Джеймс Уотсон - один из самых умных людей в мире. Уже с самого раннего детства родители замечали у него способности, которые предрекали ребёнку светлое будущее. Впрочем, о том, как Джеймс шёл к своей мечте, и какие препятствия преодолевал на пути к известности, узнаем из нашей статьи.
Детство, юношество
Джеймс Дьюи Уотсон родился 6 апреля 1928 года в Чикаго. Он рос в любви и радости. Как только мальчик сел за школьную парту, преподаватели уже в то время как один говорили о том, что маленький Джеймс умён не по годам.
Окончив 3-й класс средней школы, он отправился на радио поучаствовать в интеллектуальной викторине для детей. Мальчик продемонстрировал просто потрясающие способности. Через некоторое время Джеймса приглашают учиться в Чикагский четырёхгодичный университет. Там он проявляет к орнитологии. Получив диплом бакалавра естественных наук, Джеймс отправляется продолжать обучение в Индианский университет Блумингтона.
Интерес к наукам
Во время обучения в университете Джеймс Уотсон всерьёз увлекается генетикой. На его способности обращает внимание известный генетик Герман Дж. Мёллер, а также бактериолог Сальвадор Лаурия. Учёные предлагают ему работать совместно. Через некоторое время Джеймс пишет диссертацию на тему «Влияние рентгеновских лучей на распространение вирусов, инфицирующих бактерии (бактериофаги)». Благодаря этому молодой учёный получает степень доктора философии.
После этого Джеймс Уотсон продолжает исследование бактериофагов уже в Копенгагенском университете, в далёкой Дании. В стенах заведения он изучает свойства ДНК. Однако всё это быстро надоедает учёному. Он желает изучать не просто свойства бактериофагов, а саму структуру молекулы ДНК, которую так рьяно исследуют генетики.
Достижения в науке
В мае 1951 года, на симпозиуме в Италии (Неаполе), Джеймс встречается с английским учёным Морисом Уилкинсом. Как оказалось, он вместе со своей коллегой, Розалин Франклин, проводит анализ ДНК. Исследования учёных показали, что клетка представляет собой удвоенную спираль, которая напоминает винтовую лестницу.
После этих данных Джеймс Уотсон решает провести химический анализ нуклеиновых кислот. Получив субсидию на исследование, он принялся за работу с физиком Френсисом Криком. Уже в 1953 году учёные сделали сообщение о структуре ДНК, а годом позже создали увеличенную модель молекулы.
После того как исследования были обнародованы, Крик и Уотсон расходятся. Джеймса назначают на должность старшего сотрудника биологической кафедры Калифорнийского технологического института. Спустя некоторое время Уотсону предлагают трудиться профессором (1961 год).
Премии и награды
Джеймс Уотсон и получили Нобелевскую премию по медицине и физиологии. Это была награда «За открытие в области молекулярной структуры нуклеиновых кислот».
С 1969 года теория Джеймса Уотсона проверяется уже всеми генетиками мира. В этом же году учёный занимает должность директора лаборатории молекулярной биологии в Лонг-Айленде. Следует отметить, что от работы в он отказывается. Многие годы Уотсон посвящает изучению нейробиологии, роли ДНК и вирусов в развитии рака.
Кстати, Уотсон награждён премией Альберта Ласкера (1971 г.), Президентской медалью Свободы (1977 г.), медалью Джона Д. Карти. Стоит сказать, что Джеймс является членом Национальной академии наук, Американского сообщества биохимиков, Американского общества по исследованию рака, Датской академии искусства и наук, Американского философского общества, совета Гарвардского университета.
Личная жизнь
В 1968 году Уотсон женится на Элизабет Леви. Девушка в лаборатории, где когда-то трудился сам Джеймс. В браке у пары родилось двое сыновей.
Ходили активные слухи, якобы дочерью Джеймса является Эмма Уотсон. И кстати, попал в категорию якобы рождённых вне брака детей учёного. Хотя, скорее всего, это неправда.
Джеймс Уотсон о расах
Уотсон утверждал, что люди с чёрным цветом кожи обладают более низким уровнем интеллекта, в отличие от человека с белой кожей. За эту теорию известного микробиолога Уотсона хотели призвать к суду. Следует отметить, что учёный не в первый раз позволял себе высказывать подобное мнение. Раньше он точно так говорил и о женщинах.
