Хотите научиться виртуозно играть в карточную игру под названием подкидной дурак? Тогда Вам следует прочитать тут, на сайте durolom.com, интереснейшую статью, которая познакомит Вас со всеми аспектами этой увлекательнейшей игры.
Открытие структуры ДНК Фрэнсисом Криком и Джеймсом Уотсоном — один из самых драматичных эпизодов в истории науки. Еще драматичней он выглядит в красочном изложении самого Уотсона. В 1952 году 24-летний Уотсон был приглашенным сотрудником Кавендишской лаборатории в Кембридже. Экспериментальные данные, на которые Уотсону с Криком приходилось опираться, были скудны, и при этом оба ученых ясно понимали, что в своих исследованиях они неодиноки. Работе, которая велась в Королевском колледже Лондона, мешала взаимная неприязнь двух главных действующих лиц, Мориса Вилкинса и Розалинды Франклин; главных конкурентов, как казалось Уотсону, следовало искать в Калифорнии, где обосновался грозный Лайнус Полинг — по всеобщему мнению, лучший структурный химик в мире. По счастливой случайности соседом Уотсона по кабинету был сын Полинга Питер, аспирант Кавендишской лаборатории. Чаще всего, вспоминает Уотсон, разговор у них заходил о девушках, однако…
…когда Питер одним декабрьским днем плавно вплыл в наш кабинет и закинул ноги на стол, ничего милого в его улыбке от уха до уха, расползшейся по лицу, не было. В руках он держал письмо из Штатов, которое забрал на почте по пути с обеда в Питерхаусе.
Письмо было от его отца. За обычными разглагольствованиями о семейных делах следовала новость, которой мы давно опасались: Лайнус располагает структурой ДНК. Про детали не было ни слова, так что с каждым разом, когда письмо переходило от Фрэнсиса ко мне и обратно, мы становились все грустнее. Фрэнсис принялся расхаживать туда-сюда по комнате, рассуждая вслух, что надеется невероятным интеллектуальным усилием восстановить то, до чего, возможно, додумался Лайнус. Раз Лайнус не сообщил нам правильного ответа, то наши заслуги признают равными, если только объявить об открытии одновременно.
Ничего стоящего так и не случилось, но какое-то время спустя мы поднялись попить чаю и рассказали Максу Перутцу и Джону Кендрю про письмо. Там мы заметили Брэгга (директора лаборатории), однако никто из нас не решился ему рассказать, что американцы, похоже, в очередной раз обставят английских исследователей. Пока мы поглощали шоколадные бисквиты, Джон пытался приободрить нас, уверяя, что Лайнус может и ошибаться. В конце концов, тот ни разу не видел картинок Мориса и Рози (фотоснимков рентгеновского рассеяния, полученных в Королевском колледже). Сердце, однако, подсказывало нам обратное.
Фрэнсис Крик – британский молекулярный биолог, сформулировавший центральную догму молекулярной биологии
И вот наступила развязка: в феврале Полинг дописал свою статью и направил копию в Кембридж. Уотсон от ожидания был уже на грани нервного срыва.
На самом деле, в Кембридж пришли два экземпляра: один сэру Лоуренсу (Брэггу), другой — Питеру. Первым импульсом Брэгга было отложить статью. Не зная, что Питер получил другой экземпляр, он долго колебался, прежде чем отнести свой в лабораторию Максу. Там ее мог увидеть Фрэнсис — и затеять новую охоту за дикими гусями. Согласно графику, насмешки Фрэнсиса предстояло выносить еще восемь месяцев. Разумеется, если тот завершит свою диссертацию в срок. Затем на год (если не больше) Крик отправится в бруклинское изгнание (в Политехнический институт, где ему предстояло работать), а тут воцарятся мир и спокойствие.
Пока сэр Лоуренс колебался, стоит ли отвлекать Фрэнсиса от его диссертации, Фрэнсис и я сосредоточенно изучали копию, которую после обеда принес нам Питер. Лицо Питера, когда он переступил порог, выдавало нечто важное, и у меня заныло в животе от предчувствия, что все потеряно. Видя, что ни Фрэнсис, ни я не в состоянии дальше ждать, Питер немедленно сообщил нам, что модель — трехцепочечная спираль с сахарно-фосфатной связью посередине. Это выглядело настолько похоже на наши прошлогодние изыскания, которые было решено прервать, что я сразу подумал: не осади нас Брэгг, мы уже прославились бы, сделав великое открытие. Не оставляя Фрэнсису ни шанса выпросить статью, я выудил ее из кармана куртки Питера и стал читать. Потратив меньше минуты на выводы и введение, вскоре добрался до рисунков с расположением ключевых атомов.
