Крик Франсис Хари Комптън беше един от двамата молекулярни биолози, които разкриха мистерията на структурата на носителя на генетична информация (ДНК), като по този начин поставиха основата на съвременната молекулярна биология. След това фундаментално откритие той има значителен принос за разбирането на генетичния код и генната функция, както и за невробиологията. Споделя Нобеловата награда за медицина за 1962 г. с Джеймс Уотсън и Морис Уилкинс за изясняване на структурата на ДНК.
Франсис Крик: биография
По-големият от двамата синове, Франсис, е роден на Хари Крик и Елизабет Ан Уилкинс на 8 юни 1916 г. в Нортхемптън, Англия. Учи в местната гимназия и в ранна възраст се интересува от експерименти, често придружени от химически експлозии. В училище печели награда за бране на диви цветя. Освен това той беше обсебен от тениса, но не се интересуваше много от други игри и спортове. На 14-годишна възраст Франсис получава стипендия за Mill Hill School в северен Лондон. Четири години по-късно, на 18, той постъпва в Университетския колеж. Когато навърши пълнолетие, родителите му се преместиха от Нортхемптън в Мил Хил, позволявайки на Франсис да живее у дома, докато учи. Завършил е физика с отличие.
След бакалавърското си обучение Франсис Крик, под ръководството на да Коста Андраде в Университетския колеж, изучава вискозитета на водата под налягане и при високи температури. През 1940 г. Франсис получава цивилен пост в Адмиралтейството, където работи върху проектирането на противокорабни мини. По-рано през годината Крик се жени за Рут Дорийн Дод. Синът им Майкъл се ражда по време на въздушното нападение над Лондон на 25 ноември 1940 г. Към края на войната Франсис е назначен в научното разузнаване в щаба на Британското адмиралтейство в Уайтхол, където работи върху разработването на оръжия.
На границата между живо и неживо
Осъзнавайки, че ще се нуждае от допълнително обучение, за да задоволи желанието си да се занимава с фундаментални изследвания, Крик решава да работи за висша степен. По думите му той е бил запленен от две области на биологията – границата между живо и неживо и дейността на мозъка. Крик избра първото, въпреки че знаеше малко по темата. След предварителни изследвания в Университетския колеж през 1947 г., той се установява на програма в лаборатория в Кеймбридж под ръководството на Артър Хюз, за да работи върху физичните свойства на цитоплазмата на култивирани пилешки фибробласти.
Две години по-късно Крик се присъединява към групата на Съвета за медицински изследвания в лабораторията Кавендиш. Той включваше британските академици Макс Перуц и Джон Кендрю (бъдещи Нобелови лауреати). Франсис започва да си сътрудничи с тях, уж за да изучава структурата на протеините, но в действителност, за да работи с Уотсън, за да разкрие структурата на ДНК.
Двойна спирала
През 1947 г. Франсис Крик се развежда с Дорийн и през 1949 г. се жени за Одил Спийд, студентка по изкуства, с която се запознава, докато тя служи във флота по време на службата му в Адмиралтейството. Бракът им съвпадна с началото на неговата докторска работа по рентгенова дифракция на протеини. Това е метод за изследване на кристалната структура на молекулите, позволяващ да се определят елементите на тяхната триизмерна структура.
През 1941 г. лабораторията Кавендиш се ръководи от сър Уилям Лоурънс Браг, който е пионер в рентгеновата дифракция четиридесет години по-рано. През 1951 г. към Крик се присъединява Джеймс Уотсън, гостуващ американец, който е учил при италианския лекар Салвадор Едуард Лурия и е част от група физици, изучаващи бактериални вируси, известни като бактериофаги.
Подобно на колегите си, Уотсън се интересуваше от разкриването на състава на гените и смяташе, че разкриването на структурата на ДНК е най-обещаващото решение. Неформалното партньорство между Крик и Уотсън се развива поради сходни амбиции и сходни мисловни процеси. Техните преживявания се допълваха взаимно. По времето, когато се срещнаха за първи път, Крик знаеше много за рентгеновата дифракция и протеиновата структура, а Уотсън беше добре запознат с бактериофагите и бактериалната генетика.
Франклин Данни
Франсис Крик и бяха наясно с работата на биохимиците Морис Уилкинс и Кралския колеж в Лондон, които използваха рентгенова дифракция, за да изследват структурата на ДНК. Крик, по-специално, насърчи лондонската група да изгради модели, подобни на тези, направени в Съединените щати, за да разреши проблема с алфа спиралата на протеина. Полинг, бащата на концепцията за химическо свързване, показа, че протеините имат триизмерна структура и не са просто линейни вериги от аминокиселини.
Уилкинс и Франклин, действайки независимо, предпочитат по-съзнателния експериментален подход пред теоретичния, моделиращ метод на Полинг, към който Франсис се придържа. Тъй като групата в King's College не отговори на техните предложения, Крик и Уотсън посветиха част от двугодишен период на дискусии и спекулации. В началото на 1953 г. те започват да изграждат модели на ДНК.
