Crickas Francesas Harry Comptonas buvo vienas iš dviejų molekulinių biologų, kurie išaiškino genetinės informacijos nešėjo (DNR) struktūros paslaptį, taip padėdami pagrindą šiuolaikinei molekulinei biologijai. Nuo šio esminio atradimo jis daug prisidėjo prie genetinio kodo ir genų funkcijos supratimo, taip pat į neurobiologiją. 1962 m. Nobelio medicinos premija pasidalino su Jamesu Watsonu ir Maurice'u Wilkinsu už DNR struktūros išaiškinimą.
Francis Crick: biografija
Dviejų sūnų vyresnysis Francis gimė Harry Crick ir Elizabeth Ann Wilkins 1916 m. birželio 8 d. Northampton mieste, Anglijoje. Mokėsi vietinėje gimnazijoje ir ankstyvoje vaikystėje susidomėjo eksperimentais, dažnai lydimi cheminių sprogimų. Mokykloje laimėjo prizą už lauko gėlių skynimą. Be to, jis buvo apsėstas teniso, tačiau nelabai domėjosi kitais žaidimais ir sporto šakomis. Būdamas 14 metų Pranciškus gavo stipendiją Mill Hill mokykloje šiaurės Londone. Po ketverių metų, būdamas 18-os, jis įstojo į universiteto koledžą. Kai jam suėjo pilnametystė, jo tėvai persikėlė iš Northamptono į Mill Hill ir leido Pranciškui gyventi namuose, kol studijavo. Jis su pagyrimu baigė fizikos studijas.
Baigęs bakalauro studijas, Francis Crick, vadovaujamas da Costa Andrade universiteto koledže, tyrinėjo vandens klampumą esant slėgiui ir aukštai temperatūrai. 1940 m. Pranciškus gavo civilinį postą Admiralitete, kur dirbo kurdamas priešlaivinių minų projektavimą. Metų pradžioje Crickas vedė Ruth Doreen Dodd. Jų sūnus Michaelas gimė per oro antskrydį Londone 1940 m. lapkričio 25 d. Karui einant į pabaigą, Pranciškus buvo paskirtas mokslinei žvalgybai Britanijos Admiraliteto būstinėje Whitehall mieste, kur dirbo kurdamas ginklus.
Ant ribos tarp gyvo ir negyvojo
Supratęs, kad jam reikės papildomų mokymų, kad patenkintų norą tęsti pagrindinius tyrimus, Crickas nusprendė siekti aukštesniojo laipsnio. Anot jo, jį sužavėjo dvi biologijos sritys – riba tarp gyvo ir negyvojo bei smegenų veikla. Crickas pasirinko pirmąjį, nors mažai žinojo apie šią temą. Po preliminaraus tyrimo universiteto koledže 1947 m., Kembridžo laboratorijoje, vadovaujant Arthurui Hughesui, jis pasirinko programą, skirtą dirbti su auginamų vištienos fibroblastų citoplazmos fizinėmis savybėmis.
Po dvejų metų Crickas prisijungė prie Medicinos tyrimų tarybos grupės Cavendish laboratorijoje. Jame dalyvavo britų akademikai Maxas Perutzas ir Johnas Kendrew (būsimi Nobelio premijos laureatai). Pranciškus pradėjo su jais bendradarbiauti, neva tyrinėdamas baltymų struktūrą, bet iš tikrųjų dirbdamas su Watsonu, siekdamas atskleisti DNR struktūrą.
Dviguba spiralė
1947 m. Francis Crick išsiskyrė su Doreen ir 1949 m. vedė meno studentę Odile Speed, su kuria susipažino, kai ji tarnavo kariniame jūrų laivyne jo tarnybos Admiralitete metu. Jų santuoka sutapo su jo doktorantūros darbo apie baltymų rentgeno difrakciją pradžia. Tai molekulių kristalinės struktūros tyrimo metodas, leidžiantis nustatyti jų trimatės struktūros elementus.
1941 m. Cavendish laboratorijai vadovavo seras Williamas Lawrence'as Braggas, kuris prieš keturiasdešimt metų buvo rentgeno spindulių difrakcijos pradininkas. 1951 m. prie Cricko prisijungė Jamesas Watsonas, atvykęs amerikietis, mokęsis pas italų gydytoją Salvadoro Edvardą Luriją ir priklausęs fizikų grupei, tiriančių bakterinius virusus, žinomus kaip bakteriofagai.
Kaip ir jo kolegos, Watsonas domėjosi genų sudėties atskleidimu ir manė, kad DNR struktūros išskaidymas yra perspektyviausias sprendimas. Neformali Cricko ir Watsono partnerystė išsivystė dėl panašių ambicijų ir panašių mąstymo procesų. Jų patirtys papildė viena kitą. Kai jie pirmą kartą susitiko, Crickas daug žinojo apie rentgeno spindulių difrakciją ir baltymų struktūrą, o Watsonas gerai išmanė bakteriofagus ir bakterijų genetiką.
Franklino duomenys
Francis Crick ir žinojo apie biochemikų Maurice'o Wilkinso ir Londono King's College, kurie naudojo rentgeno spindulių difrakciją DNR struktūrai tirti, darbą. Crickas ypač paskatino Londono grupę sukurti modelius, panašius į tuos, kurie buvo pagaminti JAV, kad išspręstų baltymo alfa spiralės problemą. Paulingas, cheminio ryšio koncepcijos pradininkas, parodė, kad baltymai turi trimatę struktūrą ir nėra tiesiog linijinės aminorūgščių grandinės.
Wilkinsas ir Franklinas, veikdami savarankiškai, pirmenybę teikė labiau apgalvotam eksperimentiniam požiūriui, o ne Paulingo teoriniam modeliavimo metodui, kurio ir laikėsi Pranciškus. Kadangi grupė King's College neatsakė į jų pasiūlymus, Crickas ir Watsonas dalį dvejų metų laikotarpio skyrė diskusijoms ir spėlionėms. 1953 m. pradžioje jie pradėjo kurti DNR modelius.
