berganda DNA menyerupai novel pengembaraan dan memerlukan sekurang-kurangnya ringkasan ringkas.

Idea yang paling penting tentang sifat kimia gen dan prinsip matriks pembiakan mereka mula-mula dirumus dengan jelas pada tahun 1927 oleh N.K. Koltsov (1872–1940). Pelajarnya N.V. Timofeev-Resovsky (1900–1981) mengambil idea-idea ini dan mengembangkannya sebagai prinsip penggandaan konvarian bahan genetik. Ahli fizik Jerman Max Delbrück (1906–1981; Hadiah Nobel 1969), aktif pada pertengahan 1930-an. di Institut Kimia Kaiser Wilhelm di Berlin, di bawah pengaruh Timofeev-Resovsky, dia menjadi sangat berminat dalam biologi sehingga dia berhenti fizik dan menjadi ahli biologi.

Untuk masa yang lama, mengikut sepenuhnya definisi kehidupan Engels, ahli biologi percaya bahawa bahan keturunan adalah beberapa protein khas. Tiada siapa yang menyangka bahawa asid nukleik boleh mempunyai kaitan dengan gen - ia kelihatan terlalu mudah. Ini berterusan sehingga 1944, apabila penemuan dibuat yang secara radikal mengubah keseluruhan perkembangan biologi selanjutnya.

Pada tahun ini, artikel oleh Oswald Avery, Colin McLeod dan McLean McCarthy telah diterbitkan menunjukkan bahawa dalam pneumococci, sifat warisan dipindahkan dari satu bakteria ke yang lain menggunakan DNA tulen, i.e. DNA adalah bahan keturunan. McCarthy dan Avery kemudian menunjukkan bahawa merawat DNA dengan enzim pencerna DNA (DNase) menyebabkannya kehilangan sifat gen. Masih tidak jelas mengapa penemuan ini tidak dianugerahkan Hadiah Nobel.

Tidak lama sebelum itu, pada tahun 1940, L. Pauling (1901–1994; Hadiah Nobel 1954 dan 1962) dan M. Delbrück membangunkan konsep pelengkap molekul dalam tindak balas antigen-antibodi. Pada tahun-tahun yang sama, Pauling dan R. Corey menunjukkan bahawa rantai polipeptida boleh membentuk struktur heliks, dan agak kemudian, pada tahun 1951, Pauling membangunkan teori yang memungkinkan untuk meramalkan jenis corak sinar-x untuk pelbagai struktur heliks.

Selepas penemuan Avery et al., walaupun ia tidak meyakinkan penyokong teori gen protein, ia menjadi jelas bahawa ia adalah perlu untuk menentukan struktur DNA. Di antara mereka yang memahami kepentingan DNA untuk biologi, perlumbaan untuk keputusan bermula, disertai dengan persaingan yang sengit.

Mesin X-ray yang digunakan pada tahun 1940-an. untuk mengkaji struktur kristal asid amino dan peptida

Pada tahun 1947–1950 Berdasarkan banyak eksperimen, E. Chargaff menetapkan peraturan korespondensi antara nukleotida dalam DNA: bilangan bes purin dan pirimidin adalah sama, dan bilangan bes adenine adalah sama dengan bilangan bes timin, dan bilangan bes guanina. adalah sama dengan bilangan bes sitosin.

Kerja-kerja struktur pertama (S. Ferberg, 1949, 1952) menunjukkan bahawa DNA mempunyai struktur heliks. Mempunyai pengalaman yang luas dalam menentukan struktur protein daripada corak pembelauan sinar-X, Pauling sudah pasti boleh menyelesaikan masalah struktur DNA dengan cepat jika dia mempunyai corak pembelauan sinar-X yang baik. Walau bagaimanapun, tidak ada, dan daripada mereka yang berjaya diperolehnya, dia tidak dapat membuat pilihan yang jelas memihak kepada salah satu struktur yang mungkin. Akibatnya, dalam tergesa-gesa untuk menerbitkan hasilnya, Pauling memilih pilihan yang salah: dalam makalah yang diterbitkan pada awal tahun 1953, dia mencadangkan struktur dalam bentuk heliks tiga lembar, di mana sisa fosfat membentuk teras tegar, dan bes nitrogen terletak di pinggir.

