Crick Frances Harry Compton bol jedným z dvoch molekulárnych biológov, ktorí odhalili záhadu štruktúry nosiča genetickej informácie (DNA), čím položili základy modernej molekulárnej biológie. Od tohto zásadného objavu významne prispel k pochopeniu genetického kódu a génovej funkcie, ako aj k neurobiológii. Zdieľal Nobelovu cenu za medicínu z roku 1962 s Jamesom Watsonom a Mauriceom Wilkinsom za objasnenie štruktúry DNA.
Francis Crick: biografia
Starší z dvoch synov Francis sa narodil Harrymu Crickovi a Elizabeth Ann Wilkinsovej 8. júna 1916 v Northamptone v Anglicku. Študoval na miestnom gymnáziu a už v ranom veku sa začal zaujímať o experimenty, často sprevádzané chemickými výbuchmi. V škole vyhral cenu za zber poľných kvetov. Okrem toho bol posadnutý tenisom, no iné hry a športy ho veľmi nezaujímali. Vo veku 14 rokov dostal Francis štipendium na Mill Hill School v severnom Londýne. O štyri roky neskôr, vo veku 18 rokov, vstúpil na University College. V čase, keď dosiahol plnoletosť, sa jeho rodičia presťahovali z Northamptonu do Mill Hill, vďaka čomu mohol Francis počas štúdia bývať doma. Vyštudoval fyziku s vyznamenaním.
Po vysokoškolskom štúdiu Francis Crick pod vedením da Costu Andradeho na University College študoval viskozitu vody pod tlakom a pri vysokých teplotách. V roku 1940 dostal Francis civilné miesto na admirality, kde pracoval na návrhu protilodných mín. Začiatkom roka sa Crick oženil s Ruth Doreen Doddovou. Počas náletu na Londýn 25. novembra 1940 sa im narodil syn Michael. Ku koncu vojny bol Francis pridelený k vedeckej spravodajskej službe v sídle britskej admirality vo Whitehalle, kde pracoval na vývoji zbraní.
Na hranici medzi živým a neživým
Crick si uvedomil, že na uspokojenie svojej túžby venovať sa základnému výskumu bude potrebovať ďalšie školenie, a tak sa rozhodol pracovať na pokročilom stupni. Podľa jeho slov ho fascinovali dve oblasti biológie – hranica medzi živým a neživým a činnosť mozgu. Crick si vybral prvú, napriek tomu, že o tejto téme vedel len málo. Po predbežnom výskume na University College v roku 1947 sa usadil na programe v laboratóriu v Cambridge pod vedením Arthura Hughesa, aby pracoval na fyzikálnych vlastnostiach cytoplazmy kultivovaných kuracích fibroblastov.
O dva roky neskôr sa Crick pripojil k skupine Medical Research Council v Cavendish Laboratory. Zahŕňali britských akademikov Maxa Perutza a Johna Kendrewa (budúcich laureátov Nobelovej ceny). Francis s nimi začal spolupracovať, zdanlivo, aby študoval štruktúru proteínov, ale v skutočnosti spolupracoval s Watsonom na odhalení štruktúry DNA.
Dvojitý helix
V roku 1947 sa Francis Crick rozviedol s Doreen a v roku 1949 sa oženil s Odile Speed, študentkou umenia, s ktorou sa zoznámil, keď slúžila v námorníctve počas jeho služby v admirality. Ich manželstvo sa zhodovalo so začiatkom jeho doktorandskej práce o röntgenovej difrakcii proteínov. Toto je metóda na štúdium kryštálovej štruktúry molekúl, ktorá umožňuje určiť prvky ich trojrozmernej štruktúry.
V roku 1941 viedol Cavendish Laboratory Sir William Lawrence Bragg, ktorý bol priekopníkom röntgenovej difrakcie pred štyridsiatimi rokmi. V roku 1951 sa k Crickovi pripojil James Watson, hosťujúci Američan, ktorý študoval u talianskeho lekára Salvadora Edwarda Luriu a bol súčasťou skupiny fyzikov študujúcich bakteriálne vírusy známe ako bakteriofágy.
Rovnako ako jeho kolegovia, aj Watson sa zaujímal o odhalenie zloženia génov a myslel si, že rozlúštenie štruktúry DNA je najsľubnejším riešením. Neformálne partnerstvo medzi Crickom a Watsonom sa vyvinulo vďaka podobným ambíciám a podobným myšlienkovým pochodom. Ich skúsenosti sa navzájom dopĺňali. V čase, keď sa prvýkrát stretli, Crick vedel veľa o röntgenovej difrakcii a štruktúre proteínov a Watson bol dobre oboznámený s bakteriofágmi a bakteriálnou genetikou.
Franklin Data
Francis Crick a boli si vedomí práce biochemikov Mauricea Wilkinsa a King's College London, ktorí použili röntgenovú difrakciu na štúdium štruktúry DNA. Najmä Crick povzbudil londýnsku skupinu, aby vytvorila modely podobné tým, ktoré boli vyrobené v Spojených štátoch, aby vyriešili problém alfa helixu proteínu. Pauling, otec konceptu chemickej väzby, ukázal, že proteíny majú trojrozmernú štruktúru a nie sú to jednoducho lineárne reťazce aminokyselín.
Wilkins a Franklin, konajúc nezávisle, uprednostňovali premyslenejší experimentálny prístup pred Paulingovou teoretickou metódou modelovania, ktorej sa Francis držal. Keďže skupina na King's College nereagovala na ich návrhy, Crick a Watson venovali časť dvojročného obdobia diskusiám a špekuláciám. Začiatkom roku 1953 začali stavať modely DNA.