DNR struktūra
Naudodami Franklino rentgeno spindulių difrakcijos duomenis ir per daug bandymų bei klaidų, jie sukūrė dezoksiribonukleino rūgšties molekulės modelį, kuris sutiko su Londono grupės išvadomis ir biochemiko Erwino Chargaffo duomenimis. 1950 m. pastarasis parodė, kad santykiniai keturių nukleotidų, sudarančių DNR, kiekiai atitinka tam tikras taisykles, iš kurių viena buvo adenino (A) kiekio atitikimas timino (T) kiekiui ir guanino kiekiui. G) į citozino kiekį (C). Šis ryšys rodo A ir T bei G ir C porą, paneigiant mintį, kad DNR yra ne kas kita, kaip tetranukleotidas, tai yra paprasta molekulė, susidedanti iš visų keturių bazių.
1953 m. pavasarį ir vasarą Watsonas ir Crickas parašė keturis straipsnius apie dezoksiribonukleino rūgšties struktūrą ir numatomas funkcijas, pirmasis iš jų pasirodė balandžio 25 d. žurnale Nature. Prie publikacijų buvo pateikti Wilkinso, Franklino ir jų kolegų darbai, kurie pristatė eksperimentinius modelio įrodymus. Watsonas laimėjo lotą ir pirmiausia iškėlė savo pavardę, taip amžinai susiedamas pagrindinį mokslo laimėjimą su Watson Creek pora.
Genetinis kodas
Per ateinančius kelerius metus Francis Crick ištyrė DNR ryšį, o jo bendradarbiavimas su Vernon Ingram 1956 m. parodė, kad pjautuvo pavidalo ląstelių hemoglobino sudėtis yra viena aminorūgštis, kuri skiriasi nuo įprasto hemoglobino. Tyrimas parodė, kad genetinės ligos gali būti susijusios su DNR ir baltymų santykiu.
Maždaug tuo metu Pietų Afrikos genetikas ir molekulinis biologas Sydney Brenneris prisijungė prie Crick Cavendish laboratorijoje. Jie pradėjo spręsti „kodavimo problemą“ – nustatyti, kaip DNR bazių seka suformuoja aminorūgščių seką baltyme. Darbas pirmą kartą buvo pristatytas 1957 m. pavadinimu „Apie baltymų sintezę“. Jame Crickas suformulavo pagrindinį molekulinės biologijos postulatą, pagal kurį informacija, perduota baltymui, negali būti grąžinta. Jis numatė baltymų sintezės mechanizmą, perkeldamas informaciją iš DNR į RNR ir iš RNR į baltymą.
Salko institutas
1976 m., būdamas atostogų, Crickui buvo pasiūlyta nuolatinė darbo vieta Salko biologinių studijų institute La Jolla, Kalifornijoje. Jis sutiko ir visą likusį gyvenimą dirbo Salko institute, įskaitant direktoriaus pareigas. Čia Crickas pradėjo tyrinėti smegenų funkcionavimą, kuris jį domino nuo pat mokslinės karjeros pradžios. Jis daugiausia rūpinosi sąmone ir bandė išspręsti šią problemą tyrinėdamas regėjimą. Crickas paskelbė keletą spekuliatyvių darbų apie sapnų ir dėmesio mechanizmus, tačiau, kaip rašė savo autobiografijoje, jis dar neturėjo sukurti jokios teorijos, kuri būtų ir nauja, ir įtikinamai paaiškintų daugybę eksperimentinių faktų.
Įdomus Salko instituto veiklos epizodas buvo jo idėjos apie „orientuotą panspermiją“ vystymas. Kartu su Leslie Orgel jis išleido knygą, kurioje pasiūlė, kad mikrobai plūduriuotų kosmose, kad galiausiai pasiektų ir pasėtų Žemę, ir kad tai buvo padaryta dėl „kažkieno“ veiksmų. Taigi, Francis Crick paneigė kreacionizmo teoriją, parodydamas, kaip gali būti pateikiamos spekuliacinės idėjos.
Mokslininkų apdovanojimai
Per savo, kaip energingo šiuolaikinės biologijos teoretiko, karjerą Francisas Crickas rinko, tobulino ir sintezavo kitų eksperimentinius darbus ir savo neįprastas įžvalgas panaudojo esminėms mokslo problemoms spręsti. Dėl nepaprastų pastangų jis pelnė daug apdovanojimų, be Nobelio premijos. Tai Laskerio premija, Prancūzijos mokslų akademijos Charleso Mayerio premija ir Karališkosios draugijos Copley medalis. 1991 m. buvo priimtas į ordiną „Už nuopelnus“.
Crickas mirė 2004 m. liepos 28 d. San Diege, sulaukęs 88 metų. 2016 metais šiaurės Londone buvo pastatytas Francis Crick institutas. 660 milijonų svarų sterlingų vertės struktūra tapo didžiausiu biomedicinos tyrimų centru Europoje.
Amerikiečių biochemikas, 1962 m. Nobelio fiziologijos ir medicinos premijos laureatas (kartu su Pranciškus Krikas Ir Maurice'as Wilkinsas) su formuluote: „už nukleorūgščių molekulinės struktūros atradimą ir jos reikšmę perduodant informaciją gyvoje medžiagoje“.
Kaip ir jo būsimasis bendraautoris apie DNR struktūros atradimą Francisas Crickas, Jamesas Watsonas perskaičius knygą Ervinas Schrodingeris„Kas yra gyvenimas fizikos požiūriu?“, nusprendžiau pakeisti savo buvusią aistrą ornitologijai ir studijuoti genetiką.
Matt Ridley, Genomas: rūšies autobiografija 23 skyriuose, M., Eksmo, 2009, p. 69.
„Biologas Watsonas, Neapolyje vykusioje konferencijoje apie biologinių makromolekulių struktūrą (1951 m.), pamatęs DNR rentgeno spindulių difrakcijos modelį. M. Wilkinsas, suprato, kad kadangi rentgeno spindulių difrakcijos modelis turi daug difrakcijos maksimumų, tai, matyt, rodo jo kristalinę taisyklingą struktūrą. Jis suprato, kad raktas į geno paslaptį yra DNR molekulės struktūros rentgeno difrakcinė analizė kartu su chemine analize.
Jis ėmėsi mokslinio darbo Cavendish Physical Laboratory (Kembridžas), kur fizikas Pranciškus Krikas fizikos mokslus apleidęs biologijai, vadovaujamas chemiko Maxo Perutzo, radiografiją panaudojo kaip organinių molekulių struktūros analizės metodą.