Такие высказывания породили вокруг массу дискуссий, подобно тем, которые в 90-х годах произвела книга Уотсона и Мюррея. В ней учёные рассматривали отличия между интеллектами различных рас. Данную работу тогда назвали апологией научного расизма.
Пока сложно сказать, накажут ли известного учёного. На данный момент известно, что американская Комиссия по расовому равенству отметила, что этот неприятный инцидент не оставят без внимания.
Кстати, наверняка Уотсон лишился своей должности в качестве директора лаборатории в Лонг-Айленде именно из-за этого высказывания.
Обвинение учёного в политнекорректности
Джеймс Уотсон известен своими провокационными и скандальными высказываниями. К примеру, учёный вопреки всему верит, что глупые люди больны, и что 10% из них необходимо срочно лечить.
Ещё одно утверждение касается женской красоты. Уотсон уверен, что именно с помощью генной инженерии можно сделать всех женщин по-настоящему привлекательными и обаятельными.
В таком же контексте он высказывался относительно людей с нетрадиционной ориентацией. Джеймс и по сей день утверждает, что если можно было бы создать ген, отвечающий за сексуальную ориентацию, он тут же занялся бы его изучением и исправлением.
После такой нелюбви к гомосексуалистам и другим нетрадиционным культурам Уотсон был подвержен осуждениям со стороны не только представителей этих культур, но и власти.
В центре внимания оказалось и его суждение о людях с излишним весом. Уотсон утверждает, что именно «жирного человека» он никогда бы не взял на работу, поскольку считает его интеллектуально неразвитым.
Что ж, у каждого своё мнение! А мы будем наблюдать за дальнейшими исследованиями и высказываниями известного учёного.
В мире не так уж мало нобелевских лауреатов, но лишь некоторые из них широко известны. Легендарный Джеймс Дьюи Уотсон — один из них. Об открытой им пространственной структуре молекулы ДНК знает каждый школьник. Впрочем, Уотсон прославился не только своими научными достижениями - в среде ученых он заслуженно носит титул скандалиста номер один.
Неприятный человек
С самого начала Джеймс Уотсон шел в науке своим особым путем. Возможно, виной тому - его неуживчивый, вздорный, а по признаниям некоторых, просто отвратительный характер. Гарвардский коллега Уотсона, знаменитый зоолог Эдвард Уилсон, как-то признался: «Уотсон - самый неприятный из известных мне людей». Но Уотсон давно привык держать удар - ведь он из Чикаго. Именно в столице американской преступности еще в период Великой депрессии, в 1928 году, угораздило родиться будущего гения Джеймса Дьюи Уотсона. Правда, юный Джеймс никогда не связывался с дурными компаниями. Ему было не до того. Его отец, бизнесмен средней руки, души не чаял в своем единственном сыне и делал все, чтобы дать отпрыску превосходное образование. Настойчивые усилия родителя увенчались успехом. Выпускник начальной школы был приглашен для участия в радиопрограмме «Викторина для детей», где выступали только одаренные дети. Но в отличие от остальных юных дарований Уотсон один-единственный добился мирового признания...
Крутые повороты
По окончании двух классов средней школы Джеймса направляют в колледж при Чикагском университете. Больше всего Уотсона привлекает биология, и он мечтает стать орнитологом - специалистом, изучающим птиц. В 1947 году, в возрасте всего 19 лет, Уотсон - бакалавр. Университетские светила прочили ему блестящее будущее, но молодой человек вдруг проявил свой строптивый нрав и решил переквалифицироваться в генетика. На этом поприще Уотсон тоже добился признания: уже в 1950 году получил докторскую степень за исследование воздействия рентгеновских лучей на размножение вирусов, живущих в бактериях. Национальное исследовательское общество выделило молодому специалисту немалую субсидию, но он снова сыграл ва-банк - оставил Америку и рванул в Европу.