ДНК структура
Използвайки данните от рентгеновата дифракция на Франклин и чрез много опити и грешки, те създадоха модел на молекулата на дезоксирибонуклеиновата киселина, който се съгласи с откритията на Лондонската група и данните на биохимика Ервин Чаргаф. През 1950 г. последният демонстрира, че относителните количества на четирите нуклеотида, които изграждат ДНК, следват определени правила, едно от които е съответствието на количеството аденин (А) с количеството тимин (Т) и количеството гуанин ( G) към количеството цитозин (C). Тази връзка предполага сдвояването на A и T и G и C, опровергавайки идеята, че ДНК не е нищо повече от тетрануклеотид, тоест проста молекула, състояща се от четирите бази.
През пролетта и лятото на 1953 г. Уотсън и Крик написаха четири статии за структурата и предполагаемите функции на дезоксирибонуклеиновата киселина, първата от които се появи на 25 април в списание Nature. Публикациите бяха придружени от трудове на Уилкинс, Франклин и техните колеги, които представиха експериментални доказателства за модела. Уотсън спечели жребия и постави фамилията си на първо място, като по този начин завинаги свърза фундаменталното научно постижение с двойката Уотсън Крийк.
Генетичен код
През следващите няколко години Франсис Крик изучава връзката между ДНК и сътрудничеството му с Върнън Инграм доведе до демонстрацията през 1956 г., че съставът на сърповидноклетъчния хемоглобин е една аминокиселина, различна от нормалния хемоглобин. Проучването предоставя доказателства, че генетичните заболявания могат да бъдат свързани със съотношението ДНК-протеин.
По това време южноафриканският генетик и молекулярен биолог Сидни Бренер се присъединява към Крик в лабораторията Кавендиш. Те започнаха да се справят с "проблема с кодирането" - определяне как последователността на ДНК базите формира последователността на аминокиселините в протеина. Работата е представена за първи път през 1957 г. под заглавието „За протеиновия синтез“. В него Крик формулира основния постулат на молекулярната биология, според който информацията, прехвърлена към протеин, не може да бъде върната. Той прогнозира механизма на синтеза на протеини чрез прехвърляне на информация от ДНК към РНК и от РНК към протеин.
Институт Солк
През 1976 г., докато е в отпуск, на Крик е предложена постоянна позиция в Института за биологични изследвания Salk в Ла Джола, Калифорния. Той се съгласява и работи в института Salk до края на живота си, включително като директор. Тук Крик започва да изучава функционирането на мозъка, което го интересува от началото на научната му кариера. Той се занимава главно със съзнанието и се опитва да подходи към този проблем чрез изучаване на зрението. Крик публикува няколко спекулативни произведения за механизмите на сънищата и вниманието, но, както пише в автобиографията си, той все още не е представил теория, която да е нова и да обяснява убедително много експериментални факти.
Интересен епизод от дейността на Института Солк беше развитието на неговата идея за „насочена панспермия“. Заедно с Лесли Оргел той публикува книга, в която предполага, че микробите се носят в космоса, за да достигнат и засеят Земята в крайна сметка и че това е направено в резултат на действията на „някой“. По този начин Франсис Крик опровергава теорията на креационизма, като демонстрира как могат да бъдат представени спекулативни идеи.
Награди за учени
По време на кариерата си на енергичен теоретик на съвременната биология, Франсис Крик събира, подобрява и синтезира експерименталната работа на други и използва необичайните си прозрения за фундаментални проблеми в науката. Неговите изключителни усилия му донесоха много награди в допълнение към Нобеловата награда. Сред тях са наградата Lasker, наградата Charles Mayer на Френската академия на науките и медалът Copley на Кралското общество. През 1991 г. е приет в Ордена за заслуги.
Крик почина на 28 юли 2004 г. в Сан Диего на 88-годишна възраст. През 2016 г. в северен Лондон беше построен институтът Франсис Крик. Структурата на стойност £660 милиона се превърна в най-големия център за биомедицински изследвания в Европа.
Американски биохимик, носител на Нобелова награда за физиология или медицина през 1962 г. (заедно с Франсис КрикИ Морис Уилкинс) с формулировката: „за откриването им на молекулярната структура на нуклеиновите киселини и нейното значение при предаването на информация в живата материя“.
Като бъдещия му съавтор по откриването на структурата на ДНК Франсис Крик, Джеймс Уотсънслед прочитане на книга Ервин Шрьодингер„Какво е животът от гледна точка на физиката?“, реших да променя предишната си страст към орнитологията и да изучавам генетика.
Мат Ридли, Геном: автобиография на вид в 23 глави, М., Ексмо, 2009, стр. 69.
„Биологът Уотсън, след като е видял на конференция за структурата на биологичните макромолекули в Неапол (1951 г.) рентгенова дифракционна картина на ДНК, направена М. Уилкинс,осъзнаха, че тъй като рентгеновата дифракционна картина има голям брой дифракционни максимуми, това очевидно показва нейната кристална правилна структура. Той осъзнава, че ключът към разгадаването на мистерията на гена е рентгеновият дифракционен анализ на структурата на ДНК молекулата в комбинация с химичен анализ.
Заема научна работа във физическата лаборатория Кавендиш (Кеймбридж), където физикът Франсис Крик, който изостави физиката заради биологията, под ръководството на химика Макс Перуц, използва радиографията като метод за анализ на структурата на органичните молекули.
