مشارکت های واتسون و کریک در زیست شناسی به طور خلاصه. فرانسیس هری کامپتون کریک - بیوگرافی


پروفسور دولومان ای.کی.

فرانسیس کریک برنده جایزه نوبل و الحاد

(قبل از پنجاهمین سالگرد کشف DNA)

اگر ادیان نازل شده

چیزی فاش شده باشد

این است که آنها

معمولا اشتباه هستند

(اگر ادیان وحیانی ,

چیزی را باز کن

سپس این مکاشفات معمولاً هستند

معلوم شود که دروغ است)

فرانسیس کریک

فرانسیس کریک

در سال 2003، جامعه علمی جهان پنجاهمین سالگرد کشف ساختار DNA را جشن گرفت. آکادمی علوم روسیه تمام شماره ششم "بولتن آکادمی علوم روسیه" را در سال 2003 به این رویداد مهم اختصاص داد و آن را جشن گرفت: به مناسبت پنجاهمین سالگرد کشف ساختار DNA.

دانشگاهیان برجسته و مشهور جهانی ما مقالات تحلیلی و اطلاعاتی مفصلی تهیه کردند: LL. کیسلف،"جشن مهم ترین مولکول"; E. D. Sverdlov،"کشف بزرگ: انقلاب، تقدیس، جزم و بدعت"؛ V. L. Karpov،"DNA، کروماتین، کد هیستون". با کلیک بر روی عنوان این مقالات، این فرصت را خواهید داشت که با متون کامل نویسندگان آنها آشنا شوید.

آکادمیسین L.L. کیسلف می نویسد:

واتسون و کریک در سال 1962 به خاطر کشف ساختار DNA برنده جایزه نوبل شدند.

پس از خواندن مقالات در بولتن آکادمیک، به یاد مقالات الحادی که قبلا خوانده بودم و گفته های فرانسیس هری کامپتون کریک افتادم ( فرانسیس هری کامپتون کریکو بیوگرافی او با عنوان جالب، اگر نه عجیب،: چه تعقیب دیوانه», که می توان آن را به این صورت ترجمه کرد دیوانه به دنبال چیست؟". همچنین می توان آن را متفاوت ترجمه کرد، زیرا کلمه "دیوانه" می تواند به معنای "غرض ورزی" و "بی خود" و "عاشق" و "دیوانه" باشد و کلمه "Pursuit" می تواند به معنای "تعقیب" ، "متقاعد کردن" باشد. "، "در جستجو بمان." با این حال، هنگام خواندن زندگی‌نامه کریک، این تصور به وجود می‌آید که او از کلمه «دیوانه» در پاسخ به اتهام دیوانگی در کتاب مقدس علیه یک ملحد استفاده کرده است: «احمق در قلب خود سخن می‌گوید: خدایی وجود ندارد» (مزمور 13:1; 52:2). در این مرحله، ترجمه های انگلیسی کتاب مقدس از دیوانه به عنوان "دیوانه" یاد می کنند.

در زندگی نامه چه تعقیب دیوانه» فصل خاصی وجود دارد که کریک آن را نامیده است: "چگونه به بی خدایی متمایل شدم" ("چرا به خداناباوری متمایل شدم"). فرصت بازگویی همه افکار جالب و منحصر به فرد دانشمند بزرگ درباره جهان بینی الحادی و دینی را نداریم. ما فقط سه مورد از نماینده ترین را ذکر می کنیم، به نظر ما، نقل قول های این بزرگترین دانشمند و ملحد سرسخت..

« دانش صرف از سن واقعی زمین، همانطور که ذخایر زمین شناسی، فسیل های گیاهان و جانوران به طور قانع کننده ای نشان می دهد، به ذهن هوشمند اجازه نمی دهد که مانند بنیادگرایان مذهبی، به معنای واقعی کلمه به هر آنچه در کتاب مقدس نوشته شده است، ایمان بیاورد. و اگر برخی از اظهارات کتاب مقدس آشکارا نادرست است، پس بر اساس کدام داستان های دیگر کتاب مقدس باید به عنوان واقعی پذیرفته شود.

« باورهای دینی مسیحی در زمان شکل گیری خود ممکن است نه تنها به تخیل مؤمنان، بلکه به سطح دانش آن عصر نیز پاسخ داده باشد. اما هر چقدر هم که مایه تاسف باشد، اکتشافات علمی بعدی نه تنها به طور قاطع باورهای مسیحی را رد کرد، بلکه آنها را در نور ناخوشایندی قرار داد. چه چیزی احمقانه تر از این که روش زندگی انسان مدرن را کاملاً با ایده های نادرست توجیه کنیم، تنها بر این اساس که آنها، این عقاید، زمانی درست تلقی می شدند؟ و چه چیزی می تواند مهمتر از یافتن جایگاه واقعی خود در جهان، حذف یک به یک این بقایای شریرانه باورهای قبلی باشد؟ اما هنوز مشخص است که تعدادی از اسرار هنوز منتظر توضیح علمی خود هستند. تا زمانی که توضیح داده نشود، می توانند انواع خرافات مذهبی را در خود داشته باشند.