štruktúra DNA
Pomocou Franklinových údajov o röntgenovej difrakcii a mnohých pokusov a omylov vytvorili model molekuly deoxyribonukleovej kyseliny, ktorý súhlasil so zisteniami londýnskej skupiny a údajmi biochemika Erwina Chargaffa. V roku 1950 sa ukázalo, že relatívne množstvá štyroch nukleotidov, ktoré tvoria DNA, sa riadia určitými pravidlami, z ktorých jedným bola korešpondencia množstva adenínu (A) s množstvom tymínu (T) a množstvom guanínu ( G) na množstvo cytozínu (C). Tento vzťah naznačuje párovanie A a T a G a C, čo vyvracia myšlienku, že DNA nie je nič iné ako tetranukleotid, teda jednoduchá molekula pozostávajúca zo všetkých štyroch báz.
Na jar a v lete roku 1953 Watson a Crick napísali štyri články o štruktúre a domnelých funkciách kyseliny deoxyribonukleovej, z ktorých prvý sa objavil 25. apríla v časopise Nature. Publikácie boli sprevádzané dielami Wilkinsa, Franklina a ich kolegov, ktorí predložili experimentálne dôkazy o modeli. Watson vyhral los a dal svoje priezvisko na prvé miesto, čím navždy spojil zásadný vedecký úspech s dvojicou Watson Creek.
Genetický kód
Počas niekoľkých nasledujúcich rokov Francis Crick študoval vzťah medzi DNA a jeho spolupráca s Vernonom Ingramom viedla v roku 1956 k preukázaniu, že zloženie kosáčikovitého hemoglobínu je jedna aminokyselina odlišná od normálneho hemoglobínu. Štúdia poskytla dôkaz, že genetické choroby môžu súvisieť s pomerom DNA-proteín.
Približne v tomto čase sa k Crickovi v Cavendish Laboratory pripojil juhoafrický genetik a molekulárny biológ Sydney Brenner. Začali riešiť „problém s kódovaním“ – určiť, ako sekvencia báz DNA tvorí sekvenciu aminokyselín v proteíne. Práca bola prvýkrát prezentovaná v roku 1957 pod názvom „O syntéze bielkovín“. Crick v nej sformuloval základný postulát molekulárnej biológie, podľa ktorého informáciu prenesenú do proteínu nemožno vrátiť. Predpovedal mechanizmus syntézy bielkovín prenosom informácií z DNA do RNA az RNA do proteínu.
Salkov inštitút
V roku 1976, počas dovolenky, Crickovi ponúkli trvalé miesto v Salkovom inštitúte pre biologické štúdie v La Jolla v Kalifornii. Súhlasil a do konca života pracoval v Salkovom inštitúte, aj ako riaditeľ. Tu Crick začal študovať fungovanie mozgu, čo ho zaujímalo už od začiatku jeho vedeckej kariéry. Zaoberal sa hlavne vedomím a snažil sa k tomuto problému pristupovať prostredníctvom štúdia videnia. Crick publikoval niekoľko špekulatívnych prác o mechanizmoch snov a pozornosti, ale ako napísal vo svojej autobiografii, ešte nevytvoril žiadnu teóriu, ktorá by bola nová a zároveň by presvedčivo vysvetlila mnohé experimentálne fakty.
Zaujímavou epizódou činnosti v Salkovom inštitúte bol vývoj jeho myšlienky „riadenej panspermie“. Spolu s Leslie Orgel vydal knihu, v ktorej navrhol, že mikróby sa vznášajú vo vesmíre, aby nakoniec dosiahli a zasiali Zem, a že sa tak stalo v dôsledku akcií „niekoho“. Francis Crick teda vyvrátil teóriu kreacionizmu tým, že ukázal, ako možno prezentovať špekulatívne myšlienky.
Vedecké ceny
Francis Crick počas svojej kariéry energetického teoretika modernej biológie zbieral, zdokonaľoval a syntetizoval experimentálne práce iných a priniesol svoje nezvyčajné poznatky k základným problémom vo vede. Jeho mimoriadne úsilie mu okrem Nobelovej ceny vynieslo mnohé ocenenia. Patrí medzi ne Laskerova cena, Cena Charlesa Mayera Francúzskej akadémie vied a Copleyho medaila Kráľovskej spoločnosti. V roku 1991 bol prijatý do Rádu za zásluhy.
Crick zomrel 28. júla 2004 v San Diegu vo veku 88 rokov. V roku 2016 bol v severnom Londýne vybudovaný Francis Crick Institute. Stavba za 660 miliónov libier sa stala najväčším biomedicínskym výskumným centrom v Európe.
Americký biochemik, nositeľ Nobelovej ceny za fyziológiu a medicínu z roku 1962 (spolu s Francis Crick A Maurice Wilkins) so znením: „za objav molekulárnej štruktúry nukleových kyselín a jej význam pri prenose informácií v živej hmote“.
Rovnako ako jeho budúci spoluautor o objave štruktúry DNA Francis Crick, James Watson po prečítaní knihy Erwin Schrödinger„Čo je život z pohľadu fyziky?“, rozhodol som sa zmeniť svoju doterajšiu vášeň pre ornitológiu a študovať genetiku.
Matt Ridley, Genóm: autobiografia druhu v 23 kapitolách, M., Eksmo, 2009, s. 69.
Biológ Watson, ktorý na konferencii o štruktúre biologických makromolekúl v Neapole (1951) videl röntgenový difrakčný obrazec DNA M. Wilkins, uvedomili, že keďže rôntgenový difrakčný obrazec má veľký počet difrakčných maxím, zjavne to naznačuje jeho kryštalickú pravidelnú štruktúru. Uvedomil si, že kľúčom k odhaleniu záhady génu bola röntgenová difrakčná analýza štruktúry molekuly DNA v kombinácii s chemickou analýzou.
Prijal vedeckú prácu v Cavendish Physical Laboratory (Cambridge), kde bol fyzik Francis Crick, ktorý opustil fyziku pre biológiu, pod vedením chemika Maxa Perutza použil rádiografiu ako metódu na analýzu štruktúry organických molekúl.