„Още от първия ден, прекаран в лабораторията“, пише Джеймс Уотсън, „ми стана ясно, че ще остана в Кеймбридж за дълго време. Би било явна глупост да напусна, тъй като ще загубя уникалната възможност да говоря с Франсис Крик. В лабораторията на Макс имаше човек, който знаеше, че ДНК е по-важна от протеините - това беше истински късмет... Нашите обедни разговори скоро се съсредоточиха около една тема: как гените са свързани помежду си? Няколко дни след моето пристигане вече знаехме какво трябва да правим...” И по-нататък: “...често, след като стигна до задънена улица с неговите уравнения, той започна да ме разпитва за фаги. Или той ме снабди с информация за кристалографията, която можеше да бъде събрана по обичайния начин само с цената на досадно изучаване на специални списания. (Джеймс Уотсън, Double Helix, M., “World”, 1965, стр. 61).
Съвместна творческа дейност Ф. КрикИ Дж. Уотсънсе проведе в непрекъсната комуникация с Морис Уилкинс, в чиято лаборатория бяха направени най-ясните рентгенови снимки на ДНК.
Показателното за нас в този пример е, че трима учени от напълно различни научни профили, имащи обща област на познание и интереси, постигнаха в пряка комуникация взаимното проникване на категориални схеми на физиката, химията и биологията, което доведе до най-голямото научно постижение - установяване на структурата на носителя на наследствеността" (Вижте също селекцията за творчеството на дуети / триа - Бележка на I.L. Vikentyev).
Аллахвердян, А.Г., Мошкова Г.Ю., Юревич А.В., Ярошевски М.Г., Психология на науката, М., „Московски психологически и социален институт“, Флинт, 1998 г., стр. 91-92.
През 1953 г. Джеймс Уотсън, заедно с Франсис Крик, изграждат модел на триизмерната структура на тази молекула (моделът на Уотсън-Крик).
Той описва края на тази научна надпревара по следния начин: „Веднага пуснахме лъскавите метални пластини в работа и започнахме да изграждаме модел, в който за първи път всички компоненти на ДНК бяха видими. За около час бях подредил атомите, както се изискваше както от рентгеновите данни, така и от законите на стереохимията. Резултатът е двойна дясна спирала с обратна посока на веригите.“
Джеймс Уотсън, Double Helix, M., “World”, 1969, p. 135.
Моделът на Watson-Crick позволи да се обясни как се случва репликацията (т.е. удвояването) на ДНК молекула по време на клетъчното делене и постави основата за изследване на процесите на трансфер на генетична информация по време на протеиновия синтез.
През 1989-1992г Джеймс Уотсънръководи програмата за човешкия геном, която дешифрира последователността на човешката ДНК, извършена от Националния здравен институт на САЩ. Той е първият човек, чийто геном е напълно секвениран.
През 2007 г. Джеймс Уотсън се аргументира в полза на факта, че представителите на различни раси имат различни интелектуални способности, което се определя генетично, ето този цитат:
„Всъщност виждам мрачна перспектива за Африка, защото цялата ни социална политика се основава на предположението, че те имат същия интелект като нас – когато всички тестове казват, че нямат.“
И ето какво каза той за градивната критика: „За да излизате по-често от интелектуалните турнири като победители, а не като губещи, трябва да участвате в неочаквани интелектуални дуели. Няма заместител на компанията на хора, които имат достатъчно познания и способности да намерят грешки в разсъжденията ви или да ви предоставят факти, които могат да потвърдят или опровергаят вашето мнение.
Колкото по-голяма е умствената острота на хората около вас, толкова по-остър ще стане вашият собствен ум.
Това противоречи на човешката природа, особено на мъжката, но позицията на лидер на глутницата може да се превърне в пречка за по-важни постижения.
Много по-добре е да си най-малко напредналият химик в първокласен химически факултет, отколкото да си звезда от първа величина в по-малко блестящ факултет. До началото на петдесетте години научните взаимодействия Линус Полингс колеги се свеждаха предимно до монолози, а не до диалози. Искаше да бъде обект на възхищение, а не на критика.”
Джеймс Уотсън, Избягвайте скучното. Уроци на живота, живот и наука, “Астрел”; „Корпус”, 2010, с. 160.
Джеймс Уотсън е пионер в молекулярната биология, който заедно с Франсис Крик и Морис Уилкинс се смята за откривател на двойната спирала на ДНК. През 1962 г. те получават Нобелова награда за медицина за работата си.
Джеймс Уотсън: биография
Роден в Чикаго, САЩ, 6 април 1928 г. Той посещава училище Хорас Ман и след това гимназия Саут Шор. На 15-годишна възраст той постъпва в Чикагския университет по експериментална програма за стипендии за надарени деца. Интересът към живота на птиците кара Джеймс Уотсън да учи биология и през 1947 г. получава бакалавърска степен по зоология. След като прочетох забележителната книга на Ервин Шрьодингер „Какво е животът? той премина към генетиката.
След като беше отхвърлен от Калтек и Харвард, Джеймс Уотсън спечели стипендия за висше образование в университета в Индиана. През 1950 г. за работата си върху ефектите на рентгеновото лъчение върху възпроизвеждането на вируси бактериофаг, той получава докторска степен по зоология. От Индиана Уотсън се премества в Копенхаген и продължава да изучава вируси като сътрудник в Националния изследователски съвет.