Путь на олимп
В Старом Свете Уотсон с головой погружается в изучение биохимических свойств дезоксирибонуклеиновой кислоты - ДНК. Ученый жаждет знать, как она устроена, но у него серьезная конкуренция - сам Лайнус Полинг, лауреат двух Нобелевских премий, давно занимается этой проблемой. Уотсон меняет как перчатки университеты и всюду встречает непонимание и противодействие. Однако Джеймс - парень неробкого десятка - отступать не привык. Осенью 1951 года он впервые переступает порог Кембриджа и там находит единомышленника - Фрэнсиса Крика. Крик был Уотсону под стать - слыл чудаком. Говорил слишком уж быстро и слишком уж много, но большими достижениями в науке похвастаться не мог. Несмотря на разницу в возрасте (Джеймсу - 23, Фрэнсису - 35), они быстро находят общий язык и вдохновенно приступают к работе.
Моделисты-конструкторы
К началу 1950-х годов было ясно, что компоненты ДНК составляют какую-то единую структуру. Вот только какую? Этого еще никто не знал. Правда, тот же Лайнус Полинг успел предположить, что ДНК выглядит как спираль. Он же первым подкинул идею «детского конструктора» - пространственной модели молекулы. Но пока никому, в том числе и самому Полингу, не удавалось правильно собрать этот «конструктор».
Уотсон и Крик день за днем только и делали, что складывали «шарики» и «проволочки». Наблюдая за их «жонглированием», коллеги в шутку называли их научными клоунами. Озарение пришло, как всегда, неожиданно. Однажды холодной январской ночью 1953 года во время бессонницы Уотсон читал газету. Но в голове у него вертелось только три буквы - ДНК. И вдруг перед его глазами предстала схема, над которой они бились столько времени! Джеймс схватил ручку и прямо на полях газеты быстро набросал рисунок. Молекула ДНК наконец обрела вид скрученной веревочной лестницы.
В 1962 году Джеймс Уотсон вместе с Криком и Морисом Уилкинсом (последний подтвердил структуру ДНК с помощью рентгенокристаллографии) был удостоен Нобелевской премии по физиологии и медицине. Так в науке началась эра молекулярной биологии, а Уотсон стал ее символом.
Против течения
Между тем «символ» вел себя неподобающим образом. Он и раньше-то не отличался политкорректностью, а теперь будто с катушек сорвался. Как-то заявил, что было бы неплохо, используя его открытие, сделать всех девушек красивыми. Поднялся скандал. Другой на его месте сделал бы выводы, но не на такого напали! Уотсон словно испытывал общественное терпение. То во всеуслышание заявил, что хорошо бы найти ген, отвечающий за сексуальность. Тогда каждая женщина могла бы сама решать, оставлять ей ребенка-гомосексуалиста или избавляться от него еще в утробе. Что тут началось! «Каждая женщина хочет внуков, - объяснялся потом ученый. - Я лишь приводил аргументы в пользу ее права делать выбор. Я не обсуждал, хорошо это или плохо». Объяснения никого не удовлетворили.
В другой раз Уотсон признался, что глупость - это болезнь, которую следует лечить, хотя бы методами генной инженерии. Что ж, биолог никогда не выказывал снисхождения к людским недостаткам, но на сей раз, похоже, не пощадил даже самого себя, ведь его сын страдал шизофренией. Но общественность и этого высказывания не приняла. Впрочем, это были еще цветочки. В 2007 году разразилась настоящая буря. Газета «Таймс» поместила интервью с Уотсоном, в котором тот ничтоже сумняшеся заявил: «Перспективы Африки, по-моему, самые мрачные... Вся наша социальная политика исходит из того, что они так же умны, как мы, в то время как тесты показывают, что это не так». Этой фразы биологу не простили, и в возрасте 79 лет он был вынужден уволиться из научной лаборатории в Колд Спринг Харбор. Это был удар под дых. Ученый сам создавал эту лабораторию, сам набирал туда сотрудников, много лет руководил ею, благодаря ему она превратилась в одно из самых престижных академических учреждений в мире. Сколько же Уотсон оправдывался! Дескать, он имел в виду, что у людей в разных регионах - разные врожденные интеллектуальные способности, чему виной неодинаковые условия жизни. Уотсона даже не слушали.