„Od prvého dňa stráveného v laboratóriu,“ píše James Watson, „ mi bolo jasné, že v Cambridge zostanem dlho. Bola by to nehorázna hlúposť odísť, pretože by som stratil jedinečnú príležitosť porozprávať sa s Francisom Crickom. V Maxovom laboratóriu bola osoba, ktorá vedela, že DNA je dôležitejšia ako proteíny – toto bolo skutočné šťastie... Naše rozhovory počas obeda sa čoskoro sústredili na jednu tému: ako sú gény navzájom prepojené? Pár dní po mojom príchode sme už vedeli, čo máme robiť...“ A ďalej: „...často, keď sa dostal do slepej uličky so svojimi rovnicami, začal sa ma pýtať na fágy. Alebo mi dodal informácie o kryštalografii, ktoré sa dali zozbierať bežným spôsobom len za cenu únavného štúdia špeciálnych časopisov.“ (James Watson, Double Helix, M., „World“, 1965, s. 61).
Spoločná tvorivá činnosť F. Crick A J. Watson prebiehala v nepretržitej komunikácii s Mauriceom Wilkinsom, v ktorého laboratóriu vznikli najjasnejšie röntgenové fotografie DNA.
Na tomto príklade je pre nás dôležité, že traja vedci úplne odlišných vedeckých profilov, ktorí majú spoločnú oblasť vedomostí a záujmov, dosiahli v priamej komunikácii vzájomné prenikanie kategoriálnych schém fyziky, chémie a biológie, čo viedlo k najväčšiemu vedeckému úspechu - vytvorenie štruktúry nositeľa dedičnosti“ (Pozri aj výber o tvorivej práci duet / tria - poznámka I.L. Vikentyeva).
Allahverdyan, A.G., Moshkova G.Yu., Yurevich A.V., Yaroshevsky M.G., Psychology of Science, M., „Moskovský psychologický a sociálny inštitút“, Flint, 1998, s. 91-92.
V roku 1953 James Watson spolu s Francisom Crickom postavili model trojrozmernej štruktúry tejto molekuly (Watson-Crickov model).
Koniec týchto vedeckých pretekov opísal takto: „Okamžite sme dali do práce lesklé kovové platne a začali sme stavať model, v ktorom boli po prvýkrát viditeľné všetky zložky DNA. Asi za hodinu som usporiadal atómy tak, ako to vyžadujú röntgenové údaje a zákony stereochémie. Výsledkom je dvojitá pravotočivá špirála s opačným smerom reťazí.“
James Watson, Double Helix, M., "World", 1969, s. 135.
Watsonov-Crickov model umožnil vysvetliť, ako dochádza k replikácii (teda zdvojeniu) molekuly DNA pri delení buniek, a položil základ pre štúdium procesov prenosu genetickej informácie pri syntéze bielkovín.
V rokoch 1989-1992 James Watson viedol program Human Genome, program na dešifrovanie sekvencie ľudskej DNA, ktorý realizovali americké Národné inštitúty zdravia. Je prvým človekom, ktorého genóm bol kompletne sekvenovaný.
V roku 2007 James Watson argumentoval v prospech skutočnosti, že predstavitelia rôznych rás majú rôzne intelektuálne schopnosti, ktoré sú podmienené geneticky, tu je tento citát:
"V skutočnosti vidím pochmúrne vyhliadky Afriky, pretože celá naša sociálna politika je založená na predpoklade, že majú rovnakú inteligenciu ako my - keď všetky testy hovoria, že nie."
A tu je to, čo povedal o konštruktívnej kritike: „Aby ste z intelektuálnych turnajov častejšie vyšli ako víťazi a nie ako porazení, musíte sa zúčastniť nečakaných intelektuálnych súbojov. Nič nenahradí spoločnosť ľudí, ktorí majú dostatočné znalosti a schopnosti nájsť chyby vo vašej úvahe alebo vám poskytnúť fakty, ktoré môžu potvrdiť alebo vyvrátiť váš názor.
Čím väčšia je duševná bystrosť ľudí okolo vás, tým ostrejšia bude vaša myseľ.
To ide proti ľudskej prirodzenosti, najmä mužskej, ale pozícia vodcu svorky sa môže stať prekážkou k dôležitejším úspechom.
Je oveľa lepšie byť najmenej pokročilým chemikom na prvotriednom oddelení chémie, ako byť hviezdou prvej veľkosti na menej brilantnom oddelení. Začiatkom päťdesiatych rokov vedecké interakcie Linus Pauling s kolegami sa zredukovali skôr na monológy ako na dialógy. Chcel byť predmetom obdivu, nie kritiky."
James Watson, Vyhnite sa nude. Lekcie života, života a vedy, „Astrel“; "Korpus", 2010, s. 160.
James Watson je priekopníkom molekulárnej biológie, ktorý je spolu s Francisom Crickom a Mauriceom Wilkinsom považovaný za objaviteľa dvojzávitnice DNA. V roku 1962 dostali za svoju prácu Nobelovu cenu za medicínu.
James Watson: životopis
Narodil sa 6. apríla 1928 v Chicagu, USA. Navštevoval Horace Mann School a potom South Shore High School. Vo veku 15 rokov vstúpil na University of Chicago v rámci experimentálneho štipendijného programu pre nadané deti. Záujem o život vtákov viedol Jamesa Watsona k štúdiu biológie a v roku 1947 mu bol udelený titul bakalára vied zo zoológie. Po prečítaní prelomovej knihy Erwina Schrödingera Čo je život? prešiel na genetiku.
Po odmietnutí zo strany Caltechu a Harvardu získal James Watson štipendium na postgraduálnu školu na Indiana University. V roku 1950 mu za prácu o účinkoch röntgenového žiarenia na rozmnožovanie bakteriofágových vírusov udelili doktorát zo zoológie. Z Indiany sa Watson presťahoval do Kodane a pokračoval v štúdiu vírusov ako člen Národnej rady pre výskum.
