Усаживайтесь поудобнее и заваривайте чай! Ну или же плюшку... Вас ждёт нереально крутой материал!
Фрэнсис Крик (1916-2004) был одним из самых выдающихся учёных XX века.
Его имя навсегда вошло в историю науки как одного из открывателей молекулярной структуры
ДНК - нуклеиновой кислоты, которая несёт генетическую информацию о всех живых организмах.
За это открытие он получил Нобелевскую премию по физиологии и медицине в 1962 году, совместно
с Джеймсом Уотсоном и Морисом Уилкинсом. Но мало кто знает, что Крик был не только блестящим
биологом и биофизиком, но и экспериментатором, который исследовал влияние психоделических
наркотиков на человеческое сознание. Именно под действием одного из таких наркотиков:
LSD — он сделал своё знаменитое открытие.
Как всё началось
Фрэнсис Крик родился в 1916 году в Нортгемптоне, Англия. С детства он проявлял интерес
к науке и технике. Он учился в Нортгемптонской средней школе, а затем поступил в Университетский
колледж Лондона, где изучал физику. В 1937 году он получил степень бакалавра наук по физике,
а в 1947 году - доктора философии по физике. Во время Второй мировой войны он работал
в адмиралтействе, разрабатывая акустические и магнитные устройства для обнаружения подводных
лодок.
После войны Крик решил изменить свою научную специализацию и посвятить себя биологии.
Он был заинтересован в том, как живые системы функционируют на молекулярном уровне, и
как они передают информацию от поколения к поколению. Он устроился на работу в Кавендишскую
лабораторию Кембриджского университета, где занимался изучением белков с помощью
рентгеноструктурного анализа. Там он познакомился с Джеймсом Уотсоном - молодым
американским биологом, который также интересовался проблемой наследственности. Вместе
они начали работать над разгадкой структуры ДНК - молекулы, которая, как они подозревали,
несла в себе генетический код.
Как LSD помогло открыть ДНК
В то время ДНК была загадочной и недооценённой молекулой. Многие учёные считали, что она
слишком проста, чтобы нести в себе такую сложную и разнообразную информацию, как генетическая.
Они полагали, что роль наследственного материала играют белки, которые имеют более сложную
и разнообразную структуру. Крик и Уотсон же уверовали в то, что ДНК - это ключ к пониманию жизни.
Они даже пытались построить модель молекулы ДНК на основе имеющихся экспериментальных данных,
но не получалось найти правильного решения.
В 1953 году Крик стал участвовать в экспериментах с LSD - психоделическим наркотиком,
который был открыт в 1938 году швейцарским химиком Альбертом Хофманном. LSD вызывает
сильные галлюцинации, изменение восприятия реальности, эмоций и мышления. Крик был
заинтересован в том, как LSD влияет на человеческое сознание, и как он может помочь раскрыть
тайны жизни. Он участвовал в так называемых “психоделических сессиях”, которые проводились
в тайне от общественности и властей. На этих сессиях Крик и другие участники принимали LSD
и обсуждали различные научные и философские темы.
Однажды, после такой сессии, Крик пришёл домой в состоянии эйфории и возбуждения.
Он был уверен, что он нашёл решение загадки ДНК. Он попросил свою жену Одиль нарисовать
то, что он видел в своём воображении - две спирали, сплетающиеся в противоположных
направлениях друг от друга. Затем он позвонил Уотсону и пригласил его к себе домой.
Вместе они пошли в паб “Орел и ребёнок”, где объявили всем присутствующим, что они
открыли секрет жизни.
На следующий день Крик и Уотсон построили модель молекулы ДНК из проволоки и картонных
кругов, на которых были обозначены азотистые основания — Аденин (A), Тимин (T), Гуанин (G)
и Цитозин. Они обнаружили, что эти основания могут соединяться только парами - A с T и G с C
— образуя ступеньки лестницы между двумя спиралями. Это объясняло, как ДНК может хранить
информацию — последовательность оснований определяет последовательность аминокислот в белках.
Также это объясняло, как ДНК может копироваться — каждая спираль служит шаблоном для синтеза
новой спирали, которая будет идентична оригинальной.
Эта модель была великолепным примером того, как форма определяет функцию. Она также
была в полном соответствии с данными, полученными другими учёными, такими как: Эрвин Чаргафф,
который показал, что количество A равно количеству T, а количество G равно количеству C в ДНК,
и Розалинд Франклин, которая сделала рентгенограммы ДНК, на которых были видны характерные
полосы, свидетельствующие о спиральной структуре.
Однако Крик и Уотсон не были полностью честными в своих действиях. Они использовали
данные Франклин без её разрешения и знания, получив их от её коллеги Мориса Уилкинса.
Они также не упомянули о вкладе Франклин в своей знаменитой статье, опубликованной
в журнале Nature в 1953 году. В этой статье они представили свою модель ДНК и заключили:
"Мы хотели бы предложить структуру для соли дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК).
Эта структура имеет новые особенности, которые очень интересны с биологической точки зрения".
За своё открытие Крик и Уотсон получили Нобелевскую премию по физиологии или медицине
в 1962 году, совместно с Уилкинсом. Франклин не была удостоена этой награды, так как она
умерла от рака яичников в 1958 году, в возрасте 37 лет. Нобелевский комитет не присуждает
премии посмертно. Однако её роль в открытии структуры ДНК была признана и оценена
по достоинству многими учёными и историками науки.
Как устроена двойная спираль ДНК
Модель Крика и Уотсона показала, что ДНК состоит из двух длинных цепочек нуклеотидов,
которые образуют двойную спираль. Эта структура имеет несколько важных свойств:
1. Две цепочки ДНК имеют антипараллельную ориентацию, то есть они идут в противоположных
направлениях. Концы каждой цепочки называются 5’ концом и 3’ концом, в зависимости от расположения углеродных атомов в сахаре дезоксирибозе. 5’ конец одной цепочки соответствует 3’ концу другой,
и наоборот.
2. Две цепочки ДНК связаны между собой водородными связями между азотистыми основаниями.
Аденин (A) образует две водородные связи с тимином (T), а гуанин (G) образует три водородные связи
с цитозином. Это называется комплементарностью оснований, и она обеспечивает специфичность взаимодействия между цепочками ДНК.
3. Две цепочки ДНК скручиваются вокруг общей оси, образуя правостороннюю двойную спираль.
Спираль имеет периодичность, то есть повторяющийся узор. Один полный оборот спирали занимает
10 нуклеотидов и имеет длину 3,4 нанометра. Расстояние между двумя соседними нуклеотидами равно
0,34 нанометра.
4. Спираль имеет два желоба: большой и малый, которые образуются из-за разной
ширины пар оснований. Большой желоб более доступен для взаимодействия с другими
молекулами, такими как: белки или РНК, которые могут распознавать последовательность
оснований в ДНК.
Двойная спираль ДНК является универсальной структурой для всех живых организмов
на Земле. Она хранит информацию о всех признаках и функциях жизни, и передаёт её от
поколения к поколению. Она также способна изменяться под воздействием различных
факторов, таких как химические агенты, радиация или ошибки при копировании.
Такие изменения называются мутациями, и они являются движущей силой эволюции.
Двойная спираль ДНК - это не только научный факт, но и символ красоты и гармонии природы.
Она является источником вдохновения для многих художников, поэтов, музыкантов и писателей.
И отражает тесную связь между наукой и искусством, между разумом и чувствами, между прошлым
и будущим.
