Известные люди

»

Джеймс Уотсон

В эти годы его ребяческий заинтересованность к наблюдениям за птицами перерос в серьезное стремление штудировать генетику, которое осуществилось, когда Уотсон получил стипендию в университете штата Индиана в Блумингтоне, где он в 1950 получил докторскую уровень по зоологии. Именно там на него оказали глубокое воздействие генетики Г.Мюллер (Нобелевская премия, 1946) и С.Лурия (Нобелевская премия, 1969). Диссертация Уотсона, выполненная под руководством Лурия, была посвящена изучению эффекта жесткого рентгеновского излучения на размножение бактериофагов.

Лурия считал, что постичь природу гена не возбраняется не раньше, чем будет установлена химическая архитектура ДНК, и отправил Уотсона в Европу постигать химию нуклеиновых кислот. В 19501951 Уотсон провел год в качестве постдокторанта Национального совета по научным исследованиям в Копенгагене, где опять работал с бактериальными вирусами, пытаясь исследовать превращения их ДНК. В 1951 он отправился на Зоологическую станцию в Неаполе. Там на симпозиуме встретил М.Уилкинса и в первый раз увидел рентгенограмму кристаллической ДНК. Такие рентгенограммы были получены Р. Франклин (R. Franklin, 19211958) в Кингс-коледже Лондонского университета. Анализируя их, глава этих работ Уилкинс представлял себе молекулу ДНК в виде двойственный или тройной спирали, состоящей из молекул сахара (дезоксирибозы) и остатков фосфорной кислоты. Встреча заставила Уотсона изменить ориентация исследований и перейти к структурной химии нуклеиновых кислот. Лурия договорился, что Уотсон будет вкалывать в Кавендишской лаборатории, куда тот и отправился в октябре 1952.

В то же самое время Уотсон изучал структуру вируса TMV, используя дифракционные рентгеновские методы, и в 1952 доказал, что вирус имеет винтовую конструкцию.

Третьим заинтересованным лицом в решении проблемы строения ДНК был физик Ф. Крик из Кавендишской лаборатории в Кембридже, знакомый с Уилкинсом и его работой. Идея заразила Крика, и одним духом наладив сотрудничество, Уотсон и Крик в течение 19511953 упрямо искали вывод проблемы.

Еще в 1868 швейцарский патологоанатом Иоган Фридрих Мишер (Johan Friedrich Miescher, 18111887) выделил из клеточного ядра новое вещество, которое он назвал нуклеином (лат. nucleus ядро), о чем сообщил в 1869 (подробные данные были опубликованы в 1890, уже после этого смерти Мишера).

Термин нуклеиновые кислоты был предложен немцем Рихардом Альтманом (Richard Altmann, 18521901) в 1889, он же разработал основополагающий подходящий и совместный технология выделения нуклеиновых кислот, свободных от белковых примесей.

В 1891 Альбрехт Коссель (Нобелевская премия по физиологии и медицине, 1910) сообщил, что в продуктах кислотного гидролиза нуклеиновой кислоты есть фосфорная кислота, аденин, гуанин и некие углеводы. Природа этих углеводов, рибозы и дезоксирибозы, была выяснена только к 1929.

Ф.А.Т.Левин (Ph.A.Th.Levene) в 1909 показал, что в состав нуклеиновых кислот входят гуанин, аденин, урацил и цитозин.

Первый нуклеотид, входящий в состав рибонуклеиновых кислот, был выделен в 1893 О.Хаммарстеном (O.Hammarsten) Первые нуклеозиды (соединения углеводов с нуклеиновыми основаниями), были обнаружены в природе Левином и У.A.Джейкобсом (W.A.Jacobs) в начале 20 в.

Нуклеиновые кислоты не привлекали чуткость исследователей до тех пор, в то время как в 1940 Торнбьёрн Касперссон (Tornbjцrn Caspersson) (Швеция) и Ж.Л.Браше (J.L.Brachet) (Бельгия) не предположили, что рибонуклеиновые кислоты необходимы для синтеза белка в клетке. В 1944 Освальд Теодор Эйвери (Oswald Theodore Avery, 18771955) с сотрудниками (США) показали, что генетический материал состоит из ДНК.

Это определило заинтересованность к нуклеиновым кислотам А.Тодда (Нобелевский лауреат по химии, 1957, тот, что сообща с другим английским химиком Д.М.Брауном (D.M.Brown) предложил основную схему строения рибонуклеиновых кислот, соответственно котороой нуклеозидные единицы соединены повторяющимися фосфодиэфирными связями между 3' и 5'-гидроксильными группами соседних нуклеозидов. Руководствуясь предложенной схемой, он осуществил в 1957 первостепеннный синтез динуклеотида.