Odhaľte DNA!
Po návšteve laboratória v New Yorku v Cold Spring Harbor, kde si prezrel výsledky výskumu Hersheyho a Chasea, Watson nadobudol presvedčenie, že molekulou zodpovednou za prenos genetickej informácie je DNA. Zaujala ho myšlienka, že ak pochopí jej štruktúru, dokáže prísť na to, ako sa dáta medzi bunkami prenášajú. Výskum vírusov ho už nezaujímal tak ako tento nový smer.
Na jar 1951 sa na konferencii v Neapole stretol s Mauriceom Wilkinsom. Ten ukázal výsledky prvých pokusov použiť röntgenovú difrakciu na zobrazenie molekuly DNA. Watson, nadšený Wilkinsovými údajmi, pricestoval do Británie na jeseň. Zamestnal sa v Cavendish Laboratory, kde začal spolupracovať s Francisom Crickom.
Prvé pokusy
V snahe odhaliť molekulárnu štruktúru DNA sa James Watson a Francis Crick rozhodli použiť prístup založený na modeli. Obaja boli presvedčení, že riešenie jej štruktúry zohrá kľúčovú úlohu v pochopení prenosu genetickej informácie z rodičovských do dcérskych buniek. Biológovia si uvedomili, že objav štruktúry DNA by bol veľkým vedeckým prielomom. Zároveň si boli vedomí existencie konkurentov medzi inými vedcami, napríklad Linusa Paulinga.
Crick a James Watson veľmi ťažko modelovali DNA. Nikto z nich nemal vzdelanie v chémii, a tak použili štandardné učebnice chémie na vystrihnutie kartónových konfigurácií chemických väzieb. Hosťujúci postgraduálny študent poznamenal, že podľa nových údajov, ktoré nie sú v knihách, boli niektoré jeho kartónové chemické väzby použité naopak. Približne v rovnakom čase sa Watson zúčastnil prednášky Rosalind Franklinovej na neďalekej King's College. Zrejme nepočúval veľmi pozorne.
Neodpustiteľná chyba
V dôsledku chyby zlyhal prvý pokus vedcov o zostavenie modelu DNA. James Watson a Francis Crick skonštruovali trojitú špirálu s dusíkovými bázami na vonkajšej strane konštrukcie. Keď model predstavili svojim kolegom, Rosalind Franklin to ostro kritizovala. Výsledky jej výskumu jasne preukázali existenciu dvoch foriem DNA. Vlhší sa zhodoval s tým, ktorý sa pokúšali postaviť Watson a Crick, no vytvorili model DNA bez prítomnosti vody. Franklin poznamenal, že ak by bola jej práca správne interpretovaná, dusíkové bázy by sa nachádzali vo vnútri molekuly. Riaditeľ Cavendish Laboratory, ktorý sa cítil zahanbený takýmto verejným zlyhaním, odporučil vedcom, aby svoj prístup opustili. Vedci sa oficiálne presunuli do iných oblastí, ale súkromne pokračovali v premýšľaní o probléme DNA.
Špiónsky objav
Wilkins, ktorý pracoval na King's College s Franklinom, bol s ňou v osobnom konflikte. Rosalind bola taká nešťastná, že sa rozhodla svoj výskum presunúť inam. Nie je jasné ako, ale Wilkinsová získala jeden zo svojich najlepších röntgenových snímok molekuly DNA. Možno mu ho dala aj sama, keď si upratovala kanceláriu. Isté ale je, že obraz vyniesol z laboratória bez Franklinovho povolenia a ukázal ho svojmu priateľovi Watsonovi v Cavendishu. Následne vo svojej knihe „Dvojitá špirála“ napísal, že vo chvíli, keď uvidel fotografiu, klesla mu čeľusť a zrýchlil sa mu pulz. Všetko bolo neuveriteľne jednoduchšie ako A-forma získaná skôr. Navyše, čierny kríž odrazov, ktorý na fotografii dominoval, mohol vzniknúť len zo špirálovej štruktúry.
Nositeľ Nobelovej ceny
Biológovia použili nové údaje na vytvorenie modelu dvojvláknovej špirály s dusíkatými bázami v pároch A-T a C-G v strede. Toto párovanie Crickovi okamžite navrhlo, že jedna strana molekuly by mohla slúžiť ako templát pre presne sa opakujúce sekvencie DNA, ktoré nesú genetickú informáciu počas delenia buniek. Tento druhý, úspešný model predstavili vo februári 1951. V apríli 1953 publikovali svoje zistenia v časopise Nature. Článok vyvolal senzáciu. Watson a Crick zistili, že DNA má tvar dvojitej špirály alebo „točitého schodiska“. Dve reťaze v ňom boli odpojené ako „blesk“ a reprodukovali chýbajúce časti. Každá molekula deoxyribonukleovej kyseliny je teda schopná vytvoriť dve identické kópie.
Skratka DNA a elegantný model double helix sa stali známymi po celom svete. Preslávili sa aj Watson a Crick. Ich objav spôsobil revolúciu v štúdiu biológie a genetiky, čím umožnil techniky genetického inžinierstva používané v modernej biotechnológii.
Dokument Nature viedol k udeleniu Nobelovej ceny im a Wilkinsovi v roku 1962. Pravidlá Švédskej akadémie neumožňujú udeliť viac ako trom vedcom. Rosalind Franklin zomrela na rakovinu vaječníkov v roku 1958. Wilkins sa o nej mimochodom zmienil.
V roku, keď dostal Nobelovu cenu, sa Watson oženil s Elizabeth Lewis. Mali dvoch synov: Rufusa a Duncana.
