До 50-те години на миналия век учените нямаха съмнение, че чертите на живите организми до голяма степен са предопределени преди раждането и се предават през поколенията. Детето има очи, защото родителите му са имали очи и цветът на очите не е случаен, както и склонността към късогледство. Това, което изследователите не можаха да разберат, е къде се съхранява цялата тази информация. Дълго време се смяташе, че носителят са протеини с тяхната сложна структура, които осигуряват цялото разнообразие на живота. Но до средата на 40-те години на миналия век основният заподозрян беше ДНК, огромна молекула – дълга около два метра при хората – открита в почти всички видове клетки.
ДНК е открита през 1869 г. от швейцареца Йохан Фридрих Мишер, но той не придава голямо значение на находката: той се интересува от структурата на белите кръвни клетки.
Кой ще го разбере пръв?
Когато Уотсън започва да работи с Франсис Крик в офис в университета в Кеймбридж през октомври 1951 г., се знае, че ДНК е изградена от четири повтарящи се основни блока със захар и остатък от фосфорна киселина, с толкова много аденин, колкото тимин, а гуанинът е като цитозин. Но как са свързани тези компоненти, учените нямаха представа.
Само се предполагаше, че ДНК прилича на спирала, по-точно на винт, но дали е двойна, тройна или друга, как са разположени базите в нея, как тази структура може да съхранява и възпроизвежда наследствена информация, ако изобщо е всичко остана загадка. След като се срещнаха, Уотсън и Крик бързо осъзнаха, че искат да решат проблема заедно.
В допълнение към Уотсън и Крик, още две групи учени се опитаха да разберат структурата на ДНК. В Лондон Морис Уилкинс и Розалинд Франклин, непрекъснато ругаещи се, надникнаха в рентгенови лъчи на кристализирани молекули, а в Калифорнийския технологичен институт известният химик Линус Полинг, който преди това беше първият, който определи структурата на протеиновите компоненти, се бореше с гатанката на живота.
Той е удостоен с Нобелова награда през 1954 г. за изследванията си върху химическите връзки. На неговия фон Крик и Уотсън изглеждаха като случайни минувачи: първият беше физик по образование и само четири години преди да премине към биология, а вторият беше само на 23 години. Вярно, по това време Уотсън вече имаше докторска степен.
Първият модел на ДНК, разработен от Уотсън и Крик, се състоеше от три нишки с фосфатни гръбнаци в средата. Когато моделът беше показан на Франклин, тя се засмя на колегите си: беше сигурна, че остатъците от фосфорна киселина трябва да бъдат разположени от външната страна на молекулата, а не в центъра. Шефът на Уотсън и Крик, Лорънс Браг, толкова се ядосал от този провал, че им забранил да продължат изследванията си на ДНК.
Година по-късно Браг променя решението си.
В неговата лаборатория работи синът на Линус Полинг, който каза, че баща му е създал свой собствен модел на ДНК. Самочувствието на Брег скочи.
Той и Полинг са най-големите експерти в света в своята област, но американецът беше първият, който определи структурата както на големите неорганични молекули, така и на протеиновата алфа спирала. Браг беше – и все още е – най-младият носител на Нобелова награда за физика, която той и баща му получиха през 1915 г. Но от края на 20-те години той винаги остава зад Полинг.
Месец по-късно в Кеймбридж Полинг се сдобива с непубликувана статия на Полинг, описваща модела. За всеобща изненада, ДНК в него изглеждаше като тройна спирала с фосфатни гръбнаци в центъра, както Крик и Уотсън предложиха година по-рано. В автобиографията си Уотсън си спомня: „Докато Франсис се възхищаваше на иновативния подход на Полинг към химията, аз започнах да дишам по-спокойно. До този момент знаех, че все още сме в играта.“
Според Уотсън той дошъл в Лондон, за да обсъди статията на Полинг с Франклин, но тя не споделила ентусиазма му и казала, че молекулата на ДНК не може да бъде спирална. Може би Уотсън лъжеше: лабораторният дневник на Франклин съдържаше по-ранни записи, че една от двете форми на ДНК може да бъде спирала. Според Уотсън този случай е бил последната капка за Морис Уилкинс, който работи с Франклин.
Няколко дни Уотсън и Крик обмислят нов модел и на 21 февруари 1953 г. Уотсън предполага, че аденинът от една верига се свързва само с тимин от друга, а цитозинът с гуанин.
В този случай молекулата на ДНК прилича на равномерно усукано стълбище с ръбове от захар, остатък от фосфорна киселина и успоредни стъпала с еднаква дължина. Тези комбинации обясняват защо всяка ДНК молекула съдържа същото количество аденин с тимин и цитозин с гуанин. И накрая, ако всяка тухла има само една двойка, тогава молекулата може да се раздели наполовина и да образува две копия с една и съща генетична информация. Учените бяха поразени от това колко просто и красиво се оказа обяснението.
„Разгадахме мистерията на живота!“ Франсис Крик каза известната фраза в любимия си бар в Кеймбридж, където той и Уотсън отпразнуваха откриването. Все още обаче беше далеч от всеобщото признание.
Нова загадка на живота
Първо, изчисленията бяха показани на Уилкинс и Франклин. Тези два дни ги сравняват с рентгенови лъчи и не откриват противоречия. През март на Полинг беше изпратена чернова на статия, описваща модела. Той похвали колегите си, но не разбра защо отхвърлиха хипотезата за тройната спирала. За Полинг всичко си идва на мястото едва когато пристига в Кеймбридж и вижда снимките на Франклин.
Превод и редакция: TRENDY NEWS