Что это?Рентгеновский снимок ДНК человека, полученный в мае 1952
года в результате совместной работы Розалинд Франклин и Раймонда
Гослинга в Королевском колледже Лондона в команде исследователей
под руководством Джона Рэндалла. Эта фотография сыграла ключевую
роль в открытии структуры ДНК и создании Джеймсом Уотсоном и
Фрэнсисом Криком ее первой достоверной модели.Чем это интересно для
науки?Фото 51 было получено с помощью рентгеноструктурного анализа
метода изучения строения веществ на молекулярном и атомном уровне.
Он предназначен для веществ, для структурыкоторых характерно
многократное упорядоченное повторение определенного набора частиц.
В ходе анализа короткие рентгеновские лучи проходят сквозь вещество
и взаимодействуют с атомами внутри него. Отражаясь от электронов,
лучи отражаются под углами, указывающими на положение атомов в
структуре изучаемого образца. Пройдя через вещество, рассеявшиеся
рентгеновские лучи падают на фотопленку и образуют узор, отражающий
внутреннюю структуру объекта.Молекулы ДНК формально являются
подходящим объектом для рентгеноструктурного анализа, поскольку его
атомы образуют повторяющийся паттерн. Однако ДНК не обладает
настолько плотной кристаллической решеткой, как твердые тела, что
затрудняет получение четких изображений. Кристаллизовать ДНК
удалось только в 1970-х, до этого для анализа использовались ее
высушенные волокна. Их фотографии, однако, долгое время были
недостаточно качественными, чтобы на их основании можно было делать
выводы о структуре ДНК.Эту проблему смогла решить Розалинд
Франклин. До работы в Королевском колледже она изучала
рентгеновскую кристаллографию у одного из лучших специалистов, Жака
Меринга, который специализировался на анализе аморфных веществ.
Совместно со своим подопечным, Раймондом Гослингом, она придумала
способ повысить точность рентгеновских снимков молекул ДНК.
Во-первых, было решено уменьшить рассеивание рентгеновских лучей в
воздухе, заполнив среду вокруг испускающего лучи аппарата
водородом. Во-вторых, они подобрали такую концентрацию соли в
растворе, содержащем ДНК, чтобы ее волокна имели достаточно плотную
структуру.Рентгеновские лучи воздействовали на анализируемый
образец в течение 62 часов, и в результате удалось получить
достаточно качественное изображение фото 51. Это позволило
выдвигать обоснованные предположения о свойствах ДНК: о расстоянии
между нуклеотидами, диаметре, а самое главное о структуре в форме
двойной спирали.Почему это важно знать?До получения фото 51 ученые
по всему миру могли только предполагать, как устроена ДНК. Уже
многое было известно о ее отдельных компонентах, но было неясно,
как собрать их в единую картину.С фото 51 также связаны споры об
этичности исследований, приведших к открытию спиральной структуры
ДНК. Дело в том, что Франклин в лаборатории Рендалла занималась
изучением ДНК вместе с физиком и молекулярным биологом Морисом
Уилкинсом, с которым у нее не сложились хорошие отношения. Их
совместная работа продвигалась с трудом. В то же время Уилкинс
поддерживал достаточно хорошие связи с Уотсоном и Криком,
занимающимися той же проблемой в Кембридже. В январе 1953 года уже
было понятно, что Франклин покинет коллектив в Королевском
колледже, из-за чего Уилкинс не стал консультироваться с ней, когда
решил показать отчеты о работе и фото 51 Уотсону и Крику.Благодаря
полученным сведениям они смогли скорректировать свою модель
структуры ДНК и успешно опубликовать в апреле 1953 революционную
статью в журнале Nature. Уилкинс и Франклин с Гослингом также
опубликовали свои работы в этом выпуске, однако создавалось
впечатление, что их материалы были лишь комментарием к статье
Уотсона и Крика, хотя именно на этих сведениях Королевского
колледжа Лондона Уотсон и Крик во многом базировали свою модель.
Из-за этого многие впоследствии обвиняли их в неподобающей работе с
источниками и неуважении к труду коллег.Ситуация усугубляется тем,
что заслуги Франклин и Гослинга так и не были признаны научным
сообществом середины XX века. В 1962 году Уотсон, Крик и Уилкинс
удостоились Нобелевской премии за вклад в открытие структуру ДНК. И
если игнорирование вклада Франклин можно объяснить ее смертью в
1958 году (Нобелевскую премию не присуждают посмертно), то Гослинг
был позабыт безосновательно.