Pokračovanie v práci
James Watson pokračoval v spolupráci s mnohými ďalšími vedcami počas 50. rokov 20. storočia. Jeho genialita spočívala v jeho schopnosti koordinovať prácu rôznych ľudí a spájať ich výsledky do nových záverov. V roku 1952 pomocou rotujúcej röntgenovej anódy demonštroval špirálovitú štruktúru vírusu tabakovej mozaiky. V rokoch 1953 až 1955 Watson spolupracoval s vedcami z Kalifornského technologického inštitútu na modelovaní štruktúry RNA. V rokoch 1955 až 1956 opäť spolupracoval s Crickom na objavení princípov štruktúry vírusov. V roku 1956 sa presťahoval na Harvard, kde sa venoval výskumu syntézy RNA a proteínov.
Škandalózna kronika
V roku 1968 vyšla kontroverzná kniha o DNA, ktorej autorom je James Watson. "Dvojitá špirála" bola plná hanlivých komentárov a pomstychtivých opisov mnohých ľudí zapojených do objavu, najmä Rosalind Franklinovej. Z tohto dôvodu Harvard Press odmietol knihu vydať. Napriek tomu dielo vyšlo a malo veľký úspech. V neskoršom vydaní sa Watson ospravedlnil za svoje zaobchádzanie s Franklinovou a povedal, že nevedel o tlakoch, ktorým čelila ako výskumníčka v 50. rokoch. Najväčší zisk získal z vydania dvoch učebníc – „Molekulárna biológia génu“ (1965) a „Molekulárna biológia bunky a rekombinantnej DNA“ (aktualizované vydanie z roku 2002), ktoré sa stále nevydávajú. V roku 2007 vydal svoju autobiografiu Vyhnite sa nudným ľuďom. Životné lekcie vo vede."
James Watson: Príspevky k vede
V roku 1968 sa stal riaditeľom Cold Spring Harbor Laboratory. V tom čase mal ústav finančné ťažkosti, no Watson bol pri hľadaní darcov veľmi úspešný. Inštitúcia, ktorú viedol, sa stala svetovým lídrom v úrovni práce v oblasti molekulárnej biológie. Jej zamestnanci odhalili podstatu rakoviny a prvýkrát objavili jej gény. Viac ako 4000 vedcov z celého sveta prichádza do Cold Spring Harbor každý rok, čo je hlboký vplyv Inštitútu pre medzinárodný genetický výskum.
V roku 1990 bol Watson vymenovaný za riaditeľa projektu Human Genome National Institutes of Health. Využil svoje fundraisingové schopnosti na realizáciu projektu až do roku 1992. Odišiel kvôli konfliktu ohľadom patentovania genetickej informácie. James Watson veril, že to bude len brániť výskumu vedcov pracujúcich na projekte.
Kontroverzné výroky
Jeho pobyt v Cold Harbor sa náhle skončil. 14. októbra 2007 sa ho cestou na konferenciu v Londýne pýtali na svetové udalosti. James Watson, svetovo uznávaný vedec, odpovedal, že je pochmúrny, pokiaľ ide o vyhliadky Afriky. Celá moderná sociálna politika je podľa neho založená na tom, že inteligencia jej obyvateľov je rovnaká ako inteligencia ostatných, no výsledky testov naznačujú, že to tak nie je. Pokračoval v myšlienke, že pokrok v Afrike brzdí zlý genetický materiál. Verejné pobúrenie proti tejto poznámke prinútilo Cold Spring Harbor požiadať o jeho rezignáciu. Vedec sa neskôr ospravedlnil a svoje poznámky stiahol s tým, že „na to neexistuje žiadny vedecký základ“. Vo svojom rozlúčkovom prejave vyjadril svoju víziu, že „konečné víťazstvo (nad rakovinou a duševnými chorobami) máme na dosah“.
Napriek týmto zlyhaniam genetik James Watson aj dnes pokračuje v kontroverzných tvrdeniach. V septembri 2013 na stretnutí o vedách o mozgu v Allen Institute v Seattli opäť vyslovil kontroverzné vyhlásenie o svojom presvedčení, že nárast diagnostikovania dedičných chorôb môže súvisieť s neskorším pôrodom. "Čím ste starší, tým je pravdepodobnejšie, že máte chybné gény," povedal Watson a tiež navrhol, že genetický materiál by sa mal zbierať od ľudí mladších ako 15 rokov pre budúce počatie prostredníctvom oplodnenia in vitro. Podľa jeho názoru by sa tým znížila šanca, že život rodičov bude zničený narodením dieťaťa s telesným alebo mentálnym postihnutím.
anglický fyzik (školením), nositeľ Nobelovej ceny za fyziológiu a medicínu za rok 1962 (spolu s James Watson A Maurice Wilkins) so znením: „za objav molekulárnej štruktúry nukleových kyselín a jej význam pri prenose informácií v živej hmote“.
Počas druhej svetovej vojny pracoval na admirality, kde vyvinul magnetické a akustické míny pre britskú flotilu.
V roku 1946 Francis Creek prečítať knihu Erwin Schrödinger: Čo je život z pohľadu fyziky? a rozhodol sa opustiť výskum vo fyzike a venovať sa problémom biológie. Neskôr napísal, že na prechod od fyziky k biológii sa človek musí „takmer znovu narodiť“.
V roku 1947 Francis Creek opustil admiralitu a približne súčasne s Linus Pauling predpokladali, že difrakčný obrazec proteínov bol určený pomocou alfa helixov obalených okolo seba.
Francis Crick sa zaujímal o dva základné nevyriešené problémy v biológii:
- Ako molekuly umožňujú prechod z neživého do živého?
- Ako mozog premýšľa?
V roku 1951 Francis Creek stretol James Watson a spoločne sa v roku 1953 obrátili na analýzu štruktúry DNA.
„Kariéra F. Crick nemožno nazvať rýchlym a jasným. V tridsiatich piatich rokoch je stále nie získal štatút PhD (PhD približne zodpovedá titulu kandidáta vied – poznámka I.L. Vikentyeva).