Bertahun-tahun kemudian, mengimbas kembali kisah penemuan struktur DNA, Watson menyatakan bahawa "Linus [Pauling] tidak layak meneka penyelesaian yang betul. Dia tidak membaca artikel atau bercakap dengan sesiapa pun. Lagipun dia terlupa artikel sendiri dengan Delbrück, yang bercakap tentang pelengkap replikasi gen. Dia fikir dia boleh memikirkan struktur itu hanya kerana dia sangat bijak."

Apabila Watson dan Crick mula bekerja pada struktur DNA, banyak yang telah diketahui. Ia kekal untuk mendapatkan data struktur sinar-X yang boleh dipercayai dan mentafsirnya berdasarkan maklumat yang sedia ada pada masa itu. Bagaimana semua ini berlaku diterangkan dengan baik dalam buku terkenal "The Double Helix" oleh J. Watson, walaupun banyak fakta di dalamnya dibentangkan secara subjektif.

J. Watson dan F. Crick di ambang penemuan hebat

Sudah tentu, untuk membina model heliks berganda, pengetahuan dan intuisi yang luas diperlukan. Tetapi tanpa kebetulan beberapa kebetulan, model itu mungkin muncul beberapa bulan kemudian, dan pengarangnya mungkin saintis lain. Berikut adalah beberapa contoh.

Rosalind Franklin (1920–1958), yang bekerja dengan M. Wilkins (Hadiah Nobel 1962) di King's College (London), memperoleh corak difraksi sinar-X berkualiti tinggi bagi DNA. Tetapi kerja ini menarik minatnya; dia menganggapnya sebagai rutin dan tidak tergesa-gesa untuk membuat kesimpulan. Ini difasilitasi olehnya hubungan yang tidak baik dengan Wilkins.

Pada awal tahun 1953, Wilkins, tanpa pengetahuan R. Franklin, menunjukkan kepada Watson radiografnya. Di samping itu, pada bulan Februari tahun yang sama, Max Perutz menunjukkan kepada Watson dan Crick laporan tahunan Majlis Penyelidikan Perubatan, menyemak kerja semua pekerja terkemuka, termasuk R. Franklin. Ini sudah cukup untuk F. Crick dan J. Watson memahami bagaimana molekul DNA harus distrukturkan.

X-ray DNA yang diperolehi oleh R. Franklin

Dalam artikel oleh Wilkins et al., diterbitkan dalam isu yang sama alam semula jadi Sama seperti kertas oleh Watson dan Crick, ditunjukkan bahawa, berdasarkan corak pembelauan sinar-X, struktur DNA daripada sumber yang berbeza adalah lebih kurang sama dan merupakan heliks di mana bes nitrogen terletak di bahagian dalam dan bahagian dalam. sisa fosfat di luar.

Artikel oleh R. Franklin (bersama pelajarnya R. Gosling) telah ditulis pada Februari 1953. Sudah dalam versi awal artikel itu, dia menerangkan struktur DNA dalam bentuk dua heliks sepaksi beralih relatif kepada satu sama lain di sepanjang paksi dengan bes nitrogen di dalam dan fosfat di luar. Menurut datanya, padang heliks DNA dalam bentuk B (iaitu, pada kelembapan relatif> 70%) ialah 3.4 nm, dan terdapat 10 nukleotida setiap giliran. Tidak seperti Watson dan Crick, Franklin tidak membina model. Baginya, DNA bukanlah objek penyelidikan yang lebih menarik daripada arang dan karbon, yang dia kerjakan di Perancis sebelum datang ke King's College.