„Nuo pat pirmos dienos, praleistos laboratorijoje, – rašo Jamesas Watsonas, – man tapo aišku, kad Kembridže liksiu ilgam. Būtų akivaizdi kvailystė išvykti, nes netekčiau unikalios galimybės pasikalbėti su Francisu Cricku. Makso laboratorijoje buvo žmogus, kuris žinojo, kad DNR yra svarbesnė už baltymus – tai buvo tikra sėkmė... Netrukus mūsų pokalbiai per pietus susikoncentravo ties viena tema: kaip genai yra susiję vienas su kitu? Praėjus kelioms dienoms po mano atvykimo, jau žinojome, ką turime daryti...“ Ir toliau: „...dažnai, su savo lygtimis patekęs į aklavietę, jis ėmė manęs klausinėti apie fagus. Arba jis man suteikė informacijos apie kristalografiją, kurią būtų buvę galima surinkti įprastu būdu tik varginančiomis specialių žurnalų studijomis. (James Watson, Double Helix, M., „Pasaulis“, 1965, p. 61).
Bendra kūrybinė veikla F. Crickas Ir J. Watson vyko nenutrūkstamai bendraujant su Maurice'u Wilkinsu, kurio laboratorijoje buvo padarytos ryškiausios DNR rentgeno nuotraukos.
Mums šiame pavyzdyje reikšminga yra tai, kad trys visiškai skirtingo mokslinio profilio mokslininkai, turintys bendrą žinių ir interesų lauką, tiesioginiame bendravime pasiekė kategoriškų fizikos, chemijos ir biologijos schemų skverbimąsi, o tai lėmė didžiausią mokslo laimėjimą. – paveldimumo nešėjo struktūros nustatymas“ (Taip pat žr. rinkinį apie duetų / trio kūrybą – I. L. Vikentjevo pastaba).
Allahverdyan, A.G., Moshkova G.Yu., Yurevich A.V., Yaroshevsky M.G., Mokslo psichologija, M., „Maskvos psichologinis ir socialinis institutas“, Flintas, 1998, p. 91-92.
1953 metais Jamesas Watsonas kartu su Francisu Cricku sukūrė šios molekulės trimatės struktūros modelį (Watson-Crick modelį).
Šių mokslinių lenktynių pabaigą jis apibūdino taip: „Mes iš karto pradėjome dirbti blizgias metalines plokštes ir pradėjome statyti modelį, kuriame pirmą kartą buvo matomi visi DNR komponentai. Maždaug per valandą sutvarkiau atomus taip, kaip to reikalauja rentgeno duomenys ir stereochemijos dėsniai. Rezultatas yra dviguba dešinė spiralė su priešinga grandinės kryptimi.
James Watson, Double Helix, M., „Pasaulis“, 1969, p. 135.
Watson-Crick modelis leido paaiškinti, kaip vyksta DNR molekulės replikacija (tai yra padvigubėjimas) ląstelių dalijimosi metu, ir padėjo pagrindą genetinės informacijos perdavimo procesų baltymų sintezės metu tyrimui.
1989-1992 metais Jamesas Watsonas vadovavo JAV nacionalinio sveikatos instituto vykdomai žmogaus genomo programai – žmogaus DNR sekos iššifravimo programai. Jis yra pirmasis asmuo, kurio genomas buvo visiškai sekvenuotas.
2007 metais Jamesas Watsonas pasisakė už tai, kad skirtingų rasių atstovai turi skirtingus intelektinius gebėjimus, kurie nulemti genetiškai, štai tokia citata:
„Iš tikrųjų matau niūrias Afrikos perspektyvas, nes visa mūsų socialinė politika grindžiama prielaida, kad jie turi tokį patį intelektą kaip mes, kai visi testai sako, kad jie to nedaro.
Ir štai ką jis pasakė apie konstruktyvią kritiką: „Norint iš intelektualinių turnyrų dažniau išeiti laimėtojais, o ne pralaimėjusiais, reikia dalyvauti netikėtose intelektualinėse dvikovose. Niekas negali pakeisti žmonių, turinčių pakankamai žinių ir gebėjimų rasti jūsų samprotavimų klaidų arba pateikti jums faktus, galinčius patvirtinti arba paneigti jūsų nuomonę.
Kuo didesnis aplinkinių protinis aštrumas, tuo aštresnis bus jūsų paties protas.
Tai prieštarauja žmogaus prigimčiai, ypač vyriškai, tačiau gaujos lyderio pozicija gali tapti kliūtimi svarbesniems laimėjimams.
Daug geriau būti mažiausiai pažengusiu chemiku pirmos klasės chemijos skyriuje, nei būti pirmo masto žvaigžde ne tokiame puikiame skyriuje. Iki šeštojo dešimtmečio pradžios mokslinės sąveikos Linusas Paulingas su kolegomis buvo redukuoti daugiausia iki monologų, o ne dialogų. Jis norėjo būti susižavėjimo, o ne kritikos objektu.
Jamesas Watsonas, Venkite nuobodžiauti. Gyvenimo, gyvenimo ir mokslo pamokos, „Astrel“; „Korpusas“, 2010, p. 160.
Jamesas Watsonas yra molekulinės biologijos pradininkas, kartu su Francisu Cricku ir Maurice'u Wilkinsu laikomas DNR dvigubos spiralės atradėju. 1962 metais už savo darbą jie gavo Nobelio medicinos premiją.
James Watson: biografija
Gimė Čikagoje, JAV, 1928 m. balandžio 6 d. Jis lankė Horace'o Manno mokyklą, o vėliau - South Shore vidurinę mokyklą. Būdamas 15 metų jis įstojo į Čikagos universitetą pagal eksperimentinę stipendijų programą gabiems vaikams. Domėjimasis paukščių gyvenimu Jamesą Watsoną paskatino studijuoti biologiją, o 1947 m. jam buvo suteiktas zoologijos bakalauro laipsnis. Perskaičius žymią Erwino Schrödingerio knygą Kas yra gyvenimas? jis perėjo prie genetikos.
Po to, kai Caltech ir Harvardas jį atmetė, Jamesas Watsonas laimėjo stipendiją Indianos universiteto absolventams. 1950 m. už darbą apie rentgeno spinduliuotės poveikį bakteriofagų virusų dauginimuisi jam buvo suteiktas zoologijos mokslų daktaro laipsnis. Iš Indianos Watsonas persikėlė į Kopenhagą ir toliau studijavo virusus kaip Nacionalinės tyrimų tarybos narys.
