Джеймс Дьюи Уотсон - Двойная спираль

Они ориентировались скорее на теорию, нежели на практику, и скорее на математику, нежели на химию. Какое-то время существовала даже опасность того, что генетика превратится в своего рода ветвь математики. Благодаря экспериментам по размножению были разработаны многие методы современной статистики. Ко времени Уотсона и Крика одно из ее направлений, популяционная генетика, достигло такой степени застывшего изящества, что потеряло всякую связь с лабораторией. Вскоре генетики оказались в гетто, отделенном стеной от другого гетто – гетто биохимии, которая занималась в основном распутыванием паутины химических связей внутри клеток, а не вопросами о том, откуда берется информация для построения этих клеток.

Впервые ДНК получили из пропитанных гноем бинтов. Поскольку это соединение в больших количествах находили в сперматозоидах рыб, то позже его даже называли «спермином». На факты, свидетельствующие о важности ДНК, внимания не обращали, поскольку структура казалась слишком простой. Она имела лишь четыре химических субъединицы, повторяющиеся много раз в цепи, – в отличие, скажем, от белков, в которых таких единиц около двадцати и которые бывают самых разных форм и размеров. Поэтому белки и казались наиболее подходящими кандидатами на роль передатчика генетического материала; ДНК же считалась «дурацкой молекулой», настолько простой, что она просто не могла играть важную роль в биологии.

Идею о том, что фактором наследственности может стать такой относительно простой материал, пришлось ждать до 1944 года. К тому времени был разработан метод изменения признаков колоний некоторых бактерий посредством пересадки ДНК, извлеченной из колоний с другими признаками. Что самое любопытное, эти признаки наследовались. Информация передавалась от одного поколения другому посредством ДНК. Как именно, никто не понимал.

Эта книга повествует о том, как была открыта структура ДНК – две соответствующие друг другу цепи простых химических соединений, называемых основаниями, обернутых вокруг друг друга в двойной спирали. Это открытие позволило тут же начать исследования процесса репликации генов и передачи информации от родителей потомству. В последней фразе своей статьи Уотсон и Крик со скромностью (возможно, напускной) замечают:

От нашего внимания не укрылось, что установленное нами специфическое спаривание [оснований] непосредственно указывает на возможный механизм копирования генетического материала.

За этой знаменитой фразой последовал настоящий взрыв исследований ДНК. Не удовольствовавшись одним лишь выяснением структуры молекулы, восемь лет спустя Крик в очередном интеллектуальном порыве (совместно с Сиднеем Бреннером и другими исследователями) расшифровал сам генетический язык. Добавляя к короткой цепи ДНК вируса по одному разные основания, исследователи выяснили, что информация кодируется тройками оснований и считывается от одного конца молекулы к другому. Одно дополнительное основание или два, добавленные к последовательности, прерывали процесс чтения после точки добавления; но три основания восстанавливали подобие смысла. Оказалось, что в генетическом сообщении, как, например, в древнем иврите, нет промежутков между словами (хотя в отличие от любого разговорного языка слова здесь состоят только из трех букв). Если добавить к сообщению одну или две буквы, то в дальнейшем предложении получится неразбериха. Но добавить три основания – это все равно что добавить лишнее слово в сообщение, уже состоящее из сотни слов.

К 1966 году был расшифрован код каждой аминокислоты, а также коды для начала и конца фраз, сообщающих о том, как строить белки. Уотсон помог выяснить механизм чтения этих наследуемых сообщений. Он изучал молекулу-посредник РНК, которая перемещает содержащуюся в ДНК генетическую информацию по всей клетке. Это исследование привело к формулировке того, что он назвал центральной догмой молекулярной биологии, а именно, что ДНК создает РНК, а та в свою очередь создает белок (хотя впоследствии Уотсон признавался, что он тогда не знал, что на самом деле означает слово «догма»).

Как и большинство других правил, эта центральная догма вскоре начала обрастать подробностями и исключениями. В некоторых вирусах РНК сама по себе служит генетическим материалом. Что важнее, направление передачи информации может обращаться вспять. Вместо того чтобы передавать инструкции для клетки от ДНК посредством РНК, некоторые вирусы (как, например, вирус, вызывающий СПИД) заставляют клетки хозяина делиться и создавать копии ДНК, содержащие геном вирусной РНК.

Читать дальше