Setelah mengetahui tentang model Watson-Crick, dia menambah dengan tangan dalam versi akhir artikel: "Oleh itu, idea umum kami tidak bercanggah dengan model Watson-Crick yang diberikan dalam artikel sebelumnya." Yang tidak menghairankan, kerana... model ini berdasarkan data eksperimennya. Tetapi baik Watson mahupun Crick, walaupun kebanyakannya hubungan mesra dengan R. Franklin, tidak pernah memberitahunya apa yang mereka ulangi secara terbuka beberapa kali selepas kematiannya - bahawa tanpa datanya mereka tidak akan dapat membina model mereka.

R. Franklin (kiri sekali) pada pertemuan dengan rakan sekerja di Paris

R. Franklin meninggal dunia akibat kanser pada tahun 1958. Ramai percaya bahawa jika dia hidup sehingga 1962, Jawatankuasa Nobel akan terpaksa melanggarnya. peraturan yang ketat dan menganugerahkan hadiah kepada bukan tiga, tetapi empat saintis. Sebagai mengiktiraf pencapaian beliau dan Wilkins, salah satu bangunan di King's College dinamakan Franklin-Wilkins, selama-lamanya menghubungkan nama orang yang hampir tidak bercakap antara satu sama lain.

Apabila membaca artikel oleh Watson dan Crick (ditunjukkan di bawah), seseorang terkejut dengan jumlah kecil dan gaya lapidarynya. Penulis sangat menyedari kepentingan penemuan mereka dan, bagaimanapun, membatasi diri mereka hanya kepada penerangan model dan petunjuk ringkas bahawa "daripada postulat ... pembentukan pasangan tertentu, mekanisme yang mungkin untuk menyalin bahan genetik serta-merta mengikuti .” Model itu sendiri seolah-olah dikeluarkan dari udara - tidak ada petunjuk bagaimana ia diperoleh. Ciri-ciri strukturnya tidak diberikan, dengan pengecualian pic dan bilangan nukleotida setiap pic heliks. Pembentukan pasangan juga tidak diterangkan dengan jelas, kerana Pada masa itu, dua sistem digunakan untuk menomborkan atom dalam pirimidin. Artikel itu digambarkan dengan hanya satu lukisan yang dibuat oleh isteri F. Crick. Walau bagaimanapun, bagi ahli biologi biasa, artikel Wilkins dan Franklin, yang sarat dengan data kristalografi, sukar difahami, tetapi artikel Watson dan Crick difahami oleh semua orang.

Kemudian, kedua-dua Watson dan Crick mengakui bahawa mereka hanya takut untuk membentangkan semua butiran dalam artikel pertama. Ini telah dilakukan dalam kertas kedua bertajuk "Konsekuensi Genetik daripada Struktur DNA" dan diterbitkan dalam alam semula jadi 30 Mei tahun yang sama. Ia menyediakan rasional untuk model, semua dimensi dan butiran struktur DNA, corak pembentukan rantai dan pasangan asas, dan membincangkan pelbagai implikasi untuk genetik. Sifat dan nada pembentangan menunjukkan bahawa pengarang agak yakin dengan ketepatannya dan kepentingan penemuan mereka. Benar, mereka menyambungkan pasangan G-C dengan hanya dua ikatan hidrogen, tetapi setahun kemudian dalam artikel metodologi mereka menunjukkan bahawa tiga ikatan mungkin. Tidak lama kemudian Pauling mengesahkan ini dengan pengiraan.

Penemuan Watson dan Crick menunjukkan bahawa maklumat genetik ditulis dalam DNA dalam abjad empat huruf. Tetapi mengambil masa 20 tahun lagi untuk belajar membacanya. Persoalan segera timbul mengenai kod genetik yang sepatutnya. Jawapan kepada soalan ini telah dicadangkan pada tahun 1954 oleh ahli fizik teori G.A. Gamow*: maklumat dalam DNA dikodkan oleh triplet nukleotida - kodon. Ini telah disahkan secara eksperimen pada tahun 1961 oleh F. Crick dan S. Brenner. Kemudian, dalam masa 3-4 tahun, dalam karya M. Nirenberg (Hadiah Nobel 1965), S. Ochoa (Hadiah Nobel 1959), H. Korana (Hadiah Nobel 1965) dan lain-lain, surat-menyurat antara kodon dan asid amino.