Nemecké bomby zničili laboratórium v Londýne, kde mal merať viskozitu teplej vody pod tlakom.
Crick nebol veľmi naštvaný, že jeho kariéra vo fyzike sa dostala do slepej uličky. Biológia ho už lákala, a tak si rýchlo našiel prácu v Cambridge, kde jeho témou bolo meranie viskozity cytoplazmy buniek. Okrem toho študoval kryštalografiu na Cavendish.
Crick však nemal dostatok trpezlivosti na to, aby úspešne rozvíjal svoje vlastné vedecké nápady, ani náležitú usilovnosť rozvíjať ostatné. Jeho neustále zosmiešňovanie druhých, ignorovanie vlastnej kariéry v kombinácii so sebavedomím a zvykom radiť druhým dráždili jeho Cavendishových kolegov.
Samotný Crick však nebol nadšený z vedeckého smerovania laboratória, ktoré sa sústredilo výlučne na bielkoviny. Bol si istý, že pátranie sa uberá nesprávnym smerom. Tajomstvo génov sa neskrýva v bielkovinách, ale v DNA. Zvádzaný nápadmi Watson, opustil vlastný výskum a zameral sa na štúdium molekuly DNA.
Vznikol tak skvelý duet dvoch priateľských, súperiacich talentov: mladého, ambiciózneho Američana, ktorý vie trochu biológie, a bystrého, no nesústredeného tridsaťpäťročného Brita, ktorý rozumie fyzike.
Kombinácia dvoch protikladov spôsobila exotermickú reakciu.
V priebehu niekoľkých mesiacov, keď dvaja vedci dali dokopy svoje vlastné údaje a tie, ktoré predtým získali iní, no nespracovali, sa priblížili k najväčšiemu objavu v celej histórii ľudstva – rozlúšteniu štruktúry DNA. […]
Ale nedošlo k omylu.
Všetko sa ukázalo byť mimoriadne jednoduché: DNA obsahuje kód napísaný pozdĺž celej svojej molekuly – elegantne pretiahnutú dvojitú špirálu, ktorá môže byť ľubovoľne dlhá.
Kód sa skopíruje kvôli chemickej príbuznosti medzi jednotlivými chemickými zlúčeninami - písmenami kódu. Kombinácie písmen predstavujú text molekuly proteínu napísaný v zatiaľ neznámom kóde. Jednoduchosť a elegancia štruktúry DNA bola ohromujúca.
Neskôr Richard Dawkins napísal: "To, čo bolo na post-Watsonovej a Crickovej ére molekulárnej biológie skutočne revolučné, bolo to, že kód života bol zapísaný v digitálnej forme, neuveriteľne podobný kódu počítačového programu."
Matt Ridley, Genóm: autobiografia druhu v 23 kapitolách, M., Eksmo, 2009, s. 69-71.
Po analýze prijatého Maurice Wilkinsúdaje o röntgenovom rozptyle na kryštáloch DNA, Francis Creek spolu s James Watson zostrojil v roku 1953 model trojrozmernej štruktúry tejto molekuly s názvom Watson-Crickov model.
Francis Creek napísal svojmu synovi v roku 1953 hrdo: „ Jim Watson a urobil som možno najdôležitejší objav... Teraz sme si istí, že DNA je kód. Sekvencia báz („písmen“) teda robí jeden gén odlišným od druhého (rovnako ako sa od seba líšia strany tlačeného textu). Môžete si predstaviť, ako príroda vytvára kópie génov: ak sú dva reťazce spletené do dvoch oddelených reťazcov, F každý reťazec pripojí ďalší reťazec, potom A bude vždy s T a G s C a získame dve kópie namiesto jednej. Inými slovami, myslíme si, že sme našli základný mechanizmus, ktorým život pochádza zo života... Môžete pochopiť, akí sme nadšení.“
Citované v Matt Ridley, Život je diskrétny kód, v: Teórie všetkého, ed. John Brockman, M., "Binom"; "Vedomostné laboratórium", 2016, s. jedenásť.
presne tak Francis Creek v roku 1958 „... s sformuloval „ústrednú dogmu molekulárnej biológie“, podľa ktorej prenos dedičnej informácie prebieha len jedným smerom, a to z DNA na RNA a z RNA na proteín
.
Jeho význam spočíva v tom, že genetická informácia zaznamenaná v DNA sa realizuje vo forme proteínov, nie však priamo, ale pomocou príbuzného polyméru – ribonukleovej kyseliny (RNA) a táto cesta od nukleových kyselín k proteínom je nezvratná. DNA sa teda syntetizuje na DNA, čím sa zabezpečí jej vlastná reduplikácia, t.j. reprodukciu pôvodného genetického materiálu počas generácií. RNA sa syntetizuje aj na DNA, výsledkom čoho je prepis (prepis) genetickej informácie do podoby viacerých kópií RNA. Molekuly RNA slúžia ako šablóny pre syntézu proteínov – genetická informácia je preložená do formy polypeptidových reťazcov.“
Gnatik E.N., Človek a jeho vyhliadky vo svetle antropogenetiky: filozofická analýza, M., Vydavateľstvo Univerzity priateľstva ruských národov, 2005, s. 71.
„V roku 1994 vyšla kniha, ktorá vyvolala široký ohlas Francis Crick„Úžasná hypotéza. Vedecké hľadanie duše."
Crick je skeptický voči filozofom a filozofii vo všeobecnosti, pretože ich abstraktné uvažovanie považuje za neplodné. Získal Nobelovu cenu za rozlúštenie DNA (s J. Watson a M. Wilkins), dal si za úlohu: rozlúštiť povahu vedomia na základe konkrétnych faktov o fungovaní mozgu.
Celkovo sa nezaoberá otázkou „čo je vedomie?“, ale tým, ako ho mozog vytvára.