Гены и цены
Итак, героя свергли с пьедестала. Но он не сломался. Несмотря на преклонный возраст, Уотсон сегодня колесит по миру с лекциями. В августе прошлого года, например, посетил Москву. Дал с десяток интервью, получил степень почетного доктора МГУ, прочитал две лекции. Залы, где он выступал, брали штурмом. Уотсон охотно рассказывал об исследованиях генома человека, которые позволят понять первопричину многих тяжелых заболеваний. Сейчас такое исследование обходится в кругленькую сумму, но в будущем, по мнению ученого, стоимость полного прочтения одного человеческого генома приблизится к стоимости автомобиля. «И вы сделаете это для вашего сына или дочки, потому что знать последовательность своей ДНК не менее важно, чем иметь автомобиль!» - уверен биолог. Кстати, геном самого Уотсона не так давно расшифровали две известные американские фирмы. Чтобы сделать нобелевскому лауреату такой подарок, понадобилось два месяца упорной работы и почти миллион долларов!
Любовь ДЬЯКОВА
Кстати:
1. Для большинства Уотсон - прежде всего создатель пространственной модели молекулы ДНК. Но за ученым числится еще один талант. Его книга «Двойная спираль», описывающая историю открытия, по праву считается лучшим из того, что написано о науке.
2. Расшифровка первого человеческого генома, предпринятая в 1988 году (в том числе с участием Уотсона), обошлась в три миллиарда долларов и длилась больше тринадцати лет.
Картинка для анонса: Array
Биография
Джеймс Дьюи Уотсон - американский биолог. Лауреат Нобелевской премии по физиологии и медицине 1962 года - совместно с Фрэнсисом Криком и Морисом Х. Ф. Уилкинсом за открытие структуры молекулы ДНК.
С детства, благодаря отцу, Джеймс был зачарован наблюдениями за жизнью птиц. В возрасте 12 лет Уотсон участвовал в популярной радиовикторине Quiz Kids для интеллектуальных молодых людей. Благодаря либеральной политике президента Чикагского университета Роберта Хатчинса он поступил в университет в возрасте 15 лет. Прочитав книгу Эрвина Шрёдингера «Что такое жизнь с точки зрения физики?», Уотсон изменил свои профессиональные интересы с изучения орнитологии на изучение генетики. В 1947 году получил степень бакалавра зоологии в Чикагском университете.
В 1947-1951 годах учился в магистратуре и аспирантуре Индианского университета в Блумингтоне.
В 1951 году поступил в Кавендишскую лабораторию Кембриджского университета, где изучал структуру белков. Там познакомился с физиком Фрэнсисом Криком, который интересовался биологией.
В 1952 году Уотсон и Крик стали работать над моделированием структуры ДНК. Используя правила Чаргаффа и рентгенограммы Розалинды Франклин и Мориса Уилкинса построили двухспиральную модель. Результаты работы опубликовали 30 мая 1953 года в журнале Nature.
В 1956-1976 годах - сотрудник Гарвардского университета.
25 лет руководил лабораторией Колд-Спринг-Харбор, где вёл исследования генетики рака.
С 1989 года по 1992 год - организатор и руководитель проекта «Геном человека» по расшифровке последовательности человеческой ДНК.
В 2007 году высказался в пользу того, что представители разных рас имеют различные интеллектуальные способности, что обусловлено генетически. В связи с нарушением политкорректности от него потребовали публичных извинений, а в октябре 2007 года Уотсон официально ушёл с поста руководителя лаборатории, где он работал.
В 2007 году Джеймс Уотсон написал книгу «Избегайте занудства». В ней описывается весь его жизненный путь, с детства и до сегодняшних дней.
В 2008 году приезжал в Москву, где выступал с публичной лекцией в Московском государственном университете; был удостоен титула доктора honoris causa университета. Сергей Капица, который во время этого визита взял у него интервью, назвал его «несомненно самым выдающимся учёным нашего времени».
Уотсон - первый человек, чей геном полностью расшифрован. Исследование ДНК Джеймса Уотсона обнаружило замедленный вывод некоторых медицинских препаратов из организма, и другие персональные особенности метаболизма, и высокую концентрацию африканских и, в меньшей мере, азиатских генов. Позже было высказано мнение, что анализ генома содержал существенные ошибки.
Сейчас работает над поиском генов психических заболеваний.
Обвинения в неполиткорректности
Уотсон часто высказывает ксенофобские идеи.Уотсон постоянно поддерживает генетический скрининг и генную инженерию в отношении человека в публичных лекциях и интервью, доказывая, в частности, что глупость - это болезнь, и что 10 % «самых глупых» людей надо лечить. Он также предположил, что красота может быть создана генетической инженерией, заявив:
Некоторые говорят, что если мы сделаем всех девушек красавицами, это будет ужасно. Я думаю, это было бы великолепно.
