Последователи

В 1943 г. великий физик Э. Шредингер, создавший волновую механику, написал книгу «Что такое жизнь», в которой уподобил живые существа кристаллам (упорядоченным структурам «мерт­вой» материи), способным размножаться. Книга произвела фурор (у нас ее перевели в 1946 г.). Как только она вышла, видный ан­глийский биохимик и генетик Дж.Б. Холдейн опубликовал в са­мом известном научном журнале «Nature» статью, где возражал Шредингеру, утверждая, что приводимые им без ссылок на автора («биологи думают») идеи принадлежат не безымянным биологам, а великому российскому ученому Николаю Кольцову. Подобное вос­становление приоритета умершего иностранца — редчайший слу­чай в науке (затравленный Кольцов умер в 1940 г.).

Дельбрюк, перебравшийся в 1937 г. в США, сделал там массу глубоких работ по генетике и, как мог, поддерживал связь с Тимо­феевым-Ресовским. В 1948 г. к нему в аспирантуру попал начинаю­щий орнитолог Джеймс Уотсон, желавший разгадать тайны жизни и веривший, что Дельбрюк к этой разгадке ближе других. Дель-

10

|>рюк, сославшись на то, что тайны зарождения жизни изучает био­химия, отправил Уотсона овладевать ею в Европу. Но тот не захо-1ел заниматься биохимией и «бежал» в знаменитую лабораторию отца и сына Брэггов, занимавшихся рентгеноструктурным анали-юм. Здесь работала группа Р. Франклин, изучавшая нуклеиновые кислоты.

Тогда они еще никого не интересовали, а Франклин получала пучшие рентгенограммы молекул ДНК. Расшифровать же их (труктуру не удавалось.

Без еще одного краткого отступления повествования не завер­шить. В конце 1920-х годов выяснилось, что нуклеиновые кислоты (одержат повторяющиеся четверки азотистых оснований А, Г, Т, Ц (аденин, гуанин, тимин, цитозин). А в 1942 г. открыли, что в клет­ках за наследственность отвечает ДНК и что А в них столько же, ( колько Т, а Г столько же, сколько Ц, но А и Г не связаны.

До Уотсона в этой лаборатории оказался английский физик Ф. Крик, который, увидев рентгенограммы ДНК, связал видимые на них кресты со спиральными структурами. Все пытались обнару­жить в ДНК какую-нибудь спираль.

Когда же Уотсон поведал о матричной репродукции, усвоенной им от Дельбрюка, на «позаимствованных» у Р. Франклин рентге­нограммах проступили ныне знакомые всем очертания. Если в ори-i инале пары выглядят так: А — Т, Ц — Г, в копии напротив Т будет Л, а напротив Г — Ц, так что она повторит оригинал.

Все встало на свои места. Крик и Уотсон быстро построили двой­ную спираль. Они больше всего боялись, что об открытии узнает Л. Полинг, который работал над той же проблемой. В страшной спешке они подготовили статью в «Nature», появившуюся в марте 1953 г. Принято считать, что молекулярная биология началась с этой < татьи. Мне же хотелось докопаться до подлинных ее истоков.

Уже став Нобелевским лауреатом, Уотсон уверял, что понятия не имел о Кольцове. Он действительно не знал о том, что гипотезу о мо­лекулярном строении и матричной репродукции наследственных «текстов» выдвинул Кольцов, как не знал об этом Шредингер. Если йы не Холдейн, было бы трудно отстоять приоритет Кольцова. В на­уке идеи сначала пропитывают все вокруг, а потом кого-то осеняет за­мечательная мысль, и он может не знать, откуда она взялась, приду­мав то, что на самом деле уже сделано и где-то как-то прозвучало.

Я немного сгустил краски, описывая Крика и Уотсона. Не так давно на русском языке вышло второе издание одной из лучших книг XX в. — «Двойной спирали» Уотсона. Среди книг о науке она не имеет аналогов по откровенности. В ней Нобелевский лауреат

11

честно признается в... нечестности. Ведь они просто-напросто ста щили рентгенограмму ДНК у Франклин, заодно обозвав ее непри ятной женщиной. Это не согласуется с нравственными принци пами и традициями высокой науки, но... победителей не судят (!?) Крик и Уотсон — великие люди, много сделавшие для науки. Уот сон — главный молекулярный биолог современности — возглав ляет замечательную лабораторию в Коулд-Спрингсе (США), где проходят многочисленные симпозиумы, на которых собираются лучшие из лучших и обсуждают самые глубокие проблемы биоло гии. И все же полезно прикоснуться к истокам. Не только из нрав ственных соображений — у предшественников можно найти не мало полезных идей и важных фактов. Так что еще раз перечислим главных действующих лиц этого захватывающего сюжета: Колли, Кольцов, Тимофеев-Ресовский, Дельбрюк, Уотсон.

