Учебник Джеймса Уотсона

УотсонУчебВскоре после выдвижения модели ДНК научные пути Дж. Уотсона и Ф. Крика разошлись: первый вернулся в Калтех, где занялся исследованием РНК (и пропагандой двойной спирали), второй же заинтересовался проблемой генетического кода. Но в 1955 г. они опять встретились: свой саббатикал Уотсон провёл в Кембридже, где обратился к структуре вирусов. С осени 56-го он уже в Гарварде — преподаёт, опять изучает РНК (ту, что позднее назвали матричной, информационной). А в 1965 г. вышел его учебник MOLECULAR BIOLOGY OF THE GENE, и вскоре, в 67-м, появился русский перевод (М.: Мир) — под редакцией и сУотсон в 1992 г. предисловием акад. В.А.Энгельгардта. 

Уотсон отметил, что в основу книги положены десять лекций вводного курса, который он на протяжении шести лет читал студентам Гарвардского университета. По мнению Энгельгардта, «книга написана блестяще» — она достаточно полно охватила бурно развивавшуюся после появления двойной спирали область науки, которую окрестили молекулярной биологией (кстати, данный термин ввёл Уильям Астбери в 1940 г., а Эрвин Чаргафф съязвил, что это просто способ использовать достижения биохимии, не имея лицензии). Автор учебника находился тогда в зените славы (нобелиат 1962 года), так что текст отражал его энтузиазм.

В марте 66-го Уотсон представил в издательство рукопись книги, которая в 68-м вышла под названием «Двойная спираль», — как видим, он успешно сочетал разные жанры. Позднее увидел свет другой, значительно больший по объёму учебник MOLECULAR BIOLOGY OF THE CELL, который под его руководством создала группа учёных. Ну а в последующие годы выходили и другие книги «Честного Джима».

Первые сто лет ДНК

Недавно у Самой Главной Молекулы (© М.Д. Франк-Каменецкий, 1983) был юбилей: 150 лет назад, в 1868 г., молодой швейцарский врач Фридрих Мишер выделил из клеточных ядер новое вещество, которое позднее стали сокращённо называть ДНК. Потом многие занимались этим соединением — выясняли  его биологическую роль и химическое строение. 

В 1953 г. Дж. Уотсон и Ф. Крик предложили для неё пространственную модель, а ещё через 15 лет, в 1968 г., как бы замкнув столетие от открытия Мишера, Уотсон опубликовал свою знаменитую книжку «Двойная спираль». В результате в массовом сознании заслуга раскрытия ДНК связалась исключительно с Уотсоном и Криком (сделавших последний шаг на долгом, тернистом пути), а все другие, предшествующие учёные отошли в тень.

Professor Gareth WilliamsЭту несправедливость решил устранить историк биологии и медицины, почётный профессор Университета в ГаретКнигаБристоле Gareth Williams. Он написал книгу «UNRAVELLING THE DOUBLE HELIX: The Lost Heroes of DNA». Начав с Мишера, автор прослеживает развитие знаний о генетике и веществе наследственности. Рассказывает о ряде исследователей в Британии, которые в 40-х — начале 50-х активно изучали ДНК и были близки к определению её структуры — это William Astbury, Sven Furberg, John Gulland, Michael Creeth, Denis Jordan и др. 

Подробно расписана завершающая стадия поисков (она, по словам автора, походила на London–Cambridge rat race), приведшая к появлению модели Уотсона—Крика. Изложенное Уильямсом хорошо дополняет то, что мы знаем из «Двойной спирали».

Читать далее

Взлёты и просчёты Фебуса Левина

150 лет назад в Ковенской губернии родился российско-американский биохимик Phoebus Aaron Theodore Levene (Фашель Аронович Левин; 1869–1940). ФебусЛевинФотоС детства он жил в Петербурге, там же окончил медико-хирургическую академию. В 1891 г. его семья эмигрировала в США, где Фебус занялся исследованиями в Колумбийском университете, а затем в Рокфеллеровском институте.

Прославился многими достижениями в изучении сахарных компонент нуклеиновых кислот (а также полисахаридов) — рибозы и дезоксирибозы. Показал, что ДНК состоит из сегментов, каждый из которых содержит сахар, фосфатную группу и основание (он назвал их нуклеотидами); установил строение сахаро-фосфатной цепи. За 40 с лишним лет опубликовал сотни статей и мог бы претендовать на высшие научные награды.

