Двойная спираль. Забытые герои сражения за ДНК - Гарет Уильямс
Шрифт:
Интервал:
Закладка:
К счастью для них, эта блокада была вскоре нарушена подарком в виде главного самородка, который Франклин и Гослингу удалось откопать за месяцы работы по изучению А-формы с помощью анализа Паттерсона. Это была последовательность чисел, описывающих «пространственную группу», которая придавала А-форме кристаллическую внешность, вместе с ее кристаллографическим обозначением[1159] C2. Это ничего не значило для Уотсона, и, несмотря на многолетний опыт, Франклин тоже упустила ее значение. Но Крик сталкивался с последовательностью C2 раньше, в глубинах структуры гемоглобина лошади, и знал, что она может отображать структуру, содержащую две цепочки, идущие в противоположных направлениях. Это было мощным доказательством того, что ДНК состоит из двух нитей, а «антипараллельная» конфигурация (одна нить идет вверх, а другая – вниз) впоследствии сыграла важную роль в понимании принципов работы ДНК.
Вследствие этого прорыва Уотсон и Крик с новой энергией пошли в атаку на двунитевую модель ДНК. Пока она обретала форму, ее можно было «проверить непосредственно с помощью точных измерений Рози»[1160]. Уотсон впоследствии признал, что «Рози, конечно, не напрямую передала нам данные. По этому вопросу, ни один человек в Королевском колледже не знал, что они имелись в нашем распоряжении». Им на помощь пришел Макс Перуц. В качестве члена Комитета биофизики Совета по медицинским исследованиям он присутствовал во время ежегодного посещения Королевского колледжа в декабре и недавно получил свой экземпляр отчета о ходе работ, в который входили расчеты Франклин по структуре А-формы. Перуц не видел ничего плохого в передаче отчета Уотсону и Крику.
Несмотря на то что Франклин пространно объясняла, почему фосфатно-сахарный остов может располагаться только с внешней стороны структуры ДНК, Уотсон начал с того, что поместил его в сердцевину своей двунитевой модели. Несколько дней он упорно продолжал (периодически прерываясь на игру в теннис), хотя результаты «выглядели со стереохимической точки зрения еще менее удовлетворительно»[1161], чем в их предыдущей модели. Потом за ужином в столовой на цокольном этаже своего дома Крик предложил поместить фосфаты с внешней стороны; на следующее утро, рассматривая «особенно отталкивающую модель с каркасом в центре», Уотсон наконец-то воспользовался подсказкой Франклин[1162].
Он сконструировал короткий отрезок двух спиральных каркасов фосфата и сахара словно один виток винтовой лестницы, но без ступенек. В середине была пустота, поскольку в машинном помещении еще не сделали жестяные шаблоны оснований. Эту пустоту можно было заполнить спиральным рядом ступенек, состоящих из пары оснований, каждое из которых прикреплено к одному из остовов, но имелась очевидная проблема. Общая форма ДНК должна была получиться гладким цилиндром, но поскольку пурины с двумя кольцами (A и G) были больше, чем пиримидины с одним кольцом (C и T), ступеньки, состоящие из пар оснований, будут разной ширины. Остовы будут выпячивать наружу, чтобы вместить самые широкие ступеньки (пурин – пурин), и сжиматься на самых узких (два пиримидина). Поверхность ДНК будет не цилиндрической, а бугристой, словно питон, проглотивший крыс разного размера.
Как раз на этом этапе Уилкинс приехал в Кембридж, наивно надеясь провести выходные среди радушия и гастрономических изысков с Фрэнсисом и Одайл. После того как их разговор обернулся разочарованием, Уотсон проследовал за Уилкинсом на улицу, чтобы извиниться, но в его последующем рассказе о приезде[1163] Уилкинса раскаяние не слишком заметно. «Морис, помедлив, ответил «нет», он не будет возражать против создания нами моделей. Даже если бы он стал возражать, мы продолжили бы создавать модели».
Итак, Уотсон продолжил[1164] свое дело с перерывами на теннис, «куколок», коктейльные вечеринки и поход в местный кинотеатр для просмотра подвергшегося жесткой цензуре фильма «Экстаз». Из машинного помещения так и не пришли шаблоны, поэтому Уотсон перерисовал структуры оснований[1165] из главной книги лаборатории – «Биохимии нуклеиновых кислот» Нормана Дэвидсона – и вырезал их из плотного картона, чтобы совмещать друг с другом на письменном столе. Почему-то они с Криком забыли о предсказании Джона Гриффита, что конкретные пары оснований будут притягиваться друг к другу за счет водородных связей. Теперь Уотсон, как и Крик, вновь задумался о водородных связях, сначала подумав о том, не может ли каждое из оснований притягивать идентичное. Он в возбуждении провел бессонную ночь, когда «остатки аденина парами кружились в вихре перед моими закрытыми глазами»[1166], но на следующее утро это представление было «разбито в пух и прах»[1167] Джерри Донохью, американским кристаллографом, который работал теперь в их кабинете.
Именно Донохью дал Уотсону ключевой толчок, направивший его по короткому, но захватывающему пути к финишной черте. Каждое из оснований существует в двух химических формах за счет того, что атом водорода может перескакивать с одного положения в молекуле на другое; при таком перемещении мгновенно меняются опорные точки водородной связи. Уотсон скопировал структуры оснований из книги Дэвидсона, но при этом требовалось делать дополнительный выбор из двух форм. Приведшая к победе подсказка Донохью состояла в использовании только одной версии – «кето-формы», – которая, согласно недавним исследованиям, встречается в реальной жизни. Оставшуюся часть дня Уотсон перерисовывал кето-версии оснований и жонглировал своими картонными фигурками, но вдохновение посетило его лишь после того, как он со всем этим переспал.
На следующее утро, в субботу 28 февраля 1953 года, Уотсон первым делом расчистил на письменном столе пространство для картонных фигурок и начал их двигать. Это привело не к одному моменту озарения, а к целой серии их.
«Внезапно я осознал, что пара “аденин – тимин”, удерживаемая двумя водородными связями, была идентична по форме паре “гуанин – цитозин”»[1168]. Водородные связи ровно выстраивались естественным образом, «не требовалось ничего подгонять». Моментально правила Чаргаффа – A = T, C = G – обрели глубокий