Далее была сформулирована концепция единственный ген единственный белок (Джордж Уэллс Бидл George Wells Beadle, 19031989 и Эдуард Лаури Тейтем Edward Lawrie Tatum, 19091975) (Нобелевская премия по физиологии и медицине, 1958) и был расшифрован генетический код (Роберт У.Холли Robert W.Holley, 19221993), Корана и Ниренберг) (Нобелевская премия, 1968).

В 1938 Уильям Т.Астбери (William Т.Astbury) именитый тем, что ввел в академический обиход термин молекулярная биология и Флориан Белл (Florian Bell) поняли, что в молекуле ДНК плоскости азотистых оснований должны устраиваться также приятель другу, одно основание над другим. В 1950 гражданин сша Э.Чаргафф (E.Chargaff) показал, что численность аденина в молекуле ДНК одинаково количеству тимина, а численность гуанина количеству цитозина. Таким образом, были известны все компоненты молекулы ДНК и многое об их взаимоотношениях, оставалось произвести логическое напряжение и слить эти детали воедино так, чтобы получилась структурная формула ДНК.

Наибольшими шансами на счастливый момент обладал гражданин сша Л.Полинг (Нобелевская премия по химии, 1954, и Нобелевская премия мира, 1962). В начале 1950-х Полинг сосредоточил близкое чуткость на дезоксирибонуклеиновой кислоте (ДНК) и опубликовал статью, в которой представил ее структуру в виде тройной спирали. Возможно, для правильного решения проблемы ему не хватало высококачественных рентгенограмм молекулы ДНК. Еще в 19131914 англичане папа и сынуля Уильям Генри Брэгг и Уильям Лоренс Брэгг (оба лауреаты Нобелевской премии по физике, 1915) создали алгоритм рентгеноструктурного анализа, сущность которого состояла в том, что любое вещество в кристаллической форме может быть подвергнуто воздействию рентгеновских лучей (под определенным углом) полученная рентгенограмма позволяет судить о структуре молекулы.

Построив из проволоки двойную спираль выше человеческого роста, Уотсон и Крик пытались уложить в нее азотистые основания, скрепленные водородными связями. Решение пришло, когда америкосский кристаллограф, работавший в той же лаборатории, подсказал Уотсону, что он зря верит учебникам и пытается оперировать азотистыми основаниями в енольной, а не в кетонной форме.

Входящие в состав ДНК гуанин, цитозин и тимин (но не аденин) имеют на периферии их циклов атомы кислорода и строй двойных связей. Эти двойные связи могут перемещаться в молекуле так, что периферийные атомы кислорода связаны двойственный или обычный связью. Форма с двоякий связью при кислороде называется кетонной, а с обычный енольной. Обычно раньше рассматривали только вторую, но она не может реализовать комплементарную структуру с водородными связями в парах аденин тимин и гуанин цитозин.

Эти 3 нуклеиновых основания существуют в кетонной форме, с двойными связями у атомов кислорода, но как раз такие формы и могут дарить комплементарные рапы за счет водородных связей между ними. Как только это стало ясно, им удалось обрести желаемый итог.

Изготовив из картона модели в нужной форме, Уотсон складывал их на столе в различных сочетаниях и вдруг для себя обнаружил, что пара аденин тимин имеет такую же форму и размеры, что и пара гуанин цитозин. Это позволяло уложить пары вовнутрь двойственный спирали аналогично ступенькам винтовой лестницы. После нескольких консультаций и проверки некоторых деталей Уотсон и Крик в начале 1953 отправили статью в журнал Nature. В статье была фраза: Мы целиком отдаем себе рапорт в том, что установленное нами специфическое спаривание прямо указывает на допустимый агрегат копирования вещества наследственности.

Уотсон обменивался письмами с М.Дельбрюком (Нобелевская премия по физиологии и медицине, 1969), в которых сообщал капельку ли не всякий свой шаг на пути решения проблемы. Дельбрюк был первым, кому Уотсон сообщил о своем успехе. Вторым был исследователь фагов А.М.Львов (Нобелевская премия, 1958), в лабораторию которого Уотсон отправился с результатами ещё до их опубликования в Nature.

В 1962 Уотсону совместно с Ф.Криком и М.Уилкинсом была присуждена Нобелевская премия по физиологии и медицине за открытие ими молекулярной структуры нуклеиновых кислот и ее значения в передаче информации в активный материи.