Hovorí: „Vy, vaše radosti a smútky, vaše spomienky a ambície, váš zmysel pre osobnú identitu a slobodnú vôľu, nie sú v skutočnosti nič iné ako správanie sa obrovskej komunity nervových buniek a ich interagujúcich molekúl.“
Cricka najviac zo všetkého zaujíma otázka: aká je povaha štruktúr a vzorcov, ktoré zabezpečujú spojenie a jednotu vedomého aktu („záväzný problém“)?
Prečo sa veľmi odlišné podnety prijímané mozgom prepoja takým spôsobom, že v konečnom dôsledku vytvárajú jednotný zážitok, napríklad obraz chodiacej mačky?
Je v povahe mozgových spojení, domnieva sa, že treba hľadať vysvetlenie fenoménu vedomia.
„Úžasnou hypotézou“ v skutočnosti je, že kľúčom k pochopeniu povahy vedomia a jeho kvalitatívnych obrazov môžu byť synchronizované výbuchy neurónov zaznamenané v experimentoch v rozsahu od 35
predtým 40
Hertz v sieťach spájajúcich talamus s mozgovou kôrou.
Prirodzene, filozofi aj kognitívni vedci pochybovali, že z vibrácií nervových vlákien, možno skutočne spojených s prejavom fenomenálnych čŕt skúsenosti, je možné budovať hypotézy o vedomí a jeho kognitívnych procesoch myslenia.
Yudina N.S., Vedomie, fyzikalizmus, veda, v zbierke: Problém vedomia vo filozofii a vede / Ed. DI. Dubrovský, M., “Canon +”, 2009, s.93.
Anglický molekulárny biológ Francis Harry Compton Crick sa narodil v Northamptone a bol najstarším z dvoch synov Harryho Comptona Cricka, bohatého výrobcu obuvi, a Anny Elizabeth (Wilkins) Crickovej. Detstvo strávil v Northamptone, kde navštevoval strednú školu. Počas hospodárskej krízy, ktorá nasledovala po prvej svetovej vojne, obchodné záležitosti rodiny upadli a Crickovi rodičia sa presťahovali do Londýna. Ako študent na Mill Hill School sa Crick veľmi zaujímal o fyziku, chémiu a matematiku. V roku 1934 vstúpil na University College London študovať fyziku a o tri roky neskôr získal titul bakalár prírodných vied. Počas dokončovania svojho vzdelania na University College Crick zvažoval viskozitu vody pri vysokých teplotách; túto prácu prerušilo v roku 1939 vypuknutie druhej svetovej vojny.
Počas vojnových rokov Crick pracoval na vytváraní mín vo výskumnom laboratóriu ministerstva britského námorníctva. Dva roky po skončení vojny pokračoval v práci v tejto službe a práve vtedy si prečítal slávnu knihu Erwina Schrödingera „Čo je život? Physical Aspects of the Living Cell“ („What Is Life? The Physical Aspects of the Living Cell“), vydaná v roku 1944. V knihe Schrödinger kladie otázku: „Ako možno vysvetliť časopriestorové udalosti vyskytujúce sa v živom organizme? z pohľadu fyziky a chémie?
Myšlienky prezentované v knihe ovplyvnili Cricka natoľko, že prešiel na biológiu s úmyslom študovať fyziku častíc. S podporou Archibalda W. Hilla získal Crick štipendium Medical Research Council a v roku 1947 začal pracovať v Strangeway Laboratory v Cambridge. Tu študoval biológiu, organickú chémiu a techniky röntgenovej difrakcie používané na určenie priestorovej štruktúry molekúl. Jeho vedomosti z biológie sa výrazne rozšírili po presťahovaní sa v roku 1949 do Cavendish Laboratory v Cambridge, jedného zo svetových centier molekulárnej biológie.
Crick pod vedením Maxa Perutza študoval molekulárnu štruktúru bielkovín, a preto sa začal zaujímať o genetický kód sekvencie aminokyselín v molekulách bielkovín. Asi 20 esenciálnych aminokyselín slúži ako monomérne jednotky, z ktorých sú postavené všetky proteíny. Študovaním toho, čo definoval ako „hranicu medzi živým a neživým“, sa Crick snažil nájsť chemický základ genetiky, o ktorom sa domnieval, že by mohol spočívať v deoxyribonukleovej kyseline (DNA).
Genetika ako veda vznikla v roku 1866, keď Gregor Mendel sformuloval stanovisko, že „prvky“, neskôr nazývané gény, určujú dedičnosť fyzikálnych vlastností. O tri roky neskôr švajčiarsky biochemik Friedrich Miescher objavil nukleovú kyselinu a ukázal, že je obsiahnutá v bunkovom jadre. Na prelome storočí vedci zistili, že gény sa nachádzajú v chromozómoch, štrukturálnych prvkoch bunkového jadra. V prvej polovici 20. stor. biochemici určili chemickú podstatu nukleových kyselín a v 40. rokoch. výskumníci zistili, že gény sú vyrobené z jednej z týchto kyselín, DNA. Bolo dokázané, že gény alebo DNA riadia biosyntézu (alebo tvorbu) bunkových proteínov, nazývaných enzýmy, a tým riadia biochemické procesy v bunke.
Keď Crick začal pracovať na svojom doktoráte v Cambridge, už bolo známe, že nukleové kyseliny pozostávajú z DNA a RNA (ribonukleová kyselina), z ktorých každá je tvorená molekulami monosacharidu pentózy (deoxyribóza alebo ribóza), fosfátu a štyroch dusíkatých báz – adenín, tymín, guanín a cytozín (RNA obsahuje uracil namiesto tymínu). V roku 1950 Erwin Chargaff z Kolumbijskej univerzity ukázal, že DNA obsahuje rovnaké množstvo týchto dusíkatých báz. Maurice H.F. Wilkins a jeho kolegyňa Rosalind Franklin z King's College, University of London, vykonali röntgenové difrakčné štúdie molekúl DNA a dospeli k záveru, že DNA má tvar dvojitej špirály, ktorá sa podobá točitému schodisku.