Pada pertengahan 1970-an. F. Sanger (b. 1918; Hadiah Nobel 1958 dan 1980), juga bekerja di Cambridge, membangunkan kaedah untuk menentukan jujukan nukleotida dalam DNA. Sanger menggunakannya untuk menentukan jujukan asas 5386 yang membentuk genom bakteriofaj jX174. Walau bagaimanapun, genom faj ini adalah pengecualian yang jarang berlaku: ia adalah DNA untai tunggal.
Era sebenar genom bermula pada Mei 1995, apabila J.K. Venter mengumumkan pentafsiran genom pertama organisma bersel tunggal - bakteria. Haemophilus influenzae. Genom kira-kira 100 organisma yang berbeza kini telah ditafsirkan.

Sehingga baru-baru ini, saintis berpendapat bahawa segala-galanya dalam sel ditentukan oleh urutan bes dalam DNA, tetapi kehidupan nampaknya jauh lebih kompleks.
Kini diketahui umum bahawa DNA selalunya mempunyai bentuk selain daripada heliks ganda Watson–Crick. Lebih daripada 20 tahun yang lalu, struktur DNA yang dipanggil Z-heliks telah ditemui dalam eksperimen makmal. Ini juga merupakan heliks berganda, tetapi dipintal ke arah yang bertentangan berbanding dengan struktur klasik. Sehingga baru-baru ini, dipercayai bahawa Z-DNA tiada kaitan dengan organisma hidup, tetapi baru-baru ini sekumpulan penyelidik dari Institut Jantung, Paru-paru dan Darah Kebangsaan (AS) mendapati bahawa salah satu gen sistem imun diaktifkan hanya apabila sebahagian daripada jujukan peraturannya masuk ke dalam bentuk Z. Kini diandaikan bahawa pembentukan sementara bentuk Z mungkin merupakan pautan yang diperlukan dalam peraturan ekspresi banyak gen. Dalam sesetengah kes, protein virus didapati mengikat Z-DNA dan membawa kepada kerosakan sel.

Sebagai tambahan kepada struktur heliks, DNA boleh membentuk cincin berpintal yang terkenal dalam prokariot dan beberapa virus.

Tahun lepas, S. Nidle dari Institut Penyelidikan Kanser (London) mendapati bahawa hujung kromosom yang tidak teratur - telomer, yang merupakan untaian tunggal DNA - boleh dilipat menjadi struktur yang sangat teratur, menyerupai kipas). Struktur serupa ditemui di kawasan kromosom lain dan dipanggil G-quadruplexes, kerana ia dibentuk oleh kawasan DNA yang kaya dengan guanin.

Nampaknya, struktur sedemikian membantu menstabilkan bahagian DNA di mana ia terbentuk. Salah satu G-quadruplexes ditemui terus di sebelah gen c-MYC, pengaktifan yang menyebabkan kanser. Dalam kes ini, ia boleh menghalang protein pengaktif gen daripada mengikat DNA, dan penyelidik telah mula mencari ubat yang menstabilkan struktur G-quadruplexes, dengan harapan ia akan membantu melawan kanser.

Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, bukan sahaja keupayaan molekul DNA untuk membentuk struktur selain heliks berganda klasik telah ditemui. Yang mengejutkan saintis, molekul DNA dalam nukleus sel berada dalam gerakan berterusan, seolah-olah "menari."