Разгадайте ДНК!
След като посети нюйоркската лаборатория в Колд Спринг Харбър, където прегледа резултатите от изследванията на Хърши и Чейс, Уотсън се убеди, че ДНК е молекулата, отговорна за предаването на генетична информация. Той стана очарован от идеята, че ако разбере структурата му, може да разбере как се прехвърлят данните между клетките. Изследването на вируси вече не го интересуваше толкова, колкото това ново направление.
През пролетта на 1951 г. на конференция в Неапол той се запознава с Морис Уилкинс. Последният демонстрира резултатите от първите опити за използване на рентгенова дифракция за изобразяване на ДНК молекула. Уотсън, развълнуван от данните на Уилкинс, пристигна във Великобритания през есента. Той получава работа в лабораторията Кавендиш, където започва да си сътрудничи с Франсис Крик.
Първи опити
В опит да разгадаят молекулярната структура на ДНК, Джеймс Уотсън и Франсис Крик решават да използват моделно базиран подход. И двамата бяха убедени, че решението на неговата структура ще играе ключова роля в разбирането на трансфера на генетична информация от родителските към дъщерните клетки. Биолозите разбраха, че откриването на структурата на ДНК ще бъде голям научен пробив. В същото време те знаеха за съществуването на конкуренти сред други учени, като Линус Полинг.
Крик и Джеймс Уотсън моделираха ДНК с голяма трудност. Никой от тях нямаше опит в областта на химията, така че използваха стандартни учебници по химия, за да изрежат картонени конфигурации на химически връзки. Гостуващ аспирант отбеляза, че според новите данни, които не са в книгите, някои от неговите картонени химически връзки са използвани в обратна посока. Приблизително по същото време Уотсън присъства на лекция на Розалинд Франклин в близкия Кингс Колидж. Явно не слушаше много внимателно.
Непростима грешка
В резултат на грешката първият опит на учените да изградят ДНК модел се провали. Джеймс Уотсън и Франсис Крик построиха тройна спирала с азотни основи от външната страна на структурата. Когато представиха модела на колегите си, Розалинд Франклин го разкритикува остро. Резултатите от нейните изследвания ясно показаха съществуването на две форми на ДНК. По-влажният съответстваше на този, който Уотсън и Крик се опитваха да изградят, но те създадоха ДНК модел без налична вода. Франклин отбелязва, че ако нейната работа бъде интерпретирана правилно, азотните бази ще бъдат разположени вътре в молекулата. Чувствайки се смутен от такъв публичен провал, директорът на лабораторията Кавендиш препоръча на изследователите да се откажат от своя подход. Учените официално се преместиха в други области, но частно продължиха да мислят за проблема с ДНК.
Шпионско откритие
Уилкинс, който работеше в Кралския колеж с Франклин, беше в личен конфликт с нея. Розалинд беше толкова нещастна, че реши да премести изследванията си другаде. Не е ясно как, но Уилкинс получава едно от най-добрите си рентгенови изображения на ДНК молекула. Може дори сама да му го е дала, когато чистеше офиса си. Но е сигурно, че той е изнесъл изображението от лабораторията без разрешението на Франклин и го е показал на своя приятел Уотсън в Кавендиш. Впоследствие в книгата си „Двойната спирала” той пише, че в момента, в който видял снимката, челюстта му увиснала и пулсът му се ускорил. Всичко беше невероятно по-просто от A-формата, получена по-рано. Освен това черният кръст от отражения, който доминираше на снимката, можеше да възникне само от спираловидна структура.
Лауреат на Нобелова награда
Биолозите са използвали новите данни, за да създадат двуверижен спирален модел с азотни бази в A-T и C-G двойки в центъра. Това сдвояване незабавно подсказва на Крик, че едната страна на молекулата може да служи като шаблон за прецизно повтарящи се ДНК последователности, които да носят генетична информация по време на клетъчното делене. Този втори успешен модел е представен през февруари 1951 г. През април 1953 г. те публикуват откритията си в списание Nature. Статията предизвика сензация. Уотсън и Крик откриха, че ДНК има формата на двойна спирала или „спирална стълба“. Две вериги в него бяха разединени като „мълния“ и възпроизведоха липсващите части. Така всяка молекула дезоксирибонуклеинова киселина е способна да създаде две идентични копия.
Абревиатурата ДНК и елегантният модел с двойна спирала станаха известни в целия свят. Уотсън и Крик също стават известни. Тяхното откритие революционизира изучаването на биологията и генетиката, правейки възможни техниките за генно инженерство, използвани в съвременната биотехнология.
Документът в Nature доведе до присъждането на Нобеловата награда на тях и Уилкинс през 1962 г. Правилата на Шведската академия позволяват да бъдат награждавани не повече от трима учени. Розалинд Франклин умира от рак на яйчниците през 1958 г. Уилкинс я спомена мимоходом.
В годината, в която получава Нобеловата награда, Уотсън се жени за Елизабет Луис. Те имаха двама сина: Руфъс и Дънкан.
