К истории открытия «двойной спирали»

Это было событием, которое потрясло научный мир. У истоков проблемы исследования кода наследственности стояли не только генетики и химики. В начале 30-х гг. XX в. физики интенсивно обсуждали проблему передачи наследственных признаков. Многие полагали, что загадочные гены имеют исключительно белковую природу. Однако ряд исследований показывал, что это не так и следует обратиться к таинственному веществу нуклеину, открытому И.Ф. Мишером в клеточных ядрах в 1868 г.

Уже в конце 40-х гг. XX в. физики использовали собственные методы изучения природы вещества наследственности. Они обратились к рентгеноструктурным исследованиям нуклеина. Это стало источником возникновения новой отрасли науки — молекулярной генетики.

Рентгенограмма кристаллической ДНК

Опираясь на рентгеноструктурные данные, полученные для ДНК М. Уилкинсом и Р. Франклин, в 1953 г. Д. Уотсон и Ф. Крик установили трехмерную структуру ДНК (рис. 85). Отправной точкой исследований стал вывод М. Уилкинса о том, что структура ДНК очень однообразна. Далее молодые ученые использовали результаты работ Л. Полинга, установившего в 1951 г. структуру α-спирали белковых молекул. Вот что писал об этом открытии Д. Уотсон в своей всемирно известной книге «Двойная спираль»: « ...успех Полинга был делом простого здравого смысла, а не результатом каких-то сложных математических выкладок... Главный фокус состоял в том, чтобы задать себе вопрос: а какие же атомы рядом с какими предпочитают сидеть? Основными рабочими инструментами были не бумага и карандаш, а набор молекулярных моделей, похожий на детский конструктор».

Подобную же работу с «конструктором» — кристаллографическими моделями молекул, обнаруживаемых при гидролизе ДНК, выполняли и Уотсон с Криком. Разумеется, создание моделей нуклеотидов было непростой задачей. Однако когда были получены модели и обобщены данные, добытые другими методами исследования молекул ДНК, оставалось только найти конфигурацию, в которой эти модели отражали бы наиболее устойчивое состояние макромолекулы. Для того чтобы раскрыть способ соединения аденина, тимина, гуанина и цитозина, Уотсон и Крик использовали модели с подвижными сочленениями, без конца вращая вокруг осей-проволочек их фрагменты. Получающиеся модели они сравнивали с рентгенограммами, которые делал для них М. Уилкинс. Поиски заняли два года. Полученная в 1 953 г. модель двойной спирали ДНК была лишь гипотезой, которую следовало еще доказать, что и было сделано в последующие годы.