Išskleiskite DNR!
Apsilankęs Niujorko laboratorijoje Cold Spring Harbore, kur apžvelgė Hershey ir Chase'o tyrimų rezultatus, Watsonas įsitikino, kad DNR yra molekulė, atsakinga už genetinės informacijos perdavimą. Jį sužavėjo mintis, kad jei suprastų jo struktūrą, jis galėtų išsiaiškinti, kaip duomenys perduodami tarp ląstelių. Virusų tyrimai jo nebedomino tiek, kiek ši nauja kryptis.
1951 m. pavasarį konferencijoje Neapolyje jis susipažino su Maurice'u Wilkinsu. Pastarasis pademonstravo pirmųjų bandymų panaudoti rentgeno spindulių difrakciją DNR molekulei vaizduoti rezultatus. Watsonas, sujaudintas Wilkinso duomenų, rudenį atvyko į Didžiąją Britaniją. Jis įsidarbino Cavendish laboratorijoje, kur pradėjo bendradarbiauti su Francisu Cricku.
Pirmieji bandymai
Bandydami išsiaiškinti DNR molekulinę struktūrą, Jamesas Watsonas ir Francisas Crickas nusprendė naudoti modeliu pagrįstą metodą. Abu buvo įsitikinę, kad jo struktūros sprendimas atliks pagrindinį vaidmenį suprantant genetinės informacijos perdavimą iš tėvų į dukterines ląsteles. Biologai suprato, kad DNR struktūros atradimas būtų didelis mokslo laimėjimas. Tuo pat metu jie žinojo, kad tarp kitų mokslininkų yra konkurentų, tokių kaip Linusas Paulingas.
Crickas ir Jamesas Watsonas labai sunkiai modeliavo DNR. Nė vienas iš jų neturėjo chemijos išsilavinimo, todėl naudojo standartinius chemijos vadovėlius, kad iškirptų kartonines cheminių jungčių konfigūracijas. Atvykęs magistrantas pastebėjo, kad, remiantis naujais duomenimis, kurie nėra knygose, kai kurios jo kartoninės cheminės jungtys buvo panaudotos atvirkščiai. Maždaug tuo pačiu metu Watsonas dalyvavo Rosalind Franklin paskaitoje netoliese esančiame King's College. Matyt, jis nelabai atidžiai klausėsi.
Neatleistina klaida
Dėl klaidos pirmasis mokslininkų bandymas sukurti DNR modelį nepavyko. Jamesas Watsonas ir Francisas Crickas sukonstravo trigubą spiralę su azoto bazėmis konstrukcijos išorėje. Kai jie pristatė modelį savo kolegoms, Rosalind Franklin jį griežtai kritikavo. Jos tyrimų rezultatai aiškiai parodė, kad egzistuoja dvi DNR formos. Drėgnesnis atitiko tą, kurį bandė sukurti Watsonas ir Crickas, tačiau jie sukūrė DNR modelį be vandens. Franklin pažymėjo, kad jei jos darbas būtų interpretuojamas teisingai, azoto bazės būtų molekulės viduje. Jausdamasis sugniuždytas dėl tokios viešos nesėkmės, Cavendish laboratorijos direktorius rekomendavo tyrėjams atsisakyti savo požiūrio. Mokslininkai oficialiai persikėlė į kitas sritis, bet privačiai toliau galvojo apie DNR problemą.
Šnipo atradimas
Wilkinsas, dirbęs King's College kartu su Franklinu, asmeniškai konfliktavo su ja. Rosalind buvo tokia nepatenkinta, kad nusprendė perkelti savo tyrimus kitur. Neaišku, kaip, bet Wilkins gavo vieną geriausių DNR molekulės rentgeno vaizdų. Ji galėjo net pati jį jam padovanoti, kai tvarkė savo biurą. Tačiau neabejotina, kad atvaizdą jis išnešė iš laboratorijos be Franklino leidimo ir parodė savo draugui Vatsonui Cavendish mieste. Vėliau savo knygoje „Dviguba spiralė“ jis rašė, kad akimirką, kai pamatė nuotrauką, jam atkrito žandikaulis ir padažnėjo pulsas. Viskas buvo neįtikėtinai paprasčiau nei anksčiau gauta A forma. Be to, nuotraukoje vyravęs juodas atspindžių kryžius galėjo atsirasti tik iš spiralinės struktūros.
Nobelio premijos laureatas
Biologai panaudojo naujus duomenis, kad sukurtų dvigrandės spiralės modelį, kurio centre yra azoto bazės A-T ir C-G porose. Šis poravimas iš karto pasiūlė Crickui, kad viena molekulės pusė galėtų būti kaip šablonas tiksliai pasikartojančioms DNR sekoms, kad būtų galima pernešti genetinę informaciją ląstelių dalijimosi metu. Šis antrasis sėkmingas modelis buvo pristatytas 1951 m. vasario mėn. 1953 m. balandžio mėn. jie paskelbė savo išvadas žurnale Nature. Straipsnis sukėlė sensaciją. Watsonas ir Crickas atrado, kad DNR turi dvigubos spiralės arba „spiralinių laiptų“ formą. Dvi grandinės jame buvo atjungtos kaip „žaibas“ ir atkūrė trūkstamas dalis. Taigi kiekviena dezoksiribonukleorūgšties molekulė gali sukurti dvi identiškas kopijas.
Santrumpa DNR ir elegantiškas dvigubos spiralės modelis tapo žinomi visame pasaulyje. Watsonas ir Crickas taip pat išgarsėjo. Jų atradimas sukėlė revoliuciją biologijos ir genetikos tyrime, todėl tapo įmanoma naudoti šiuolaikinėje biotechnologijoje naudojamus genų inžinerijos metodus.
Gamtos dokumentas paskatino Nobelio premiją jiems ir Wilkinsui 1962 m.. Švedijos akademijos taisyklės leidžia apdovanoti ne daugiau kaip tris mokslininkus. Rosalind Franklin mirė nuo kiaušidžių vėžio 1958 m. Wilkinsas ją paminėjo pro šalį.
Tais metais, kai gavo Nobelio premiją, Watsonas vedė Elizabeth Lewis. Jie susilaukė dviejų sūnų: Rufuso ir Duncano.
