Двойная спираль - Джеймс Уотсон

Достаточно было одной просьбы, и через два часа последняя пайка была завершена. Мы сразу же пустили блестящие металлические пластинки в дело и принялись строить модель, в которой впервые были налицо все компоненты ДНК. Примерно за час я расположил атомы так, как того требовали и рентгенографические данные и законы стереохимии. Получилась правозакрученная двойная спираль с противоположным направлением цепей. С моделью удобнее работать одному, и Фрэнсис не вмешивался до тех пор, пока я не отступил назад и не сказал, что, по-моему, все подошло. Хотя один межатомный промежуток оказался немного короче оптимального, он согласовывался с некоторыми опубликованными величинами и не вызывал у меня тревоги. Фрэнсис повозился с моделью минут пятнадцать и не нашел никаких ошибок. Правда, временами он хмурился, и тогда у меня падало сердце. Но всякий раз он приходил к выводу, что все верно, и принимался проверять следующее межатомное расстояние. Когда мы отправились ужинать к Одил, все выглядело прекрасно. За столом разговор вертелся вокруг того, как будет лучше всего сообщить о нашем открытии. В первую очередь, конечно, надо было поставить в известность Мориса. Но памятуя о позапрошлогоднем фиаско, мы решили держать все в секрете от Кингз-колледжа до тех пор, пока не получим точных координат всех атомов. Ведь ничего не стоило так подогнать межатомные промежутки, что каждый из них выглядел бы почти приемлемым, но все в целом оказалось бы энергетически невозможным.

Схематическое изображение двойной спирали.

Ее наружная поверхность образована двумя переплетенными сахаро-фосфатными цепями, в то время как в центре расположены плоские пары оснований, соединенные водородными связями. Представленная в таком виде структура напоминает винтовую лестницу с парами оснований вместо ступенек.

Мы были уверены, что избежали подобной ошибки, но на наше суждение могла повлиять заманчивость комплементарной молекулы ДНК с точки зрения биологии. Поэтому следующие несколько дней мы решили потратить на то, чтобы замерить относительное расположение всех атомов одного из нуклеотидов. Благодаря спиральной симметрии размещение атомов в одном нуклеотиде автоматически определило бы положение всех остальных.

После кофе Одил спросила, придется ли им все таки ехать в бруклинскую ссылку, если наше открытие действительно так сенсационно, как все говорят. Может быть, следует остаться в Кембридже и решать другие столь же важные проблемы? Я пытался успокоить ее, объясняя, что далеко не все американцы носят короткую прическу, так же как не все американские женщины ходят по улицам в белых носках. Тут я допустил дипломатический просчет, упомянув, что величайшее преимущество Штатов – огромные просторы, куда никто не ездит. Одил пришла в ужас при мысли, что она столько времени пробудет вдали от модно одетых людей. Вместе с тем ей трудно было поверить, что я не шучу, так как я совсем недавно заказал портному облегающую спортивную куртку, совершенно непохожую на мешки, которые обычно напяливают на себя американцы.

На следующее утро Фрэнсис опять явился в лабораторию раньше меня. Когда я вошел, он уже закреплял модель на стойке, чтобы определять координаты атомов. Пока он двигал атомы взад-вперед, я сидел на столе и сочинял в уме письма, которые скоро напишу, сообщая, что мы обнаружили кое-что интересное. Иногда Фрэнсис недовольно хмурился: ему требовалась моя помощь, чтобы модель не развалилась, пока он переставляет зажимы, а я, занятый своими мечтами, ничего не замечал.

Теперь мы уже знали, что я совершенно напрасно поднимал шум из-за ионов Mg2+. Скорее всего, Морис и Рози были правы, утверждая, что имеют дело с натриевой солью ДНК. Но при внешнем сахаро-фосфатном остове вопрос о соли терял значение: в двойную спираль легко укладывалась любая из них.

Днем к нам впервые заглянул Брэгг. Последние дни он лежал дома с гриппом и, находясь еще в постели, услышал, что мы с Криком придумали остроумную структуру ДНК, которая может оказаться очень важной для биологии. Вернувшись в лабораторию, он в первую же свободную минуту отправился к нам, чтобы убедиться в этом своими глазами. Он сразу же заметил комплементарность обеих цепей и понял, что соответствие числа пар аденина с тимином и гуанина с цитозином логически вытекает из регулярно повторяющейся формы сахаро-фосфатного остова. Так как он ничего не знал о правилах Чаргаффа, я сообщил ему экспериментальные данные, касающиеся соотношения оснований, и заметил, что на него произвела большое впечатление мысль о возможной их роли в репликации генов. Когда дело дошло до рентгеноструктурных результатов, он понял, почему мы еще не уведомили об открытии группу из Кингз-колледжа.