Structural formula of a proposed tetranucleotide, later shown to be incorrect. It was proposed by Phoebus Levene around 1910

Structural formula of a tetranucleotide, later shown to be incorrect. It was proposed by Phoebus Levene around 1910

Однако в 1908—9 гг. получил ошибочные данные, что в клетках живых организмов нуклеиновые кислоты содержат равные молярные концентрации всех четырёх нуклеотидов. Исходя из чего он выдвинул гипотезу, что эти четвёрки образуют комплекс (тетрануклеоид), который многократно повторяется в полимере, и значит, нуклеиновые кислоты не могут служить носителем генетической информации.

Учитывая высокий научный авторитет Левина, его заблуждение затормозило раскрытие истинного вещества наследственности. Сам учёный умер в 1940 г., так и не узнав о центральной роли ДНК (работа О. Эвери с сотр. 1944 г.).

Paranemic structures of DNA

Ещё в 50-е годы Фрэнсис Крик, Джеймс Уотсон и научный руководитель последнего Макс Дельбрюк, обсуждая проблему разделения двух нитей ДНК при репликации, говорили о двух типах в принципе мыслимых моделей этого полимера — plectonemic  и  paranemic:

In plectonemic models the two strands are wrapped around each other in a helix, making it impossible to simply move them apart without breaking the entire structure. In paranemic models (as in parallel) the two strands simply lie alongside one another, making them easier to pull apart.

ПлектоПаранемПонятно, что модель Уотсона и Крика — плектонемическая, и она не объясняет, как именно разделяются два сахарофосфатных тяжа. Поэтому с 70-х годов начали выдвигаться альтернативные — паранемические — модели. Много шума наделала тогда Side-by-Side model, которую предложили G. Rodley с соавторами (1976), а также независимо V. Sasisekharan and N. Pattabiraman (1976). Далее, моя структура (Лента-Спираль, the Ribbon Helix); её мы вместе с Райком Микельсааром из Тартуского университета строили, используя Тартуские объёмные пластмассовые модели (первая наша публикация: Л.И. Верховский, Р-Х.Н. Микельсаар. НОВАЯ СПИРАЛЬНАЯ СТРУКТУРА ДВУХЦЕПОЧЕЧНОГО ПОЛИНУКЛЕОТИДА. Первая республиканская конференция по биофизике Молдавской ССР. Кишинев, 1984).

Были и другие авторы, считавшие двойную спираль ошибочной и пытавшиеся рассматривать паранемические модели. Назову только нескольких из них: T.T. Wu, K. Biegeleisen, C. Delmonte (привожу их иллюстрации):

ДНКпаранем

A paranaemic structure for the B form of DNA (ref. 4).  

 

 

 

 

 

40 лет моей гипотезе о ДНК

ДНКлестницаВ один поистине прекрасный апрельский день 1979 г. мне пришла в голову идея о новом строении молекулы ДНК. Я обратил внимание, что в книгах и учебниках ДНК часто схематично изображают в виде двух параллельных прямых линий (сахарофосфатные тяжи — на рис. слева), соединённых мостиками (пары оснований). Но ведь эти прямые можно закрутить в спирали, не перекручивая их друг с другом! И тогда проблемы разделения двух нитей ДНК (как в двойной спирали Уотсона и Крика — рис. справа) просто не будет. 

Я поделился идеей со знакомыми, которые имели хоть какое-то отношение к биологии-химии, и вскоре школьный товарищ, занимавшийся белками в химическом институте, сообщил мне, что вроде бы недавно кто-то уже предложил незакрученную модель ДНК (но точной ссылки не дал). Помню, тогда подумал: надо же — только откроешь что-то новое, как выясняется, что уже было. 

Нужно учесть, что в то время я почти совсем не знал английского языка (в школе и институте учил French), не был записан в библиотеки — черпал информацию из отечественной и переводной научно-популярной литературы, которой было много (и высокого качества). Пришлось записаться в ГПНТБ, потом в Ленинку. Стал смотреть реферативные журналы по молекулярной биологии, наконец встретил нужное — статья в новозеландском журнале. В каталогах это редкое издание отсутствовало, но одна добрая душа из академического института заказала для меня ксерокопию.