V roku 1951 pozval dvadsaťtriročný americký biológ James D. Watson Cricka, aby pracoval v Cavendish Laboratory. Následne nadviazali úzke tvorivé kontakty. Na základe ranej práce Chargaffa, Wilkinsa a Franklina sa Crick a Watson rozhodli určiť chemickú štruktúru DNA. V priebehu dvoch rokov vyvinuli priestorovú štruktúru molekuly DNA tak, že zostrojili jej model z guľôčok, kúskov drôtu a kartónu. Podľa ich modelu je DNA dvojitá špirála pozostávajúca z dvoch reťazcov monosacharidu a fosfátu (deoxyribózafosfát) spojených pármi báz v špirále, pričom adenín je spojený s tymínom a guanínom s cytozínom a bázy sú navzájom spojené vodíkom. dlhopisov.
Tento model umožnil iným výskumníkom jasne vizualizovať replikáciu DNA. Dve vlákna molekuly sa oddelia na miestach vodíkových väzieb, ako je otvorenie zipsu, a potom sa na každej polovici starej molekuly DNA syntetizuje nové. Sekvencia báz pôsobí ako templát alebo vzor pre novú molekulu.
V roku 1953 Crick a Watson dokončili svoj model DNA. V tom istom roku Crick získal doktorát z Cambridge s prácou o röntgenovej difrakčnej analýze proteínovej štruktúry. V priebehu nasledujúceho roka študoval proteínovú štruktúru na Brooklynskom polytechnickom inštitúte v New Yorku a prednášal na rôznych univerzitách v USA. Po návrate do Cambridge v roku 1954 pokračoval vo výskume v Cavendish Laboratory a sústredil sa na dešifrovanie genetického kódu. Pôvodne teoretik Crick začal spolupracovať so Sidneym Brennerom na štúdiu genetických mutácií v bakteriofágoch (vírusy, ktoré infikujú bakteriálne bunky).
Do roku 1961 boli objavené tri typy RNA: messenger, ribozomálna a transportná. Crick a jeho kolegovia navrhli spôsob, ako prečítať genetický kód. Podľa Crickovej teórie messenger RNA prijíma genetickú informáciu z DNA v bunkovom jadre a prenáša ju do ribozómov (miesta syntézy bielkovín) v cytoplazme bunky. Transferová RNA prenáša aminokyseliny na ribozómy.
Messenger a ribozomálna RNA, ktoré sa navzájom ovplyvňujú, zabezpečujú spojenie aminokyselín, aby sa vytvorili proteínové molekuly v správnom poradí. Genetický kód sa skladá z trojíc dusíkatých báz v DNA a RNA pre každú z 20 aminokyselín. Gény sa skladajú z početných základných tripletov, ktoré Crick nazval kodóny; kodóny sú rovnaké u rôznych druhov.
Crick, Wilkins a Watson sa podelili o Nobelovu cenu za fyziológiu a medicínu z roku 1962 „za objavy týkajúce sa molekulárnej štruktúry nukleových kyselín a ich dôležitosti pre prenos informácií v živých systémoch“. A. W. Engström z Karolinska Institute na slávnostnom odovzdávaní ceny povedal: „Objav priestorovej molekulárnej štruktúry...DNA je mimoriadne dôležitý, pretože načrtáva možnosť veľmi podrobne pochopiť všeobecné a individuálne vlastnosti všetkých živých vecí.“ Engström poznamenal, že „rozlúštenie dvojitej špirálovej štruktúry deoxyribonukleovej kyseliny s jej špecifickým párovaním dusíkatých báz otvára fantastické možnosti na odhalenie detailov kontroly a prenosu genetických informácií“.
V roku, keď dostal Nobelovu cenu, sa Crick stal vedúcim biologického laboratória na University of Cambridge a zahraničným členom Rady Salkovho inštitútu v San Diegu (Kalifornia). V roku 1977 sa presťahoval do San Diega, kde dostal pozvanie na profesúru. V Salkovskom inštitúte Crick robil výskum v oblasti neurobiológie, najmä skúmal mechanizmy videnia a snov. V roku 1983 spolu s anglickým matematikom Grahamom Mitchisonom navrhol, že sny sú vedľajším účinkom procesu, ktorým sa ľudský mozog oslobodzuje od nadmerných alebo neužitočných asociácií nahromadených počas bdelosti. Vedci predpokladali, že táto forma „obráteného učenia“ existuje, aby sa zabránilo preťaženiu nervových procesov.
Vo svojej knihe Life Itself: Its Origin and Nature (1981) Crick zaznamenal úžasné podobnosti všetkých foriem života. "S výnimkou mitochondrií," napísal, "genetický kód je identický vo všetkých živých objektoch, ktoré sa v súčasnosti študujú." Citujúc objavy v molekulárnej biológii, paleontológii a kozmológii, navrhol, že život na Zemi mohol pochádzať z mikroorganizmov, ktoré boli rozptýlené vo vesmíre z inej planéty; túto teóriu on a jeho kolega Leslie Orgel nazvali „priama panspermia“.
V roku 1940 sa Crick oženil s Ruth Doreen Doddovou; mali syna. Rozviedli sa v roku 1947 a o dva roky neskôr sa Crick oženil s Odile Speed. Mali dve dcéry.
Medzi početné Crickove ocenenia patrí Cena Charlesa Leopolda Mayera Francúzskej akadémie vied (1961), Vedecká cena Americkej výskumnej spoločnosti (1962), Kráľovská medaila (1972), Copleyova medaila Kráľovskej spoločnosti (1976). Crick je čestným členom Royal Society of London, Royal Society of Edinburgh, Royal Irish Academy, American Association for Advancement of Science, American Academy of Arts and Sciences a American National Academy of Sciences.