Газета The Sunday Telegraph процитировала его интервью:
Если бы можно было найти ген, отвечающий за сексуальную ориентацию, и какая-нибудь женщина решила бы, что не хочет иметь гомосексуального ребёнка, - что же, ну и пусть.
По поводу ожирения, Уотсон также высказывался в интервью:
Когда вы как работодатель проводите собеседование с жирным человеком, вы всегда чувствуете себя неловко, потому что знаете, что никогда не возьмёте его на работу.
В своём выступлении на конференции в 2000 году Уотсон предположил существование связи между цветом кожи и половым влечением, высказав гипотезу, что у темнокожих людей либидо сильнее. Его лекция, сопровождавшаяся слайдами женщин в бикини, доказывала, что экстракты меланина - пигмента, придающего тёмный цвет загорелой коже (и волосам брюнетов) - по результатам экспериментов резко усиливали половое влечение субъекта.
Вот почему мы знаем латиноамериканских любовников Вы никогда не слышали об английском любовнике. Только об английских пациентах.
25 октября 2007 года Уотсон был вынужден уйти с поста главы лаборатории Колд-Спринг-Харбор в Лонг-Айленде, Нью-Йорк, и был выведен из состава её совета директоров после того, как следующие его слова процитировала The Times (Таймс):
Я, вообще-то, вижу мрачные перспективы для Африки, потому что вся наша социальная политика строится на допущении факта, что у них уровень интеллекта такой же, как у нас - тогда как все исследования говорят, что это не так.
Награды
1960 - Eli Lilly Award in Biological Chemistry1960 - Премия Альберта Ласкера за фундаментальные медицинские исследования, «For revealing the structure of the DNA molecule.»
1962 - Нобелевская премия по физиологии или медицине, «За открытия, касающиеся молекулярной структуры нуклеиновых кислот и их значения для передачи информации в живых системах.»
1971 - Премия Джона Карти
1977 - Президентская медаль Свободы
1981 - ForMemRS
1985 - EMBO Membership
1993 - Медаль Копли, «In recognition of his tireless pursuit of DNA, from the elucidation of its structure to the social and medical implications of the sequencing of the human genome.»
1994 - Большая золотая медаль имени М. В. Ломоносова, «за выдающиеся достижения в области молекулярной биологии.»
1997 - Национальная научная медаль США, «For five decades of scientific and intellectual leadership in molecular biology, ranging from his co-discovery of the double helical structure of DNA to the launching of the Human Genome Project.»
2000 - Филадельфийская Медаль Свободы
2001 - Медаль Бенджамина Франклина (Американское философское общество)
2002 - Международная премия Гайрднера
2002 - Рыцарь-Командор Ордена Британской империи
2005 - Othmer Gold Medal
2011 - Irish America Hall of Fame
Факты
Четвёртого декабря 2014 года российский миллиардер Алишер Усманов на нью-йоркском аукционе Christie’s приобрёл за 4,1 миллиона долларов нобелевскую медаль Уотсона (ранее выставленную учёным с целью пожертвования денег с её продажи для нужд университета) и вернул её учёному, на что тот ответил:
Я глубоко тронут этим жестом, который показывает его высокую оценку моей деятельности после открытия структуры ДНК, посвящённую исследованиям в области раковых заболеваний.
17 июня 2015 года в здании Российской академии наук награда была возвращена Джеймсу Уотсону.
Общественная деятельность
В 2016 году подписал письмо с призывом к Greenpeace, Организации Объединенных Наций и правительствам всего мира прекратить борьбу с генетически модифицированными организмами (ГМО).
Джеймс Дьюи Уотсон - американский биохимик. Родился 6 апреля 1928 года в Чикаго (штат Иллинойс). Он был единственным ребенком в семье бизнесмена Джеймса Д. Уотсона и Джин (Митчелл) Уотсон. В родном городе мальчик получил начальное и среднее образование. Вскоре стало очевидно, что Джеймс необыкновенно одаренный ребенок, и его пригласили на радио для участия в программе «Викторины для детей». Лишь два года проучившись в средней школе, Уотсон получил в 1943 году стипендию для обучения в экспериментальном четырехгодичном колледже при Чикагском университете, где проявил интерес к изучению орнитологии. Окончив в 1947 году университет со степенью бакалавра естественных наук, он продолжил затем образование в Индианском университете Блумингтона.