Продължаване на работата
Джеймс Уотсън продължава да работи с много други учени през 50-те години. Неговият гений се крие в способността му да координира работата на различни хора и да комбинира техните резултати, за да създаде нови заключения. През 1952 г. той използва въртящ се рентгенов анод, за да демонстрира спираловидната структура на вируса на тютюневата мозайка. От 1953 до 1955г Уотсън си сътрудничи с учени от Калифорнийския технологичен институт, за да моделира структурата на РНК. От 1955 до 1956 г той отново работи с Крик, за да открие принципите на структурата на вирусите. През 1956 г. той се премества в Харвард, където изследва РНК и протеиновия синтез.
Скандална хроника
През 1968 г. е публикувана противоречива книга за ДНК, чийто автор е Джеймс Уотсън. „Двойната спирала“ беше пълен с унизителни коментари и отмъстителни описания на много от хората, замесени в откритието, особено Розалинд Франклин. Поради това Harvard Press отказа да издаде книгата. Въпреки това произведението е публикувано и има голям успех. В по-късно издание Уотсън се извини за отношението си към Франклин, като каза, че не е знаел за натиска, пред който е била изправена като жена изследовател през 50-те години. Той получи най-голяма печалба от публикуването на два учебника - „Молекулярна биология на гена“ (1965) и „Молекулярна биология на клетката и рекомбинантна ДНК“ (актуализирано издание 2002), които все още не са от печат. През 2007 г. той публикува автобиографията си „Избягвайте скучните хора“. Житейски уроци по наука."
Джеймс Уотсън: принос към науката
През 1968 г. той става директор на лабораторията Cold Spring Harbor. По това време институтът изпитва финансови затруднения, но Уотсън много успешно намира донори. Оглавяваната от него институция се превърна в световен лидер по ниво на работа в областта на молекулярната биология. Неговите служители разкриха природата на рака и за първи път откриха неговите гени. Повече от 4000 учени от цял свят идват в Cold Spring Harbor всяка година, такова е дълбокото влияние на Института за международни генетични изследвания.
През 1990 г. Уотсън е назначен за директор на Проекта за човешкия геном на Националния институт по здравеопазване. Той използва способностите си за набиране на средства, за да осъществи проекта до 1992 г. Той напусна поради конфликт за патентоване на генетична информация. Джеймс Уотсън смята, че това само ще попречи на изследванията на учените, работещи по проекта.
Противоречиви твърдения
Престоят му в Cold Harbor приключи внезапно. На 14 октомври 2007 г., на път за конференция в Лондон, го питат за световните събития. Джеймс Уотсън, световноизвестен учен, отговори, че е мрачен относно перспективите на Африка. Според него цялата съвременна социална политика се основава на факта, че интелигентността на нейните жители е еднаква с тази на останалите, но резултатите от тестовете показват, че това не е така. Той продължи мисълта си с идеята, че прогресът в Африка е възпрепятстван от лошия генетичен материал. Общественото недоволство срещу тази забележка принуди Колд Спринг Харбър да поиска оставката му. По-късно ученият се извини и оттегли забележките си, като каза, че „няма научна основа за това“. В прощалната си реч той изрази визията си, че „крайната победа (над рака и психичните заболявания) е в рамките на нашия обсег“.
Въпреки тези неуспехи, генетикът Джеймс Уотсън продължава да прави противоречиви твърдения днес. През септември 2013 г., на среща за науката за мозъка в института Алън в Сиатъл, той отново направи противоречиво изявление относно убеждението си, че увеличаването на диагнозата на наследствени заболявания може да бъде свързано с по-късното раждане. „Колкото повече остарявате, толкова по-вероятно е да имате дефектни гени“, каза Уотсън, като също така предложи генетичен материал да се събира от хора под 15-годишна възраст за бъдещо зачеване чрез ин витро оплождане. Според него това би намалило шансовете животът на родителите да бъде съсипан от раждането на дете с физически или психически увреждания.
Английски физик (по образование), носител на Нобелова награда за физиология или медицина за 1962 г. (заедно с Джеймс УотсънИ Морис Уилкинс) с формулировката: „за откриването им на молекулярната структура на нуклеиновите киселини и нейното значение при предаването на информация в живата материя“.
По време на Втората световна война той работи в Адмиралтейството, където разработва магнитни и акустични мини за британския флот.
През 1946г Франсис КрийкПрочети книгата Ервин Шрьодингер: Какво е животът от гледна точка на физиката? и реши да напусне изследванията във физиката и да се заеме с проблемите на биологията. По-късно той пише, че за да се премине от физика към биология, човек трябва „почти да се роди отново“.
През 1947г Франсис Крийкнапусна Адмиралтейството и приблизително едновременно с Линус Полингпредположиха, че дифракционната картина на протеините се определя от алфа спирали, увити една около друга.
Франсис Крик се интересуваше от два основни нерешени проблема в биологията:
- Как молекулите позволяват прехода от неживо към живо?
- Как мозъкът осъществява мисленето?
През 1951г Франсис Крийксрещнах Джеймс Уотсъни заедно те се обърнаха към анализа на структурата на ДНК през 1953 г.