И сразу почувствовал: что-то тут не так…
Американский биолог Джеймс Уотсон – один из первооткрывателей структуры ДНК
Модель Полинга противоречила экспериментальным данным: Фрэнсис и Крик были с ними знакомы, а Полинг — нет. Что еще хуже, модель была неправильной с химической точки зрения. Считаные недели спустя Уотсон и Крик определили структуру ДНК. Их модель была убедительной до мельчайших деталей — сомнений в ее правильности практически не оставалось.
Случай, о котором говорит Уотсон, — когда американцы обставили английских ученых — связан с выяснением структуры полипептидной цепи, то есть структуры белка. Данные рентгеновского рассеяния говорили, что нерастворимый белок кератин (вещество волос, ногтей и наружного слоя кожи) обладает регулярной структурой, почти наверняка спиральной. Несколько лабораторий выдвигали предположения о том, какую форму может принимать эта упорядоченная структура. Брэгг, Перутц и Кендрю напечатали статью со своими гипотезами, которые, как вскоре выяснилось, были неверны.
Лайнус Полинг – лучший структурный химик своего времени
Окончательную ясность внес Полинг. В 1948 году он в качестве приглашенного профессора работал в Оксфорде. В послевоенные годы университет был местом унылым и безрадостным. Полинг серьезно простудился и заразился синуситом, который приковал его к постели. «В этот день я впервые открыл детектив, — писал он позже, — я просто старался не чувствовать себя несчастным. На второй день было все то же самое. В конце концов такое положение дел меня утомило, и я подумал: «Почему бы мне не поразмышлять о структуре белков?» Взяв ручку, карандаш и бумагу, он набросал полипептидную цепь с линейной геометрией. Значительную часть своей жизни Полинг посвятил измерению и истолкованию длин химических связей между атомами углерода и азота, углерода и кислорода и т.д., а также углов между такими связями; поэтому для него не составило труда извлечь эти числа из своей обширной памяти. Нарисованную цепь он вырезал и завернул, а потом, принимая во внимание, что атомы углерода при азоте будут образовывать водородные связи (слабое, но важное взаимодействие второго порядка) с кислородными атомами других аминокислот в цепи, он попытался выстроить регулярную структуру.
Вскоре Полинг нашел спиральную конформацию, которая выглядела весьма убедительно; тогда он подозвал жену и попросил принести транспортир, чтобы измерить у спирали геометрические параметры. Чтобы структура повторяла себя, требовалось 18 аминокислотных остатков, и эти остатки образовывали пять витков спирали. От радости Полинг забыл о своих бедах. Об открытии своем он никому не рассказал, поскольку оно не слишком хорошо согласовывалось с экспериментом: уже интервалы между аминокислотными остатками, критические для всей теории величины, отличались от данных рентгеноструктурного анализа. Впрочем, сворачивая бумагу, Полинг в конце концов обнаружил знаменитую структуру, которую мы знаем под названием альфа-спирали. Брэгг с коллегами упустили ее, поскольку ограничили себя требованием, чтобы на каждый виток приходилось целое число аминокислотных остатков. Когда Полинг предъявил структуру с 18 остатками на 5 витков, кембриджская группа была потрясена.
Макс Перутц описывает свою реакцию на выход статьи Полинга — это случилось, когда он субботним утром копался в библиотеке. Перутца откровение Полинга поразило как удар молнии, в смятении он сел на велосипед и отправился домой обедать. Раздосадованный упущением и явным расхождением модели с рентгенограммами, он внезапно вспомнил свой визит к человеку, который эти рентгенограммы сделал, — Уильяму Эстбури из Лидса. И тут Перутц понял: конструкция прибора Эстбури просто не позволяла разглядеть пятно от рентгеновских лучей в том месте, где, согласно Паули, оно должно было быть.
В сумасшедшем оживлении я поехал обратно в лабораторию и отыскал лошадиный волос, который хранился в ящике. Закрепив его в гониометрической головке (это устройство для точного выставления углов) под углом в 31° относительно падающего рентгеновского пучка, я заменил плоскую пластинку, какой пользовался Эстбури, свернутой в цилиндр пленкой — она позволяла фиксировать все рассеянные лучи под брэгговыми углами (это углы между падающим и рассеянным рентгеновскими лучами, отвечающие разным симметриям переноса в структуре) до 85°. Через пару часов, когда я проявил пленку, сердце мое готово было выскочить наружу. Как только я вынес пленку на свет, то обнаружил ярко выраженный сигнал, отвечающий расстоянию в 1,5 ангстрема — как раз той величине, что соответствовала α-спираль Полинга и Кори.
Утром в понедельник, когда Перутц появился перед своим начальником, сэром Лоуренсом Брэггом, на его лице можно было увидеть и досаду, и торжество. Когда Брэгг поинтересовался, как идея эксперимента пришла ему в голову, Перутц ответил, что всему виной их неумение увидеть то, что увидел Полинг, — это его и разозлило. Брэгг отреагировал фразой: «Лучше бы я разозлил вас раньше» Под таким заголовком и вышла книга Перутца, в которой он рассказывает эту историю.