Розалинда Франклин (1920-1958)

Следует отдать должное тому, как быстро и талантливо Крик скомбинировал данные Франклин для построения единственно возможной и правильной модели молекулы ДНК. Он понял, что спираль состоит из двух коаксиальных спиралей, образованных фосфатно-сахарными остовами цепей и направленных, в соответствии с требованиями симметрии С2, найденной в А-форме, в противоположные стороны. Теперь можно было приступать к практическому построению вполне добротной модели остова молекулы ДНК.

Строил модель Уотсон, а Крик им руководил. Можно ли сказать, что модель Уотсона-Крика оказалась простой иллюстрацией рентгеноструктурных данных, полученных Франклин? И да, и нет, потому что это может касаться лишь той части модели, которая представляет строение фосфатно-сахарного каркаса молекулы; кстати, это именно двойная спираль. Но данных Франклин было недостаточно, чтобы правильно расположить азотистые основания внутри двойной спирали, хотя они и указывали, что основания, будучи плоскими и имея толщину около 3.4 A, должны лежать стопкой перпендикулярно ее оси [7].

Работа, связанная с размещением плоских азотистых оснований внутри молекулы, стала результатом творческого поиска Уотсона и Крика, главным образом Уотсона. Посторонние структурные данные, использованные ими, сводились лишь к правильным таутомерным формам оснований, найденным Дж.Доною, что сыграло немаловажную роль в построении правильной модели. Но основным залогом успеха этой части работы была правильная модель фосфатно-сахарного остова, которая неукоснительно вела Уотсона и Крика к их великому открытию.

Эта модель подсказала, что плоские основания двух противоположно направленных цепей, присоединенные к их сахарным группам, которые располагаются на одном уровне по высоте спирали, должны лежать точно в одной плоскости. Следовательно, они должны образовывать пары, но как в них основания располагаются друг относительно друга?

Задача решалась перебором различных пар оснований. Сразу были отброшены два неприемлемых варианта: пары пурин-пурин просто не влезали во внутреннюю полость цилиндра, а пары пиримидин-пиримидин были настолько малы, что проваливались, не цепляясь одновременно за оба крючка гликозидных связей двух противоположно направленных цепей. Судя по всему, немалую роль в быстроте этого поиска сыграла работа биохимика Э.Чаргаффа о равенстве содержания аденина и тимина, а также гуанина и цитозина во всех препаратах ДНК [8]. И действительно, пары аденин-тимин и гуанин-цитозин как по выкройке размещались во внутренней полости цилиндра, и их гликозидные связи точно попадали в модели на нужное место. Вместе с тем соприкасающиеся поверхности оснований в этих парах отличались высокой комплементарностью, и при этом насыщались водородные связи, что не могло быть случайным. Вероятнее всего, открытие Чаргаффа оплодотворило работу Уотсона и Крика по моделированию расположения оснований в спирали ДНК.

Итак, в единственно приемлемой со стереохимической точки зрения структуре ДНК, отвечающей всем экспериментальным данным, последовательность оснований в одной цепи должна обязательно быть комплементарна последовательности оснований в другой. Иначе будут возникать нерегулярные пустоты и искривления цепочек, из-за чего резко упадет стабильность всей структуры. Вместе с тем на последовательность оснований в одной из цепей найденная структура никаких ограничений не налагала. Это также означало, что информация об этой последовательности может надежно храниться внутри молекулы. Следовательно, генетическая информация должна записываться именно в виде последовательности оснований, которая может передаваться по наследству, в случае, если в процессе репликации ДНК спираль расплетается, и одна из цепей служит шаблоном для биосинтеза другой.

Наверное, счастье, которое испытали Уотсон и Крик, поняв замечательные потенции найденной ими структуры, было не меньшим, чем при присуждении им Нобелевской премии. Казалось бы, что на фоне такого удивительного подарка судьбы можно быть более щедрыми и отдать Розалинде Франклин то, что ей принадлежало по праву, т.е. отметить, что ее работы послужили экспериментальной основой модели. Но, увы, этого не произошло: о том, что ее данные позволили им построить правильную модель ДНК, не сказано ни слова, и ее имя вообще не упомянуто в их знаменитой статье, опубликованной в “Nature” в апреле 1953 г. Правда, в своей книге “Двойная спираль”, вышедшей спустя 15 лет, Уотсон вспоминает Розалинду Франклин [9]. Приходится лишь удивляться контрасту между совершенством Природы, выразившимся в удивительно гармоничной структуре молекулы ДНК, и ограниченностью человеческой натуры, проявившейся при ее открытии. Вскоре после этих событий Розалинда Франклин умерла от рака. Ей было всего 37 лет.

Кратко резюмируя изложенное, можно сказать что в учебных пособиях по биологии, равно как и в лекциях на соответствующую тему, правильнее говорить не о двойной спирали ДНК Уотсона и Крика, а о двойной спирали ДНК Уотсона, Крика и Франклин.