„Кариера Ф. Крикне може да се нарече бърз и ярък. На тридесет и пет той все още е Неполучава докторска степен (Докторантът приблизително съответства на титлата кандидат на науките - бележка на I.L. Vikentyev).
Германските бомби унищожиха лабораторията в Лондон, където той трябваше да измерва вискозитета на топла вода под налягане.
Крик не беше много разстроен, че кариерата му във физиката е стигнала до задънена улица. Биологията вече го привлича, така че бързо си намира работа в Кеймбридж, където темата му е измерване на вискозитета на цитоплазмата на клетките. Освен това той учи кристалография в Кавендиш.
Но Крик не е имал достатъчно търпение да развие успешно собствените си научни идеи, нито нужното усърдие да развие други. Неговите постоянни подигравки с другите, пренебрежението към собствената му кариера, съчетано със самоувереност и навика да дава съвети на другите, дразнят колегите му от Кавендиш.
Но самият Крик не беше ентусиазиран от научната посока на лабораторията, която се концентрира изключително върху протеините. Той беше сигурен, че търсенето върви в грешна посока. Тайната на гените се крие не в протеините, а в ДНК. Съблазнен от идеи Уотсън, той изостави собствените си изследвания и се фокусира върху изучаването на ДНК молекулата.
Така се появи страхотен дует от двама приятелски съперничещи таланти: млад, амбициозен американец, който разбира малко от биология, и светъл, но неконцентриран тридесет и пет годишен британец, който разбира от физика.
Комбинацията от две противоположности предизвика екзотермична реакция.
В рамките на няколко месеца, след като събраха собствените си данни и тези, получени преди това от други, но необработени, двама учени се доближиха до най-голямото откритие в цялата история на човечеството - дешифрирането на структурата на ДНК. […]
Но нямаше грешка.
Всичко се оказа изключително просто: ДНК съдържа код, изписан по дължината на цялата й молекула - елегантно издължена двойна спирала, която може да бъде колкото желаете дълга.
Кодът се копира поради химическия афинитет между съставните химични съединения - буквите на кода. Комбинациите от букви представляват текста на протеиновата молекула, изписан с все още неизвестен код. Простотата и елегантността на структурата на ДНК бяха зашеметяващи.
По късно Ричард Докинснаписа: „Това, което беше наистина революционно в ерата на молекулярната биология след Уотсън и Крик, беше, че кодът на живота беше записан в цифрова форма, невероятно подобно на кода на компютърна програма.“
Мат Ридли, Геном: автобиография на един вид в 23 глави, М., Ексмо, 2009, стр. 69-71.
След анализ на полученото Морис Уилкинсданни за разсейване на рентгенови лъчи върху ДНК кристали, Франсис Крийкзаедно с Джеймс Уотсънпострои през 1953 г. модел на триизмерната структура на тази молекула, наречен модел на Watson-Crick.
Франсис Крийкпише на сина си през 1953 г. горд: „ Джим Уотсъни направих може би най-важното откритие... Сега сме сигурни, че ДНК е код. По този начин последователността от основи („букви“) прави един ген различен от друг (точно както страниците с печатен текст се различават една от друга). Можете да си представите как природата прави копия на гени: ако две вериги са разплетени в две отделни вериги, F всяка верига прикрепя друга верига, тогава A винаги ще бъде с T, а G с C, и ще получим две копия вместо едно. С други думи, смятаме, че сме открили основния механизъм, чрез който животът идва от живота... Можете да разберете колко сме развълнувани.“
Цитирано в Matt Ridley, Life is a Discrete Code, in: Theories of Everything, ed. Джон Брокман, М., "Бином"; „Лаборатория на знанието“, 2016, с. единадесет.
Точно Франсис Крийкпрез 1958 г. “...с формулира „централната догма на молекулярната биология“, според която предаването на наследствена информация става само в една посока, а именно от ДНК към РНК и от РНК към протеин
.
Нейният смисъл е, че генетичната информация, записана в ДНК, се реализира под формата на протеини, но не директно, а с помощта на сроден полимер - рибонуклеинова киселина (РНК), като този път от нуклеиновите киселини към протеините е необратим. Така ДНК се синтезира върху ДНК, осигурявайки собствената си редупликация, т.е. възпроизвеждане на оригиналния генетичен материал през поколенията. РНК също се синтезира върху ДНК, което води до транскрипция (транскрипция) на генетична информация под формата на множество копия на РНК. РНК молекулите служат като матрици за протеинов синтез - генетичната информация се превежда под формата на полипептидни вериги.
Гнатик E.N., Човекът и неговите перспективи в светлината на антропогенетиката: философски анализ, М., Издателство на Руския университет за дружба с народите, 2005 г., стр. 71.
„През 1994 г. излезе книга, която предизвика широк отзвук Франсис Крик„Невероятна хипотеза. Научно търсене на душата."
Крик е скептичен към философите и философията като цяло, считайки техните абстрактни разсъждения за безплодни. Получава Нобелова награда за дешифриране на ДНК (с Дж. Уотсъни М. Уилкинс), той си поставя следната задача: да дешифрира природата на съзнанието въз основа на конкретни факти за функционирането на мозъка.
Като цяло той не се занимава с въпроса „какво е съзнанието?“, а с това как мозъкът го произвежда.