Родился в Чикаго, штат Иллинойс. В возрасте 15 лет поступил в университет Чикаго, который окончил четырьмя годами позже. В 1950 году получили докторскую степень доктора в университете штата Индиана за изучение вирусов. К этому времени Уотсон заинтересовался генетикой и начал обучение в Индиане под руководством специалиста в этой области Г.Д. Меллера и бактериолога С. Лурия. В 1950 году молодой ученый получил степень доктора философии за диссертацию о влиянии рентгеновских лучей на размножение бактериофагов (вирусов, инфицирующих бактерии). Субсидия Национального исследовательского общества позволила ему продолжить исследования бактериофагов в Копенгагенском университете в Дании. Там он проводил изучение биохимических свойств ДНК бактериофага. Однако, как он позднее вспоминал, эксперименты с бактериофагом стали его тяготить, ему хотелось узнать больше об истинной структуре молекул ДНК, о которых так увлеченно говорили генетики. Его посещение Кавендишской лаборатории в 1951 году привело к сотрудничеству с Фрэнсисом Криком, которое увенчалось открытием структуры ДНК.
В октябре 1951 года ученый отправился в Кавендишскую лабораторию Кембриджского университета для исследования пространственной структуры белков совместно с Д.К. Кендрю. Там он и познакомился с Криком, физиком, интересовавшимся биологией и писавшим в то время докторскую диссертацию.
«Это была интеллектуальная любовь с первого взгляда, – утверждает один историк науки. – Их научные воззрения и интересы – самая важная проблема, которую надо решать, если вы биолог». Несмотря на общность интересов, взглядов на жизнь и стиль мышления, Уотсон и Крик беспощадно, хотя и вежливо, критиковали друг друга. Их роли в этом интеллектуальном дуэте были разными. «Френсис был мозгом, а я – чувством», – говорит Уотсон.
Начиная с 1952 года, основываясь на ранних исследованиях Чаргаффа, Уилкинса и Франклин, Крик и Уотсон решили попытаться определить химическую структуру ДНК.
Вспоминая об отношении к ДНК подавляющего большинства биологов тех дней, Уотсон писал: «После опытов Эйвери было похоже, что именно ДНК основной генетический материал. Таким образом, выяснение химического строения ДНК могло оказаться важным шагом к пониманию того, как воспроизводятся гены. Но в отличие от белков, относительно ДНК имелось очень мало точно установленных химических сведений. Ею занимались считанные химики, и за исключением того факта, что нуклеиновые кислоты представляют собой очень большие молекулы, построенные из меньших строительных блоков – нуклеотидов, об их химии не было известно ничего такого, за что мог бы ухватиться генетик. Более того, химики-органики, работавшие с ДНК, почти никогда не интересовались генетикой».
Американские ученые постарались свести воедино все имевшиеся до сих пор сведения о ДНК, как физико-химические, так и биологические. Как пишет В.Н. Сойфер: «Уотсон и Крик подвергли анализу данные рентгеноструктурного анализа ДНК, сопоставили их с результатами химических исследований соотношения нуклеотидов в ДНК (правила Чаргаффа) и применили к ДНК идею Л. Полинга о возможности существования спиральных полимеров, высказанную им в отношении белков. В результате они смогли предложить гипотезу о структуре ДНК, согласно которой ДНК представлялась составленной из двух полинуклеотидных нитей, соединенных водородными связями и взаимно закрученных друг относительно друга. Гипотеза Уотсона и Крика так просто объясняла большинство загадок о функционировании ДНК как генетической матрицы, что она буквально сразу была принята генетиками и в короткий срок экспериментально доказана».
Исходя из этого, Уотсон и Крик предложили следующую модель ДНК:
1. Две цепочки в структуре ДНК обвиты одна вокруг другой и образуют правозакрученную спираль.
2. Каждая цепь составлена регулярно повторяющимися остатками фосфорной кислоты и сахара дезоксирибозы. К остаткам сахара присоединены азотистые основания (по одному на каждый сахарный остаток).
3. Цепочки фиксированы друг относительно друга водородными связями, соединяющими попарно азотистые основания. В результате оказывается, что фосфорные и углеводные остатки расположены на наружной стороне спирали, а основания заключены внутри ее. Основания перпендикулярны к оси цепочек.