Предложенная Уотсоном и Криком архитектура соответствовала всем имевшимся в то время данным о составе ДНК, полученным путем химического и рентгеноструктурного анализа. Изящность модели безотлагательно же покорила академический мир. Стало ясно, что генетический код представляет собою последовательность нуклеотидов (элементов) в двоякий спирали ДНК. В случае необходимости двойная спираль расплетается, и с одной из ее половин инфа считывается на строящуюся молекулу рибонуклеиновой кислоты (РНК), которая передает эту информацию прямо механизму белкового синтеза. Кроме того, при полном разделении спиралей ДНК каждая из половин может сделаться матрицей для достройки второй половины (самовоспроизведение).

Открытие структуры нуклеиновых кислот сию минуту же подтолкнуло химиков - синтетиков к попытке сотворить их в пробирке. Уже в 1955 это удалось С.Очоа в отношении РНК и в 1957 - м А.Корнбергу в отношении ДНК. Нобелевскую премию они получили более того раньше (1959), чем Крик, Уотсон и Уилкинс.

Работы Уотсона, Крика и Уилкинса стали первым толчком к созданию новой области науки генной инженерии, которая разрабатывала способы направленного воздействия на генетический код, восстановления его поврежденных участков или создания новых сочетаний для синтеза белков заданной структуры. Достижения этой науки используются и для синтеза необходимых гормонов (в частности, инсулина), ферментов и пищевых белков.

Расшифровка структуры ДНК стала одним из самых крупных открытий в истории науки. Теперь, в начале 21 в., формирование биологии видится явственно делящимся на два периода до и позже двойственный спирали. Она стала водоразделом, вслед за тем которого молекулярный подход проворно проник во все области биологии. Это открытие позволило лучше раскумекать такие проблемы, как взаимодействие наследственности и внешней среды, мутации и их последствия для синтеза белка, и, главное, приблизило мировое сообщество к пониманию самого происхождения жизни.

Прочтение кода, которым в молекуле ДНК записана последовательность аминокислотных остатков в будущей белковой молекуле, стало возможным потом того, как в 1961 М.Ниренберг (Нобелевская премия, 1968) и Г.Матеи ( H. M atei) синтезировали не встречающуюся в природе РНК, содержащую из всех азотистых оснований только урацил. Синтезированный по ней белок представлял собой цепочку из остатков одной только аминокислоты фенилаланина. Вскоре лаборатории Ниренберга и Очоа прочли весь алфавит, содержащийся в ДНК.

Создание двойственный спирали имело и психологические последствия. Оно заставило многих молодых людей уйти в себя о возможной научной карьере. Ведь в миг открытия Уотсону было всего только 24 года.

С 1953 по 1955 Уотсон работал в Калифорнийском технологическом институте. В 1955 1956 он, вернувшись в Кавендишевскую лабораторию, продолжил работу с Криком. С 1956 член биологического факультета Гарвардского университета, поначалу как ассистент, а с 1961 как профессор. В это время он занимался изучением роли РНК в белковом синтезе. Его коллегами в этой области были швейцарский биохимик Альфред Тиссирье ( Alfred Tissi и res), французский биохимик Франсуа Грос ( Fran з ois Gros) и Уолтер Гилберт (Нобелевский лауреат по химии, 1980).

В 1968 Уотсон возглавил лабораторию количественной биологии в Колд-Спринг-Харбор (Лонг-Айленд, Нью-Йорк) и сделал ее мировым центром исследований по молекулярной биологии, сконцентрировав усилия на проблеме рака. С 1988 по 1992 Уотсон сотрудничал с Проектом генома человека, и все-таки ушел в отставку из-за конфликта интересов в вопросе инвестиций этого проекта.

Любит проводить свободное время, прогуливаясь и наблюдая за птицами.

Работы: Двойная спираль. Воспоминания об открытии структуры ДНК. М., 1969; Молекулярная биология гена. М., 1978; Рекомбинантные ДНК: Краткий вектор движения. М., 1986 (с Дж. Тузом, Д. Курцем).

Так же читайте биографии известных людей:

Джеймс Джинс James Jeans

Джеймс Джинс - выдающийся английский математик, физик и астроном. Родился 11 сентября 1877 года.Джеймс Джинс считается одним из основателей..
читать далее →

Джеймс Джоуль Djeyms Joul

Джеймс Джоуль - великий английский ученый, физик. Родился 24 декабря 1818 года.Джеймс Джоуль является разработчиком первого закона термодинамики, а..
читать далее →

Джеймс Дьюар James Dewar

Джеймс Дьюар - выдающийся шотландский физик и химик. Родился 20 сентября 1842 года.Имя Джеймса Дьюара наиболее известно в связи с его работой над..
читать далее →

Джеймс Кронин Jeyms Kronin

Американский физик Джеймс Уотсон Кронин родился в Чикаго (штат Иллинойс), в семье Джеймса Фарли Кронина, в то время студента-старшекурсника..
читать далее →

Ваши комментарии

добавить комментарий