Tęsiamas darbas
Jamesas Watsonas ir toliau dirbo su daugeliu kitų mokslininkų šeštąjį dešimtmetį. Jo genialumas slypi gebėjime koordinuoti skirtingų žmonių darbą ir derinti jų rezultatus prie naujų išvadų. 1952 m. jis panaudojo besisukantį rentgeno anodą, kad parodytų spiralinę tabako mozaikos viruso struktūrą. Nuo 1953 iki 1955 m Watsonas bendradarbiavo su Kalifornijos technologijos instituto mokslininkais, kad modeliuotų RNR struktūrą. Nuo 1955 iki 1956 m jis vėl dirbo su Crick, kad atskleistų virusų struktūros principus. 1956 m. jis persikėlė į Harvardą, kur tyrinėjo RNR ir baltymų sintezę.
Skandalinga kronika
1968 metais buvo išleista prieštaringa knyga apie DNR, kurios autorius yra Jamesas Watsonas. „Dviguba spiralė“ buvo pilna menkinančių komentarų ir kerštingų daugelio su atradimu susijusių žmonių, ypač Rosalind Franklin, aprašymų. Dėl šios priežasties Harvard Press atsisakė leisti knygą. Nepaisant to, kūrinys buvo išleistas ir sulaukė didžiulės sėkmės. Vėlesniame leidime Watsonas atsiprašė už elgesį su Franklin, sakydamas, kad jis nežinojo apie spaudimą, su kuriuo ji susidūrė būdama 1950-aisiais mokslininkė. Didžiausią pelną jis gavo išleidęs du vadovėlius – „Genų molekulinė biologija“ (1965 m.) ir „Ląstelių ir rekombinantinės DNR molekulinė biologija“ (atnaujintas leidimas 2002 m.), kurie vis dar nėra spausdinami. 2007 m. jis išleido savo autobiografiją „Avoid Boring People“. Gyvenimo pamokos moksle“.
James Watson: indėlis į mokslą
1968 m. jis tapo Cold Spring Harbor laboratorijos direktoriumi. Tuo metu institutas patyrė finansinių sunkumų, tačiau Watsonui labai sekėsi rasti donorų. Jo vadovaujama institucija tapo pasauline lydere pagal darbo lygį molekulinės biologijos srityje. Jos darbuotojai atskleidė vėžio prigimtį ir pirmą kartą atrado jo genus. Kasmet į Cold Spring Harbor atvyksta daugiau nei 4000 mokslininkų iš viso pasaulio – tokia didelė Tarptautinių genetinių tyrimų instituto įtaka.
1990 m. Watsonas buvo paskirtas Nacionalinio sveikatos instituto žmogaus genomo projekto direktoriumi. Jis panaudojo savo lėšų rinkimo sugebėjimus įgyvendindamas projektą iki 1992 m. Jis išvyko dėl konflikto dėl genetinės informacijos patentavimo. Jamesas Watsonas manė, kad tai tik trukdys mokslininkų, dirbančių su projektu, tyrimams.
Prieštaringi pareiškimai
Jo viešnagė Cold Harbore staiga baigėsi. 2007 m. spalio 14 d., pakeliui į konferenciją Londone, jo paklausė apie pasaulio įvykius. Pasaulyje žinomas mokslininkas Jamesas Watsonas atsakė niūriai žiūrintis į Afrikos perspektyvas. Anot jo, visa šiuolaikinė socialinė politika remiasi tuo, kad jos gyventojų intelektas yra toks pat kaip ir kitų, tačiau testų rezultatai rodo, kad taip nėra. Jis tęsė savo mintį su mintimi, kad pažangą Afrikoje stabdo prasta genetinė medžiaga. Visuomenės pasipiktinimas dėl šios pastabos privertė Cold Spring Harborą paprašyti jo atsistatydinimo. Vėliau mokslininkas atsiprašė ir atsiėmė savo pastabas, sakydamas, kad „tam nėra jokio mokslinio pagrindo“. Atsisveikinimo kalboje jis išreiškė savo viziją, kad „galutinė pergalė (prieš vėžį ir psichines ligas) mums pasiekiama“.
Nepaisant šių nesėkmių, genetikas Jamesas Watsonas šiandien ir toliau kelia prieštaringus teiginius. 2013 m. rugsėjį Sietle Alleno institute vykusiame susitikime apie smegenų mokslą jis vėl išsakė prieštaringą pareiškimą apie savo įsitikinimą, kad paveldimų ligų diagnozavimo padidėjimas gali būti susijęs su vėlesniu gimdymu. "Kuo vyresnis, tuo didesnė tikimybė, kad jūsų genai bus defektų", - sakė Watsonas, taip pat siūlydamas, kad genetinė medžiaga turėtų būti renkama iš jaunesnių nei 15 metų amžiaus žmonių, kad ateityje būtų galima apvaisinti in vitro. Jo nuomone, tai sumažintų tikimybę, kad gimus fizinę ar psichinę negalią turinčiam vaikui sugriaus tėvų gyvenimas.
Anglų fizikas (pagal išsilavinimą), 1962 m. Nobelio fiziologijos ir medicinos premijos laureatas (kartu su Jamesas Watsonas Ir Maurice'as Wilkinsas) su formuluote: „už nukleorūgščių molekulinės struktūros atradimą ir jos reikšmę perduodant informaciją gyvoje medžiagoje“.
Antrojo pasaulinio karo metu dirbo Admiralitete, kur britų laivynui kūrė magnetines ir akustines minas.
1946 metais Francis Creek skaityk knyga Ervinas Schrodingeris: Kas yra gyvenimas fizikos požiūriu? ir nusprendė palikti fizikos tyrimus ir imtis biologijos problemų. Vėliau jis rašė, kad norint pereiti nuo fizikos prie biologijos, reikia „beveik gimti iš naujo“.
1947 metais Francis Creek išėjo iš Admiraliteto ir maždaug kartu su Linusas Paulingas iškėlė hipotezę, kad baltymų difrakcijos modelį nulėmė alfa spiralės, apvyniotos viena aplink kitą.
Francis Crick domėjosi dviem esminėmis neišspręstomis biologijos problemomis:
– Kaip molekulės įgalina perėjimą iš negyvojo į gyvą?
– Kaip smegenys vykdo mąstymą?
1951 metais Francis Creek susitiko Jamesas Watsonas ir kartu jie pradėjo analizuoti DNR struktūrą 1953 m.