4. Имеется правило отбора для соединения оснований в пары. Пуриновое основание может сочетаться с пиримидиновым, и, более того, тимин может соединяться только с аденином, а гуанин – с цитозином…
5. Можно поменять местами: а) участников данной пары; б) любую пару на другую пару, и это не приведет к нарушению структуры, хотя решающим образом скажется на ее биологической активности.
«Наша структура, – писали Уотсон и Крик, – состоит, таким образом, из двух цепочек, каждая из которых является комплементарной по отношению к другой».
В феврале 1953 года Крик и Уотсон сделали сообщение о структуре ДНК. Месяцем позже они создали трехмерную модель молекулы ДНК, сделанную из шариков, кусочков картона и проволоки.
Уотсон написал об открытии своему шефу Дельбрюку, а тот – Нильсу Бору: «Потрясающие вещи происходят в биологии. Мне кажется, Джим Уотсон сделал открытие, сравнимое с тем, что сделал Резерфорд в 1911 году». Стоит напомнить, что в 1911 году Резерфорд открыл атомное ядро.
Модель позволила другим исследователям отчетливо представить репликацию ДНК. Две цепи молекулы разделяются в местах водородных связей наподобие открытия застежки-молнии, после чего на каждой половине прежней молекулы ДНК происходит синтез новой. Последовательность оснований действует как матрица, или образец, для новой молекулы.
Структура ДНК, предложенная Уотсоном и Криком, отлично удовлетворяла главному критерию, выполнение которого было необходимо для молекулы, претендующей на роль хранилища наследственной информации. «Остов нашей модели в высокой степени упорядочен, и последовательность пар оснований является единственным свойством, которое может обеспечить передачу генетической информации», – писали они.
Крик и Уотсон завершили создание модели ДНК в 1953 году, а через девять лет совместно с Уилкинсом они получили Нобелевскую премию 1962 года по физиологии и медицине «за открытия, касающиеся молекулярной структуры нуклеиновых кислот и их значения для передачи информации в живых системах». Уилкинс (Maurice Wilkins), - его эксперименты с дифракцией рентгеновских лучей помогли установить двуспиральную структуру ДНК. Розалинда Франклин (Rosalind Franklin, 1920–58), чей вклад в открытие структуры ДНК, по мнению многих, был очень весомым, не была удостоена Нобелевской премии, так как не дожила до этого времени.
Обобщив данные о физических и химических свойствах ДНК и проанализировав результаты М. Уилкинса и Р. Франклин по рассеянию рентгеновских лучей на кристаллах ДНК, Дж. Уотсон и Ф. Крик в 1953 г. построили модель трехмерной структуры этой молекулы. Важнейшее значение имел предложенный ими принцип комплиментарности цепей в двухцепочечной молекуле. Дж. Уотсону принадлежит гипотеза о полуконсервативном механизме репликации ДНК. В 1958-1959 гг. Дж. Уотсоном и А. Тисьером были проведены исследования бактериальных рибосом, ставшие классическими. Известны также работы ученого по изучению структуры вирусов. В 1989-1992 гг. Дж. Уотсон возглавлял международную научную программу "Геном человека".
Уотсон и Крик открыли структуру дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) – вещества, которое содержит всю наследственную информацию.
К пятидесятым годам было известно, что ДНК – большая молекула, которая состоит из тысяч соединенных между собой в линию маленьких молекул четырех разных видов – нуклеотидов. Также ученые знали, что именно ДНК отвечает за хранение и передачу по наследству генетической информации, похожей на текст, написанный алфавитом из четырех букв. Неизвестными оставались пространственная структура этой молекулы и механизмы, по которым ДНК передается по наследству от клетки к клетке и от организма к организму.
В 1948 году Лайнус Полинг открыл пространственную структуру других макромолекул – белков и создал модель структуры, названной "альфа-спиралью".
Полинг тоже считал, что ДНК – спираль, причем, состоящая из трех нитей. Однако он не мог объяснить ни природы такой структуры, ни механизмы самоудвоения ДНК для передачи дочерним клеткам.