Его, однако, встревожило, что мы до сих пор не спросили мнения Тодда. Хотя мы и сказали, что с органической химией у нас все в порядке, это его не успокоило. Бесспорно, перепутать химические формулы мы вряд ли могли, но Фрэнсис говорил так быстро, что Брэгг сомневался, способен ли он вообще остановиться, чтобы можно было усвоить нужные факты. Поэтому мы обещали пригласить Тодда сразу же, как получим координаты атомов. Окончательное уточнение координат было закончено на следующий вечер. Не располагая точными рентгеноструктурными данными, мы не были уверены, что избранная нами конфигурация абсолютно правильна. Но это нас не беспокоило, так как мы хотели лишь установить, что хотя бы одна данная двухцепочечная комплементарная спираль стереохимически возможна. Иначе нам могли возразить, что хотя наша идея и изящна, но форма сахаро-фосфатного остова этого не допускает. К счастью, теперь мы знали, что это не так, и отправились обедать, уверяя друг друга, что такая изящная структура просто должна существовать. Теперь, когда напряжение осталось позади, я отправился играть в теннис с Бертраном, сказав Фрэнсису, что ближе к вечеру напишу про двойную спираль Луриа и Дельбрюку. Мы договорились также, что Джон Кендрью позвонит Морису и пригласит его посмотреть, что соорудили мы с Фрэнсисом. Ни Фрэнсису, ни мне не хотелось брать это на себя: утром Фрэнсис получил от Мориса письмо, в котором тот сообщал, что берется теперь вплотную за ДНК и намерен особое внимание уделить постройке модели.

Первая демонстрационная модель двойной спирали (расстояние дано в ангстремах).

28

Морису понадобилось не больше минуты, чтобы оценить модель. Он уже слышал от Джона, что модель двухцепочечная и скрепляется парами оснований А-Т и Г-Ц; поэтому он сразу же углубился в подробности. То, что цепей две, а не три, его не смутило, так как данные, как будто говорившие в пользу последнего предположения, никогда не были очень четкими. Пока Морис молча созерцал наше металлическое сооружение, Фрэнсис, стоя рядом, то принимался очень быстро рассказывать, какую рентгенограмму должна дать такая структура, то вдруг умолкал, соображая, что Морис хочет рассматривать двойную спираль, а не выслушивать лекцию по кристаллографии, которую он может прочесть и сам. Наше решение взять гуанин и тимин в кето-форме сомнению не подвергалось: иначе пары оснований не получились бы. Устные доводы Джерри Донохью Морис выслушал так, словно это были азбучные истины.

Возможный механизм репликации ДНК с учетом комплементарных последовательностей оснований в обеих цепях.

Никто не упомянул о том, как нам повезло, что в одном кабинете с нами работал Джерри, но это было очевидно всем. Если бы не он, я, возможно, все еще мучился бы с парами одинаковых оснований. В лаборатории Мориса химиков-структурщиков не было, и некому было сказать, что картинки в учебниках врут. Если бы не Джерри, только Полинг мог бы сделать правильный выбор и разобраться в его последствиях.

Теперь нам предстояло серьезно сравнить экспериментальные рентгенографические данные с дифракционной картиной, которую можно было предсказать по нашей модели. Морис поехал в Лондон, сказав, что скоро измерит нужные рефлексы. В его голосе не было и следа горечи, и я почувствовал большое облегчение. До его прихода я опасался, что он будет расстроен тем, что мы отняли у него часть славы, которая должна была бы вся достаться ему и его молодым сотрудникам. Но на его лице не было досады, и под его обычной сдержанностью пряталось радостное возбуждение при мысли, какую огромную пользу биологии принесет эта структура.

Уже через два дня Морис позвонил нам и сказал, что, как убедились они с Рози, рентгенографические данные явно подтверждают существование двойной спирали. Они спешно готовят статью о своих результатах и хотели бы опубликовать ее одновременно с нашим сообщением о парах оснований. Быстрее всего такой материал мог опубликовать журнал «Нэйчур»: если Брэгг и Рэндол решительно поддержат наши статьи, они будут напечатаны не позже чем через месяц со дня представления. Однако в Кингз-колледже готовилась не одна статья, а две, так как Рози и Гослинг хотели сообщить о своих результатах отдельно от Мориса и его сотрудников.