"Karjera F. Crickas negali būti vadinamas greitu ir ryškiu. Trisdešimt penkerių jis vis dar yra Ne gavo daktaro laipsnį (PhD apytikriai atitinka mokslų kandidato vardą – I.L. Vikentjevo pastaba).
Vokiečių bombos sunaikino laboratoriją Londone, kur jis turėjo išmatuoti šilto vandens klampumą esant slėgiui.
Crickas nebuvo labai nusiminęs, kad jo fizikos karjera atsidūrė aklavietėje. Biologija jį jau patraukė, todėl greitai susirado darbą Kembridže, kur jo tema buvo ląstelių citoplazmos klampumo matavimas. Be to, Cavendish studijavo kristalografiją.
Tačiau Crickas neturėjo pakankamai kantrybės, kad galėtų sėkmingai plėtoti savo mokslines idėjas, nei tinkamo kruopštumo plėtoti kitas. Jo nuolatinis tyčiojimasis iš kitų, savo karjeros nepaisymas, kartu su pasitikėjimu savimi ir įpročiu patarti kitiems, erzino Cavendish kolegas.
Tačiau pats Crickas nebuvo entuziastingas dėl mokslinės laboratorijos krypties, kuri buvo sutelkta tik į baltymus. Jis buvo įsitikinęs, kad paieška vyksta ne ta kryptimi. Genų paslaptis slypi ne baltymuose, o DNR. Suviliotas idėjų Vatsonas, jis atsisakė savo tyrimų ir sutelkė dėmesį į DNR molekulės tyrimą.
Taip susiformavo puikus dviejų draugiškų, varžovų talentų duetas: jauno, ambicingo amerikiečio, šiek tiek išmanančio biologiją, ir šviesaus proto, bet nesusikaupusio trisdešimt penkerių metų brito, suprantančio fiziką.
Dviejų priešingybių derinys sukėlė egzoterminę reakciją.
Per kelis mėnesius, sudėję savo ir kitų anksčiau gautus, bet neapdorotus duomenis, du mokslininkai priartėjo prie didžiausio atradimo per visą žmonijos istoriją – DNR struktūros iššifravimo. […]
Bet klaidos nebuvo.
Viskas pasirodė itin paprasta: DNR yra kodas, parašytas išilgai visos jos molekulės – elegantiškai pailgos dvigubos spiralės, kurios ilgis gali būti tiek, kiek norisi.
Kodas nukopijuojamas dėl cheminio giminingumo tarp sudedamųjų cheminių junginių – kodo raidžių. Raidžių deriniai žymi baltymo molekulės tekstą, parašytą dar nežinomu kodu. DNR struktūros paprastumas ir elegancija pribloškė.
Vėliau Richardas Dawkinsas rašė: „Tikrai revoliucinga molekulinės biologijos eroje po Watsono ir Cricko buvo tai, kad gyvybės kodas buvo užrašytas skaitmenine forma, neįtikėtinai panašus į kompiuterinės programos kodą.
Matt Ridley, Genomas: rūšies autobiografija 23 skyriuose, M., Eksmo, 2009, p. 69-71.
Išanalizavęs gautą Maurice'as Wilkinsas duomenys apie rentgeno spindulių sklaidą ant DNR kristalų, Francis Creek kartu su Jamesas Watsonas 1953 m. pastatytas šios molekulės trimatės struktūros modelis, vadinamas Watson-Crick modeliu.
Francis Creek 1953 m. didžiuodamasis savo sūnui rašė: „ Jimas Watsonas ir aš padariau bene svarbiausią atradimą... Dabar esame tikri, kad DNR yra kodas. Taigi bazių seka („raidės“) daro vieną geną skirtingą nuo kito (kaip ir spausdinto teksto puslapiai skiriasi vienas nuo kito). Galite įsivaizduoti, kaip Gamta kuria genų kopijas: jei dvi grandinės yra išpintos į dvi atskiras grandines, F kiekviena grandinė pritvirtina kitą grandinę, tada A visada bus su T, o G su C, ir mes gausime dvi kopijas vietoj vienos. Kitaip tariant, manome, kad radome pagrindinį mechanizmą, pagal kurį gyvybė kyla iš gyvenimo... Galite suprasti, kaip mes esame susijaudinę.
Cituojama Matt Ridley, Gyvenimas yra diskretiškas kodas, knygoje: Theories of Everything, red. Johnas Brockmanas, M., „Binomas“; „Žinių laboratorija“, 2016, p. vienuolika.
Būtent Francis Creek 1958 metais „... su suformulavo „centrinę molekulinės biologijos dogmą“, pagal kurią paveldima informacija perduodama tik viena kryptimi – iš DNR į RNR ir iš RNR į baltymą.
.
Jo prasmė ta, kad DNR įrašyta genetinė informacija realizuojama baltymų pavidalu, bet ne tiesiogiai, o su giminingo polimero – ribonukleino rūgšties (RNR) pagalba, ir šis kelias nuo nukleino rūgščių iki baltymų yra negrįžtamas. Taigi DNR sintetinama ant DNR, užtikrinant jos pačios reduplikaciją, t.y. pradinės genetinės medžiagos dauginimasis kartų kartos. RNR taip pat sintetinama DNR, todėl genetinė informacija transkripuojama (transkripuojama) į daugybę RNR kopijų. RNR molekulės tarnauja kaip šablonai baltymų sintezei – genetinė informacija paverčiama polipeptidinių grandinių forma.
Gnatik E.N., Žmogus ir jo perspektyvos antropogenetikos šviesoje: filosofinė analizė, M., Rusijos tautų draugystės universiteto leidykla, 2005, p. 71.
„1994 metais buvo išleista platų rezonansą sukėlusi knyga Pranciškus Krikas„Nuostabi hipotezė. Mokslinės sielos paieškos“.
Crickas skeptiškai žiūri į filosofus ir filosofiją apskritai, laikydamas, kad jų abstraktūs samprotavimai yra nevaisingi. Gavo Nobelio premiją už DNR dekodavimą (su J. Watson ir M. Wilkinsas), jis iškėlė sau tokią užduotį: iššifruoti sąmonės prigimtį, remiantis konkrečiais faktais apie smegenų funkcionavimą.
Apskritai jam rūpi ne klausimas "kas yra sąmonė?", o tai, kaip smegenys ją gamina.