Той казва: „Вие, вашите радости и скърби, вашите спомени и амбиции, вашето чувство за лична идентичност и свободна воля, всъщност не са нищо повече от поведението на огромна общност от нервни клетки и техните взаимодействащи молекули.“
Най-вече Крик се интересува от въпроса: каква е природата на структурите и моделите, които осигуряват връзката и единството на съзнателния акт („проблемът на обвързването“)?
Защо много различни стимули, получени от мозъка, се свързват по такъв начин, че в крайна сметка създават единно преживяване, например образ на ходеща котка?
В природата на мозъчните връзки, смята той, трябва да се търси обяснение на феномена съзнание.
„Удивителната хипотеза“ всъщност е, че ключът към разбирането на природата на съзнанието и неговите качествени образи може да са синхронизираните изблици на неврони, записани в експерименти в диапазона от 35
преди 40
Херц в мрежи, свързващи таламуса с мозъчната кора.
Естествено, както философите, така и когнитивните учени се съмняваха, че от вибрациите на нервните влакна, може би действително свързани с проявата на феноменални характеристики на опита, е възможно да се изградят хипотези за съзнанието и неговите когнитивни процеси на мислене.
Юдина Н.С., Съзнание, физикализъм, наука, в колекция: Проблемът за съзнанието във философията и науката / Изд. DI. Дубровски, М., “Canon +”, 2009, стр.93.
Английският молекулярен биолог Франсис Хари Комптън Крик е роден в Нортхемптън и е най-големият от двамата синове на Хари Комптън Крик, богат производител на обувки, и Анна Елизабет (Уилкинс) Крик. Прекарвайки детството си в Нортхемптън, той посещава гимназия. По време на икономическата криза, последвала Първата световна война, бизнесът на семейството запада и родителите на Крик се преместват в Лондон. Като ученик в училище Mill Hill, Крик проявява силен интерес към физиката, химията и математиката. През 1934 г. той постъпва в Университетския колеж в Лондон, за да учи физика и се дипломира три години по-късно с бакалавърска степен. Докато завършва образованието си в Университетския колеж, Крик разглежда вискозитета на водата при високи температури; тази работа е прекъсната през 1939 г. от избухването на Втората световна война.
През годините на войната Крик работи върху създаването на мини в изследователската лаборатория на британското военноморско министерство. Две години след края на войната той продължава да работи в това министерство и тогава прочита известната книга на Ервин Шрьодингер „Какво е животът? Физически аспекти на живата клетка“ („Какво е животът? Физическите аспекти на живата клетка“), публикувана през 1944 г. В книгата Шрьодингер задава въпроса: „Как могат да бъдат обяснени пространствено-времевите събития, случващи се в живия организъм от гледна точка на физиката и химията?
Идеите, представени в книгата, повлияха на Крик толкова много, че той премина към биология, възнамерявайки да учи физика на елементарните частици. С подкрепата на Арчибалд У. Хил, Крик получава стипендия на Съвета за медицински изследвания и започва работа в лабораторията Strangeway в Кеймбридж през 1947 г. Тук той изучава биология, органична химия и техники за рентгенова дифракция, използвани за определяне на пространствената структура на молекулите. Неговите познания по биология се разширяват значително след преместването му през 1949 г. в лабораторията Кавендиш в Кеймбридж, един от световните центрове по молекулярна биология.
Под ръководството на Макс Перуц, Крик изучава молекулярната структура на протеините и следователно се интересува от генетичния код за последователността на аминокиселините в протеиновите молекули. Около 20 основни аминокиселини служат като мономерни единици, от които са изградени всички протеини. Изучавайки това, което той определи като „границата между живото и неживото“, Крик се опита да намери химическата основа на генетиката, която според него може да се крие в дезоксирибонуклеиновата киселина (ДНК).
Генетиката като наука възниква през 1866 г., когато Грегор Мендел формулира позицията, че „елементите“, по-късно наречени гени, определят унаследяването на физическите свойства. Три години по-късно швейцарският биохимик Фридрих Мишер открива нуклеиновата киселина и показва, че тя се съдържа в клетъчното ядро. В началото на новия век учените откриха, че гените се намират в хромозомите, структурните елементи на клетъчното ядро. През първата половина на 20в. биохимиците определят химичната природа на нуклеиновите киселини, а през 40-те години. изследователите са открили, че гените са направени от една от тези киселини, ДНК. Доказано е, че гените или ДНК контролират биосинтезата (или образуването) на клетъчни протеини, наречени ензими, и по този начин контролират биохимичните процеси в клетката.
Когато Крик започна да работи върху докторската си степен в Кеймбридж, вече беше известно, че нуклеиновите киселини се състоят от ДНК и РНК (рибонуклеинова киселина), всяка от които е образувана от молекули на пентозен монозахарид (дезоксирибоза или рибоза), фосфат и четири азотни бази - аденин, тимин, гуанин и цитозин (РНК съдържа урацил вместо тимин). През 1950 г. Ервин Чаргаф от Колумбийския университет показа, че ДНК съдържа равни количества от тези азотни бази. Морис Х.Ф. Уилкинс и колегата му Розалинд Франклин от Кингс Колидж, Лондонски университет, проведоха рентгенови дифракционни изследвания на ДНК молекули и заключиха, че ДНК има форма на двойна спирала, наподобяваща спирално стълбище.