Открытие двуспиральной структуры произошло после того, как Морис Уилкинс (Maurice Wilkins) тайно показал Уотсону и Крику рентгеновский снимок молекулы ДНК, сделанный его сотрудницей Розалинд Франклин. На этом снимке они четко узнали признаки спирали и направились в лабораторию, чтобы проверить все на объемной модели.
В лаборатории выяснилось, что мастерская не поставила необходимые для стереомодели металлические пластины, и Уотсон вырезал из картона четыре вида макетов нуклеотидов – гуанина (G), цитозина (C), тимина (T) и аденина (A) – и стал раскладывать их на столе. И тут он обнаружил, что аденин соединяется с тимином, а гуанин – с цитозином по принципу "ключ-замок". Именно таким образом соединяются между собой две нити спирали ДНК, то есть напротив тимина из одной нити всегда будет находиться аденин из другой, и ничто иное.
Такое расположение позволило объяснить механизмы копирования ДНК: две нити спирали расходятся, и к каждой из них достраивается из нуклеотидов точная копия ее бывшей "партнерши" по спирали. По такому же принципу, как с негатива в фотографии печатают позитив.
Хоть Франклин и не поддерживала гипотезу о спиральном строении ДНК, именно ее снимки сыграли решающую роль в открытии Уотсона и Крика. До премии, которую получили Уилкинс, Уотсон и Крик, Розалинд не дожила.
Очевидно, что открытие пространственной структуры ДНК совершило революцию в мире науки и повлекло за собой целый ряд новых открытий, без которых нельзя представить не только современную науку, но и современную жизнь в целом
В шестидесятых годах прошлого века предположение Уотсона и Крика о механизме репликации (удвоения) ДНК полностью подтвердилось. Кроме того, было показано, что в этом процессе принимает участие специальный белок – ДНК-полимераза.
Примерно в то же время было совершено другое важное открытие – генетический код. Как уже говорилось выше, ДНК содержит в себе информацию обо всем, что передается по наследству, в том числе о линейной структуре каждого белка в организме. Белки, как и ДНК, представляют длинные молекулярные цепочки из аминокислот. Этих аминокислот 20. Соответственно, было неясно каким образом "язык" ДНК, состоящий из четырехбуквенного алфавита переводятся на "язык" белков, где используется 20 "букв".
Оказалось, что сочетание из трех нуклеотидов ДНК четко соответствует одной из 20 аминокислот. И, таким образом "написанное" на ДНК однозначно переводится в белок.
В семидесятых годах появились еще два важнейших метода, основанные на открытии Уотсона и Крика. Это секвенирование и получение рекомбинатной ДНК. Секвенирование позволяет "прочитать" последовательность нуклеотидов в ДНК. Именно на этом методе основана вся программа "Геном человека".
Получение рекомбинантной ДНК по другому называют молекулярным клонированием. Суть этого метода заключается в том, что в молекулу ДНК встраивают фрагмент, содержащий определенный ген. Таким образом, например получают бактерии, которые содержат ген человеческого инсулина. Инсулин, полученный таким способом, называется рекомбинатным. Этим же методом созданы все "генетически модифицированные продукты".
Как ни парадоксально, репродуктивное клонирование, о котором сейчас все говорят, появилось раньше, чем была открыта структура ДНК. Понятно, что сейчас учеными, проводящие такие эксперименты, активно используются результаты открытия Уотсона и Крика. Но, изначально, метод не базировался на нем.
Следующим важным шагом науки стала разработка в восьмидесятых годах полимеразно-цепной реакции. Эта технология используется для быстрого "размножения" нужного фрагмента ДНК и уже нашла множество применений как в науке, так в медицине и технологии. В медицине с помощью ПЦР проводят быструю и точную диагностику вирусных заболеваний. Если в массе ДНК, полученной из анализа пациента, даже в минимальном количестве есть гены, принесенные вирусом, то с помощью ПЦР можно добиться их "размножения" и после этого легко идентифицировать.
А.В. Энгстрем из Каролинского института сказал на церемонии вручения премии: «Открытие пространственной молекулярной структуры… ДНК является крайне важным, т к. намечает возможности для понимания в мельчайших деталях общих и индивидуальных особенностей всего живого». Энгстрем отметил, что «расшифровка двойной спиральной структуры дезоксирибонуклеиновой кислоты со специфическим парным соединением азотистых оснований открывает фантастические возможности для разгадывания деталей контроля и передачи генетической информации».