Jis sako: „Tu“, tavo džiaugsmai ir vargai, tavo prisiminimai ir ambicijos, tavo asmeninės tapatybės jausmas ir laisva valia, iš tikrųjų yra ne kas kita, kaip didžiulės nervinių ląstelių bendruomenės ir jų sąveikaujančių molekulių elgesys.
Labiausiai Crickui rūpi klausimas: kokia yra struktūrų ir modelių, užtikrinančių sąmoningo veiksmo ryšį ir vienybę („rišimo problema“), prigimtis?
Kodėl labai skirtingi dirgikliai, kuriuos gauna smegenys, susijungia taip, kad galiausiai sukuria vieningą patirtį, pavyzdžiui, vaikštančios katės įvaizdį?
Jis mano, kad būtent smegenų jungčių prigimtyje reikia ieškoti sąmonės reiškinio paaiškinimo.
Tiesą sakant, „nuostabi hipotezė“ yra ta, kad raktas į supratimą apie sąmonės prigimtį ir jos kokybinius vaizdus gali būti sinchronizuoti neuronų pliūpsniai, užfiksuoti atliekant eksperimentus nuo 35
prieš 40
Hercas tinkluose, jungiančiuose talamusą su smegenų žieve.
Natūralu, kad tiek filosofai, tiek kognityviniai mokslininkai abejojo, ar iš nervinių skaidulų virpesių, galbūt iš tikrųjų susijusių su fenomenalių patirties ypatybių pasireiškimu, galima kelti hipotezes apie sąmonę ir jos pažintinius mąstymo procesus.
Yudina N.S., Sąmonė, fiziškumas, mokslas, rinkinyje: sąmonės problema filosofijoje ir moksle / Red. DI. Dubrovsky, M., „Canon +“, 2009, p.93.
Anglų molekulinis biologas Francis Harry Compton Crick gimė Northamptone ir buvo vyriausias iš dviejų Harry Compton Crick, turtingo batų gamintojo, ir Annos Elizabeth (Wilkins) Crick sūnų. Vaikystę praleidęs Northamptone, jis lankė vidurinę mokyklą. Per ekonominę krizę, kilusią po Pirmojo pasaulinio karo, šeimos verslo reikalai pablogėjo ir Cricko tėvai persikėlė į Londoną. Būdamas Mill Hill mokyklos studentas, Crickas labai domėjosi fizika, chemija ir matematika. 1934 m. jis įstojo į Londono universiteto koledžą studijuoti fizikos ir po trejų metų baigė bakalauro laipsnį. Baigdamas mokslus universiteto koledže, Crickas svarstė vandens klampumą aukštoje temperatūroje; šis darbas buvo nutrauktas 1939 m. prasidėjus Antrajam pasauliniam karui.
Karo metais Crickas dirbo kurdamas minas Didžiosios Britanijos karinio jūrų laivyno ministerijos tyrimų laboratorijoje. Dvejus metus po karo pabaigos jis toliau dirbo šioje ministerijoje ir būtent tada perskaitė garsiąją Erwino Schrödingerio knygą „Kas yra gyvenimas? Fiziniai gyvos ląstelės aspektai“ („What Is Life? The Physical Aspects of the Living Cell“), išleista 1944 m. Knygoje Schrödingeris užduoda klausimą: „Kaip galima paaiškinti gyvame organizme vykstančius erdvės ir laiko įvykius fizikos ir chemijos požiūriu?
Knygoje pateiktos idėjos taip paveikė Cricką, kad jis perėjo į biologiją, ketindamas studijuoti dalelių fiziką. Remiamas Archibald W. Hill, Crick gavo Medicinos tyrimų tarybos stipendiją ir pradėjo dirbti Strangeway laboratorijoje Kembridže 1947 m. Čia jis studijavo biologiją, organinę chemiją ir rentgeno spindulių difrakcijos metodus, naudojamus erdvinei molekulių struktūrai nustatyti. Jo žinios apie biologiją labai išsiplėtė po to, kai 1949 m. persikėlė į Cavendish laboratoriją Kembridže, viename iš pasaulio molekulinės biologijos centrų.
Vadovaujant Maxui Perutzui, Crickas tyrinėjo baltymų molekulinę struktūrą, todėl susidomėjo genetiniu aminorūgščių sekos kodu baltymų molekulėse. Apie 20 nepakeičiamų aminorūgščių tarnauja kaip monomeriniai vienetai, iš kurių gaminami visi baltymai. Tyrinėdamas tai, ką jis apibrėžė kaip „ribą tarp gyvųjų ir negyvųjų“, Crickas siekė rasti cheminį genetikos pagrindą, kuris, jo manymu, gali būti dezoksiribonukleino rūgštyje (DNR).
Genetika kaip mokslas atsirado 1866 m., kai Gregoras Mendelis suformulavo poziciją, kad „elementai“, vėliau vadinami genais, lemia fizinių savybių paveldėjimą. Po trejų metų Šveicarijos biochemikas Friedrichas Miescheris atrado nukleino rūgštį ir parodė, kad jos yra ląstelės branduolyje. Naujojo amžiaus sandūroje mokslininkai atrado, kad genai yra chromosomose – ląstelės branduolio struktūriniuose elementuose. XX amžiaus pirmoje pusėje. biochemikai nustatė nukleorūgščių cheminę prigimtį, o 40 m. mokslininkai išsiaiškino, kad genai yra pagaminti iš vienos iš šių rūgščių – DNR. Įrodyta, kad genai, arba DNR, kontroliuoja ląstelių baltymų, vadinamų fermentais, biosintezę (arba susidarymą) ir taip kontroliuoja biocheminius procesus ląstelėje.
Kai Crickas pradėjo dirbti doktorantūroje Kembridže, jau buvo žinoma, kad nukleorūgštys susideda iš DNR ir RNR (ribonukleino rūgšties), kurių kiekvieną sudaro pentozės monosacharido (dezoksiribozės arba ribozės), fosfato ir keturių azoto bazių molekulės. adeninas, timinas, guaninas ir citozinas (RNR vietoj timino yra uracilo). 1950 metais Erwinas Chargaffas iš Kolumbijos universiteto parodė, kad DNR yra vienodas šių azoto bazių kiekis. Maurice'as H.F. Wilkinsas ir jo kolegė Rosalind Franklin iš Karaliaus koledžo, Londono universiteto, atliko DNR molekulių rentgeno spindulių difrakcijos tyrimus ir padarė išvadą, kad DNR yra dvigubos spiralės formos, primenančios spiralinius laiptus.