Только что опубликован геном человека. Расшифрованных «текстов» все больше. Но свой мы пока не понимаем — это задача XXI в. Не исключены и неожиданности: оказалось, генов у нас го­раздо меньше, чем думалось (мы-то считали себя очень сложными, а по числу генов от дрозофилы недалеко ушли). Зачем-то в геноме очень много «молчащих» и непонятных последовательностей ге­нов — что-то мы в себе носим, какую-то «тайну». Еще недавно мы гордились тем, что заметно отличаемся от шимпанзе, а сейчас усомнились в этом (геномы различаются меньше, чем на 1%). Так что, познакомившись с основами молекулярной биологии, пред­восхищенными Кольцовым, нам следовало бы быть мудрее и скромнее.

Ю.Н. Елдышев

заместитель главного редактора журнала «Экология и жизнь»

Молекула жизни

К 50-летию открытия структуры ДНК

Структура, которой нет

Сегодня двойная спираль ДНК вместе с изображением клетки гтала универсальным символом всего живого. Ее универсаль­ность, пожалуй, даже идеализируют, отчасти из-за необычай­ного изящества, невероятной элегантности ее структуры. На са­мом деле условия, в которых молекулы ДНК существуют и проявляют свои удивительные (до сих пор) свойства, весьма тя­желы. Как правило, в клетке они сжаты так, что утрачивают «•вою завораживающую форму и выглядят скорее бесформен­ными образованиями, которые к тому же еще и постоянно испы­тывают на себе воздействие генов. *

Изображения ДНК, встречающиеся ныне не только на страни­ цах школьных учебников, но и в массовых изданиях и даже на эк­ ранах телевизоров, вряд ли дают подлинное представление об этой удивительной молекуле. В нашу «постгеномную» эпоху ее принято изображать в виде двух бесконечных цепей или нитей нуклеоти- дов. Между тем другие р,ва_об^аз&_лучше подходят для празднова­ ния юбилея. В одном из них двойную спираль образуют змеи муд­ рости и познания, которые обвиваются вокруг кадуцея — символа ирачевания, представляющего собой жезл или посох древнегречес- кого бога Гермеса, в другом — вращающаяся Х-хромосома, символ наследственности. ^

13

Схематическое изображение структуры молекулы ДНК А —

аденин Т —тимин Г —гуанин Ц —цитозин Д —углевод (дезоксирибоза) Ф — фосфат Одной двумя и тремя чертами обозначены разные виды химических связей между ними На схеме указаны характерные размеры элементов структуры в ангстремах (1 А= 10 ¹⁰м)

Но лишь изредка ДНК выглядит стол! совершенной.

Считанные часы на самых ранних ста днях клеточного цикла, в процессе подго товки клетки к делению, вся ее наслед ственная информация (геном) локализо вана на «своих местах» — в отведенныз для этого участках хромосом. Все осталь ное время напрасно искать в клетках эу кариот четко выраженные квартеты азо тистых оснований. Вместо них в ядра обнаруживается нечто беспорядочное бесформенное.

И не стоит надеяться, что при более де тальном исследовании сквозь этот хаос про ступят те изящество и элегантность, кото-¹ рые символизировала исходная двойн спираль. Нет, попадающиеся то и дел нити и хроматин — основа волокнисто структуры ДНК и белков — лишь на очен коротких участках напоминают спираль.¹ Хотя хромосомы часто отождествляют ДНК, на самом деле в хроматине бел ко вдвое больше, чем ДНК, а около 10% при­ходится на однонитевые информационные РНК, «скопированные» с тех или иных участков ДНК при транскрипции (переносе информации с ДНК на РНК).

Не выходит ли, что мы отмечаем юби­лей открытия структуры, которой на са­мом деле в клетке нет?