През 1951 г. двадесет и три годишният американски биолог Джеймс Д. Уотсън кани Крик да работи в лабораторията Кавендиш. Впоследствие те установяват близки творчески контакти. Въз основа на ранната работа на Чаргаф, Уилкинс и Франклин, Крик и Уотсън се заели да определят химическата структура на ДНК. В продължение на две години те развиват пространствената структура на ДНК молекулата, като изграждат неин модел от топки, парчета тел и картон. Според техния модел ДНК е двойна спирала, състояща се от две вериги от монозахарид и фосфат (дезоксирибоза фосфат), свързани с базови двойки в спиралата, като аденин е свързан с тимин и гуанин с цитозин, а базите една с друга чрез водород облигации.
Моделът позволи на други изследователи ясно да визуализират репликацията на ДНК. Двете нишки на молекулата се разделят на местата на водородни връзки, като отвора на ципа, и след това се синтезира нова върху всяка половина от старата ДНК молекула. Последователността от бази действа като шаблон или шаблон за нова молекула.
През 1953 г. Крик и Уотсън завършват своя ДНК модел. През същата година Крик получава докторска степен от Кеймбридж с дисертация върху рентгенов дифракционен анализ на протеиновата структура. През следващата година той изучава структурата на протеините в Бруклинския политехнически институт в Ню Йорк и изнася лекции в различни университети в Съединените щати. Връщайки се в Кеймбридж през 1954 г., той продължава изследванията си в лабораторията Кавендиш, като се концентрира върху дешифрирането на генетичния код. Първоначално теоретик, Крик започва да работи със Сидни Бренер за изследване на генетични мутации в бактериофагите (вируси, които заразяват бактериалните клетки).
До 1961 г. са открити три типа РНК: информационна, рибозомна и транспортна. Крик и колегите му предложиха начин за разчитане на генетичния код. Според теорията на Крик информационната РНК получава генетична информация от ДНК в клетъчното ядро и я пренася до рибозомите (места на протеинов синтез) в цитоплазмата на клетката. Трансферната РНК пренася аминокиселините към рибозомите.
Месинджърът и рибозомната РНК, взаимодействайки помежду си, осигуряват свързването на аминокиселините за образуване на протеинови молекули в правилната последователност. Генетичният код се състои от триплети от азотни бази в ДНК и РНК за всяка от 20-те аминокиселини. Гените са изградени от множество основни триплети, които Крик нарича кодони; кодоните са еднакви при различните видове.
Крик, Уилкинс и Уотсън си поделят Нобеловата награда за физиология или медицина за 1962 г. „за техните открития относно молекулярната структура на нуклеиновите киселини и тяхното значение за предаването на информация в живите системи“. A. W. Engström от Karolinska Institute каза на церемонията по награждаването: „Откриването на пространствената молекулярна структура... ДНК е изключително важно, защото очертава възможността за разбиране в големи подробности на общите и индивидуалните характеристики на всички живи същества.“ Енгстрьом отбеляза, че „разкриването на двойната спирална структура на дезоксирибонуклеиновата киселина с нейното специфично сдвояване на азотни бази отваря фантастични възможности за разкриване на детайлите на контрола и предаването на генетична информация.“
В годината, в която получава Нобеловата награда, Крик става ръководител на биологичната лаборатория в университета в Кеймбридж и чуждестранен член на Съвета на института Salk в Сан Диего (Калифорния). През 1977 г. той се премества в Сан Диего, като получава покана за професор. В института Салков Крик провежда изследвания в областта на невробиологията, по-специално изучавайки механизмите на зрението и сънищата. През 1983 г., заедно с английския математик Греъм Мичисън, той предположи, че сънищата са страничен ефект от процеса, чрез който човешкият мозък се освобождава от прекомерни или безполезни асоциации, натрупани по време на будност. Учените са предположили, че тази форма на „обратно обучение“ съществува, за да предотврати претоварването на нервните процеси.
В книгата си „Самият живот: Неговият произход и природа“ (1981) Крик отбелязва удивителните прилики на всички форми на живот. „С изключение на митохондриите“, пише той, „генетичният код е идентичен във всички живи обекти, изследвани в момента“. Позовавайки се на открития в молекулярната биология, палеонтологията и космологията, той предположи, че животът на Земята може да е произлязъл от микроорганизми, които са били разпръснати из космоса от друга планета; тази теория той и колегата му Лесли Оргел нарекоха "директна панспермия".
През 1940 г. Крик се жени за Рут Дорийн Дод; имаха син. Те се развеждат през 1947 г., а две години по-късно Крик се жени за Одил Спийд. Имаха две дъщери.
Многобройните награди на Крик включват наградата Чарлз Леополд Майер на Френската академия на науките (1961 г.), Научната награда на Американското научно общество (1962 г.), Кралския медал (1972 г.), медала Копли на Кралското общество (1976 г.). Крик е почетен член на Кралското общество на Лондон, Кралското общество на Единбург, Кралската ирландска академия, Американската асоциация за напредък на науката, Американската академия за изкуства и науки и Американската национална академия на науките.