1951 metais dvidešimt trejų metų amerikiečių biologas Jamesas D. Watsonas pakvietė Cricką dirbti Cavendish laboratorijoje. Vėliau jie užmezgė glaudžius kūrybinius ryšius. Remdamiesi ankstyvaisiais Chargaffo, Wilkinso ir Franklino darbais, Crickas ir Watsonas nusprendė nustatyti cheminę DNR struktūrą. Per dvejus metus jie sukūrė DNR molekulės erdvinę struktūrą, sukonstruodami jos modelį iš rutuliukų, vielos gabalėlių ir kartono. Pagal jų modelį DNR yra dviguba spiralė, susidedanti iš dviejų monosacharido ir fosfato (dezoksiribozės fosfato) grandinių, sujungtų bazių poromis spiralės viduje, su adeninu, sujungtu su timinu, o guaninu – su citozinu, o bazės viena su kita – vandeniliu. obligacijų.
Šis modelis leido kitiems tyrėjams aiškiai įsivaizduoti DNR replikaciją. Dvi molekulės grandinės yra atskirtos vandenilio jungimosi vietose, kaip užtrauktuko atidarymas, o po to ant kiekvienos senosios DNR molekulės pusės sintetinama nauja. Bazių seka veikia kaip naujos molekulės šablonas arba modelis.
1953 m. Crickas ir Watsonas užbaigė savo DNR modelį. Tais pačiais metais Crickas gavo daktaro laipsnį Kembridžo universitete su disertacija apie baltymų struktūros rentgeno difrakcinę analizę. Kitais metais jis studijavo baltymų struktūrą Bruklino politechnikos institute Niujorke ir skaitė paskaitas įvairiuose JAV universitetuose. Grįžęs į Kembridžą 1954 m., jis tęsė savo tyrimus Cavendish laboratorijoje, sutelkdamas dėmesį į genetinio kodo iššifravimą. Iš pradžių buvęs teoretikas, Crickas pradėjo dirbti su Sidney Brenneriu, siekdamas ištirti bakteriofagų (virusų, užkrečiančių bakterines ląsteles) genetines mutacijas.
Iki 1961 m. buvo atrasti trys RNR tipai: pasiuntinio, ribosomų ir transportavimo. Crickas ir jo kolegos pasiūlė būdą nuskaityti genetinį kodą. Pagal Cricko teoriją, pasiuntinio RNR gauna genetinę informaciją iš ląstelės branduolyje esančios DNR ir perneša ją į ribosomas (baltymų sintezės vietas) ląstelės citoplazmoje. Pernešimo RNR perneša aminorūgštis į ribosomas.
Messenger ir ribosominė RNR, sąveikaudamos viena su kita, užtikrina aminorūgščių ryšį, kad susidarytų teisinga seka baltymų molekulės. Genetinį kodą sudaro azoto bazių tripletai DNR ir RNR kiekvienai iš 20 aminorūgščių. Genai susideda iš daugybės pagrindinių trynukų, kuriuos Crickas pavadino kodonais; skirtingų rūšių kodonai yra vienodi.
Crickas, Wilkinsas ir Watsonas pasidalino 1962 m. Nobelio fiziologijos ir medicinos premiją „už atradimus, susijusius su nukleorūgščių molekuline struktūra ir jų svarba perduodant informaciją gyvose sistemose“. A. W. Engström iš Karolinskos instituto apdovanojimo ceremonijoje sakė: „Erdvinės molekulinės struktūros...DNR atradimas yra nepaprastai svarbus, nes jis nubrėžia galimybę labai išsamiai suprasti bendrąsias ir individualias visų gyvų būtybių savybes“. Engström pažymėjo, kad „dvigubos spiralinės dezoksiribonukleino rūgšties struktūros išskaidymas su specifiniu azoto bazių poravimu atveria fantastiškas galimybes atskleisti genetinės informacijos valdymo ir perdavimo detales“.
Tais metais, kai gavo Nobelio premiją, Crickas tapo Kembridžo universiteto biologinės laboratorijos vadovu ir Salko instituto San Diege (Kalifornija) tarybos nariu iš užsienio. 1977 m. jis persikėlė į San Diegą ir gavo kvietimą eiti profesoriaus pareigas. Salkovo institute Crickas atliko tyrimus neurobiologijos srityje, ypač tyrinėdamas regėjimo ir sapnų mechanizmus. 1983 m. kartu su anglų matematiku Grahamu Mitchisonu jis pasiūlė, kad sapnai yra proceso, kurio metu žmogaus smegenys išsivaduoja nuo pernelyg didelių ar nenaudingų asociacijų, susikaupusių budrumo metu, šalutinis poveikis. Mokslininkai iškėlė hipotezę, kad ši „atvirkštinio mokymosi“ forma egzistuoja siekiant išvengti nervinių procesų perkrovimo.
Savo knygoje „Gyvenimas pats: jo kilmė ir prigimtis“ (1981) Crickas atkreipė dėmesį į nuostabius visų gyvybės formų panašumus. „Išskyrus mitochondrijas, – rašė jis, – genetinis kodas yra identiškas visuose šiuo metu tiriamuose gyvuose objektuose. Remdamasis molekulinės biologijos, paleontologijos ir kosmologijos atradimais, jis pasiūlė, kad gyvybė Žemėje galėjo atsirasti iš mikroorganizmų, kurie buvo pasklidę po erdvę iš kitos planetos; šią teoriją jis ir jo kolega Leslie Orgel pavadino „tiesiogine panspermija“.
1940 metais Crickas vedė Ruth Doreen Dodd; jiems gimė sūnus. Jie išsiskyrė 1947 m., o po dvejų metų Crickas vedė Odile Speed. Jie turėjo dvi dukras.
Daugybė Cricko apdovanojimų yra Prancūzijos mokslų akademijos Charleso Leopoldo Mayerio premija (1961), Amerikos tyrinėtojų draugijos mokslinė premija (1962), Karališkasis medalis (1972), Karališkosios draugijos Copley medalis (1976). Crickas yra Londono karališkosios draugijos, Edinburgo karališkosios draugijos, Karališkosios Airijos akademijos, Amerikos mokslo pažangos asociacijos, Amerikos menų ir mokslų akademijos ir Amerikos nacionalinės mokslų akademijos garbės narys.