Читать далее

«Ковбой» Уотсон всегда на коне

УотсонСидитВ этом году Джеймсу Дьюи  Уотсону исполнилось 90. Несмотря на возраст, в последнее время он не раз оказывался в центре внимания — вспомним хотя бы историю о проданной и вновь обретённой нобелевской медали, а также его неполиткорректные высказывания. Такова, видимо, беспокойная натура учёного.

Приведу фрагмент воспоминаний об Уотсоне его коллеги в Кембридже известного биохимика, исследователя гемоглобина Макса Перутца (цит. по его кн. «Мне бы рассердить вас раньше». М.: Научный мир, 2007, с. 228):

В своей знаменитой книжке «Двойная спираль» Уотсон изображает себя довольно развязным парнем, этаким американским ковбоем, но это, конечно, карикатура. Прибытие Уотсона оказало огромное влияние на всех нас, так как мы впервые взглянули на проблемы, которыми занимались, глазами генетика. Он не спрашивал нас, какова атомная структура живой материи, а неустанно повторял одно и то же: «Какова структура гена, который её определяет?» Уотсон нашёл отклик в душе Крика, который погрузился в размышления над этим вопросом. <…>

Крик был высоким, красивым, щегольски одетым мужчиной, всегда многословным — он как бы наслаждался своим королевским английским языком. Свои речи он прерывал взрывами весёлого смеха, который оглушал всех в лаборатории. Чтобы подчеркнуть свою противоположность, Уотсон выглядел бродягой, устраивая шоу из своих грязных ботинок, которые не чистил в течение всего семестра (в те дни это было эксцентричным), говорил в нос и каждую фразу сопровождал фырканьем.

Добавлю от себя, что модель ДНК Уотсона и Крика (двойную спираль) считаю неверной — см. мою статью «Двойная спираль или лента-спираль?» (есть и на английском).

Мои работы на сайте viXra

Существует портал viXra — это электронный архив научных статей, созданный независимым исследователем (физика и математика) Филипом Гиббсом. Ресурс охватывает многие разделы точных, естественных и гуманитарных наук, причём принимаются статьи на любом языке (только Абстракт нужно представить на английском), и главное — отсутствие рецензирования, из-за чего, конечно, имеется много чепухи, но встречаются и серьёзные публикации (допускается комментирование).

ВихраГиббсPhilip Gibbs:  I don’t write popular answers. If you don’t like them please feel free to start a reasoned debate but silly rhetoric and insults will be ignored.

 

В этом году я выставил там переводы на английский основных моих работ (а брошюру 2000 года «Мемуар по теории относительности и единой теории поля» также и на русском — последняя в приводимом ниже списке [1]):

Lev I. Verkhovsky

[6] viXra:1804.0311 submitted on 2018-04-23 01:51:30, (34 unique-IP downloads)

The True Geometry of Nature (Hypothesis)
Category: Relativity and Cosmology

[5] viXra:1803.0104 submitted on 2018-03-08 02:06:20, (33 unique-IP downloads)

DNA: the Double Helix or the Ribbon Helix?
Category: Physics of Biology

[4] viXra:1802.0246 replaced on 2018-02-27 06:06:55, (55 unique-IP downloads)

Platonic Solids and Elementary Particles
Category: High Energy Particle Physics

[3] viXra:1802.0136 submitted on 2018-02-13 02:22:05, (68 unique-IP downloads)

Memoir on the Theory of Relativity and Unified Field Theory (Second Version)
Category: Relativity and Cosmology

[2] viXra:1801.0379 submitted on 2018-01-27 06:21:53, (20 unique-IP downloads)

Subquantum Leapfrog
Category: Quantum Physics

[1] viXra:1801.0305 submitted on 2018-01-23 06:14:40, (76 unique-IP downloads)

Memoir on the Theory of Relativity and Unified Field Theory
Category: Relativity and Cosmology

Вспоминая Розалинд Фрэнклин

В этом месяце исполняется 80 лет со дня кончины замечательной анлийской исследовательницы, специалиста по рентгено-структурному анализу Р. Фрэнклин. В научном мире продолжают обсуждать её роль в открытии строения ДНК Дж. Уотсоном и Ф. Криком. Как я неоднократно отмечал, эта история ещё не закончена — см. мою статью «Двойная спираль или лента-спираль?» <ЛентаСпираль>.