Telah lama diketahui bahawa DNA membentuk kompleks dengan protein histon dalam nukleus dengan protamin dalam sperma. Walau bagaimanapun, kompleks ini dianggap kuat dan statik. Menggunakan teknologi video moden, adalah mungkin untuk merakam dinamik kompleks ini dalam masa nyata. Ternyata molekul DNA sentiasa membentuk sambungan sekejap antara satu sama lain dan dengan pelbagai protein yang berlegar di sekeliling DNA seperti lalat. Sesetengah protein bergerak dengan pantas sehingga ia bergerak dari satu bahagian nukleus ke bahagian lain dalam masa 5 saat. Malah histon H1, yang paling rapat terikat pada molekul DNA, berpecah dan bersambung semula dengannya setiap minit. Ketidakkonsistenan sambungan ini membantu sel mengawal aktiviti gennya - DNA sentiasa memeriksa kehadiran faktor transkripsi dan protein pengawalseliaan lain dalam persekitarannya.

Nukleus, yang dianggap sebagai pembentukan yang agak statik - repositori maklumat genetik - sebenarnya menjalani kehidupan yang bertenaga, dan kesejahteraan sel sebahagian besarnya bergantung pada koreografi komponennya. Sesetengah penyakit manusia mungkin disebabkan oleh gangguan dalam penyelarasan tarian molekul ini.

Jelas sekali, dengan organisasi kehidupan nukleus sedemikian, bahagian-bahagiannya yang berbeza tidak sama - "penari" yang paling aktif harus lebih dekat ke tengah, dan yang paling kurang aktif harus lebih dekat ke dinding. Dan begitulah ternyata. Sebagai contoh, pada manusia, kromosom 18, yang hanya mempunyai beberapa gen aktif, sentiasa terletak berhampiran sempadan nukleus, dan kromosom 19, penuh dengan gen aktif, sentiasa berhampiran pusatnya. Selain itu, pergerakan kromatin dan kromosom, malah hanya kedudukan relatif kromosom, nampaknya mempengaruhi aktiviti gen mereka. Oleh itu, lokasi dekat kromosom 12, 14 dan 15 dalam nukleus sel limfoma tikus dianggap sebagai faktor yang menyumbang kepada transformasi sel menjadi kanser.

Separuh abad yang lalu dalam biologi menjadi era DNA - pada tahun 1960-an. kod genetik telah ditafsirkan pada tahun 1970-an. DNA rekombinan telah diperoleh dan kaedah penjujukan telah dibangunkan pada tahun 1980-an. Tindak balas rantai polimerase (PCR) telah dibangunkan, dan Projek Genom Manusia telah dilancarkan pada tahun 1990. Salah seorang rakan dan rakan sekerja Watson, W. Gilbert, percaya bahawa biologi molekul tradisional sudah mati - kini semuanya boleh diketahui dengan mengkaji genom.

F. Crick antara kakitangan Makmal Biologi Molekul di Cambridge

Sekarang, melihat melalui kertas kerja Watson dan Crick 50 tahun yang lalu, seseorang terkejut betapa banyak andaian yang ternyata benar atau hampir dengan kebenaran - lagipun, mereka hampir tidak mempunyai data eksperimen. Bagi pengarang sendiri, kedua-dua saintis meraikan ulang tahun kelima puluh penemuan struktur DNA, kini aktif bekerja dalam bidang biologi yang berbeza. J. Watson adalah salah seorang pemula Projek Genom Manusia dan terus bekerja dalam bidang biologi molekul, dan F. Crick menerbitkan artikel mengenai sifat kesedaran pada awal tahun 2003.

* Georgy Antonovich Gamov (1904–1968, berhijrah ke Amerika Syarikat pada 1933) – salah seorang saintis terhebat abad ke-20. Beliau adalah pengarang teori pereputan theta dan kesan terowong dalam mekanik kuantum; model titisan cecair nukleus atom– teori asas pereputan nuklear dan tindak balas termonuklear; teori struktur dalaman bintang, yang menunjukkan bahawa sumber tenaga solar adalah tindak balas termonuklear; teori letupan Besar"dalam evolusi Alam Semesta; teori sinaran latar belakang gelombang mikro kosmik dalam kosmologi. Buku sains popular beliau terkenal, seperti siri buku tentang Mr. Tompkins (Mr. Tompkins in Wonderland, Mr. Tompkins Inside, dll.), One, Two, Three... Infinity, A Planet Called Earth " dan dan lain-lain.