Сегодня, то есть в День ДНК, представлю три связанных с ней фото.

Японский химик Yoshihiko Watanabe случайно обнаружил в одном из выпусков журнала Tanso (a Japanese journal of carbon science) за 1953 г., видимо, доселе неизвестную фотографию Розалинд: ведь она изучала также структуру угля.A rediscovered Japanese photograph of chemist Rosalind Franklin.

А в английском Кембридже в прошлом году произошёл такой случай: кто-то вписал её фамилию в памятную табличку на пабе The Eagle, который любили посещать сотрудники расположенной неподалеку Кавендишской лаборатории , — именно в этом питейном заведении Крик и Уотсон в феврале 1953 г. объявили:  “we had found the secret of life. Табличка была установлен в 2003 г. (50 лет двойной спирали), на её открытии присутствовал Дж. Уотсон.

Blue plaque outside Eagle pub

Другая табличка имеется на доме в лондонском районе Челси, где жила Розалинд. Надпись гласит: ROSALIND FRANKLIN    1920—1958    Pioneer of the study of molecular structures including DNA    lived here    1951—1958

РозиТабличка

 

My hypothesis about the structure of DNA in English

This month, the scientific world marks the 65th anniversary of the famous article in `Nature` by Watson and Crick on the structure of DNA (just one page), as well as the 90th anniversary of James Dewey Watson.

УотсонКрик

ДНК-Схема

In 1999 I published in the Russian popular science journal `Chemistry and Life` (No 9) the article in which has proposed another model of the DNA molecule (the idea itself has come to my head in spring 1979).

Now it is presented in English: <RibbonHelix>.

 

Abstract

The well-known difficulty of the Watson-Crick model gives the right to assume its incorrectness. An alternative model of the structure of the DNA molecule called a ribbon helix is proposed. Unlike the double helix, in it two chains are not intertwined, but go in parallel; unlike another earlier proposed structure, the so-called side-by-side model, it differs in that it has a homogeneous, dextrorotatory character. The advantages of the proposed structure are shown.

А. Корнберг о роли биохимии

В этом году исполняется сто лет со дня рождения Артура Корнберга (1917—2007) — одного иКорнбергФото2з самых известных биохимиков прошедшего века. Он родился в Бруклине в семье иммигрантов из польской Галиции, окончил школу в 15 лет, перескочив несколько классов. Далее учёба в медицинской школе и степень доктора в 1941 г. Во время войны служил врачом на корабле береговой охраны.

Затем начались годы его научной стажировки, работа с замечательными учёными — Северо Очоа (в 1959 г. они вместе стали нобелиатами «за открытие механизмов биологического синтеза рибонуклеиновых и дезоксирибонуклеиновых кислот») и супругами Кори — и долгий плодотворный период собственных исследований сначала в университете Вашингтона, а с 1959 г. в Стэнфорде.

Вот одно из его высказываний: «Half of what we know is wrong, the purpose of science to determine which half». Любопытно, что его сын Роджер Корнберг (р. 1947) стал тоже биохимиком и тоже лауреатом Нобелевской премии (2006, по химии).

Итак, главные достижения А. Корнберга относятся к проблеме ферментативного синтеза ДНК, и, конечно, в период моего увлечения «самой главной молекулой» его книга «Синтез ДНК» (М.: Мир, 1977) находилась у меня в шкафу на видном месте. А в 2002 г. я перевёл опубликованный его доклад 1994 года «Жизнь как химия», и этот материал под заголовком «Биохимия на рубеже веков» был напечатан в ХиЖ (2002, № 12). Он представлен на нашем сайте: <Корнберг>.

Кстати, известны и другие пары родитель-ребёнок среди нобелевских лауреатов. Четыре в физике: ТомсоныДжозеф Джон (1906) и Джордж (1937); БрэггиУильям и Лоуренс (одновременно, 1915); БорыНильс (1922) и Оге (1975). Ганс фон Эйлер-Хелпин (1929, по химии )и Ульф фон Эйлер (1970, по физиологии и медицине). Целое семейство: Пьер Кюри (1903, по физике), его жена Мария Склодовская-Кюри (1911, по химии), их дочь Ирен Жолио-Кюри со своим мужем Фредериком Жолио (1935, по химии).