برای من، یک موضوع بسیار مهم میل به شناسایی حوزه‌های هنوز نامفهوم دانش در زیست‌شناسی، برای دستیابی به درک علمی واقعی آنها بود. تنها از این طریق می توان باورهای دینی را تأیید یا رد کرد.».

* * *

« فرضیه شگفت‌انگیز این است که شادی‌ها و غم‌ها، خاطرات و جاه‌طلبی‌های شما، احساس خود و اراده آزاد شما، در واقع چیزی بیش از فعالیت مجموعه عظیمی از سلول‌های عصبی و مولکول‌های مرتبط با آنها نیستند. همانطور که آلیس لوئیس کارول می گوید، شما فقط یک کیسه نورون هستید. ».


«مکاشفات وحی» یهودیت، مسیحیت و اسلام هستند که معتقدند محتوای عقایدشان توسط خداوند در متن کتاب مقدس بر آنها نازل شده است...

(انگلیسی) فرانسیسکریک متولد شد 8 ژوئن در نورث همپتون، انگلستان؛ در سن 88 سالگی درگذشت

مارپیچ دوگانه DNA 50 ساله است!

روز شنبه، 28 فوریه 1953، دو دانشمند جوان، جی واتسون و اف. کریک، در یک غذاخوری کوچک عقابدر کمبریج به جمعیتی که برای ناهار آمده بودند اعلام کردند که راز زندگی را کشف کرده اند. سال‌ها بعد، اودیل، همسر اف. این بار اشتباهی رخ نداد و با این بیان انقلابی در زیست شناسی آغاز شد که تا امروز ادامه دارد.

25 آوریل 1953 در مجله طبیعتسه مقاله در مورد ساختار اسیدهای نوکلئیک به طور همزمان ظاهر شد. در یکی از آنها که توسط J. Watson و F. Crick نوشته شده است، ساختار مولکول DNA به شکل یک مارپیچ دوگانه پیشنهاد شده است. در دو مورد دیگر که توسط M. Wilkins، A. Stokes، G. Wilson، R. Franklin و R. Gosling نوشته شده‌اند، داده‌های تجربی برای تایید ساختار مارپیچی مولکول‌های DNA ارائه شد. داستان کشف مارپیچ دوگانه DNA شبیه یک رمان ماجراجویی است و حداقل شایسته یک خلاصه کوتاه است.

مهمترین ایده ها در مورد ماهیت شیمیایی ژن ها و اصل ماتریکس تولید مثل آنها برای اولین بار به وضوح در سال 1927 توسط N.K. کولتسف (1872-1940). شاگرد او N.V. تیموفیف-رسوفسکی (1900-1981) این ایده ها را در نظر گرفت و آنها را به عنوان اصل تکثیر متناوب مواد ژنتیکی توسعه داد. فیزیکدان آلمانی ماکس دلبروک (1906-1981؛ جایزه نوبل 1969)، فعال در اواسط دهه 1930 در مؤسسه شیمی قیصر ویلهلم در برلین، تحت تأثیر تیموفیف-رسوفسکی، چنان به زیست شناسی علاقه مند شد که فیزیک را رها کرد و زیست شناس شد.

برای مدت طولانی، مطابق با تعریفی که انگلس از زندگی ارائه کرده بود، زیست شناسان معتقد بودند که برخی از پروتئین های خاص ماده ارثی هستند. هیچ کس فکر نمی کرد که اسیدهای نوکلئیک می توانند با ژن ها ارتباطی داشته باشند - آنها خیلی ساده به نظر می رسیدند. این تا سال 1944 ادامه یافت، زمانی که کشفی انجام شد که به طور اساسی کل توسعه بیشتر زیست شناسی را تغییر داد.

امسال، اسوالد اوری، کالین مک‌لئود و مک‌لین مک‌کارتی مقاله‌ای منتشر کردند که در آن بیان شد که در پنوموکوک‌ها، خواص ارثی با استفاده از DNA خالص از یک باکتری به باکتری دیگر منتقل می‌شود. DNA ماده وراثتی است. مک کارتی و اوری سپس نشان دادند که درمان DNA با آنزیم جداکننده DNA (DNase) باعث از دست دادن خواص ژن می شود. هنوز مشخص نیست که چرا این کشف جایزه نوبل را دریافت نکرد.

اندکی قبل از آن، در سال 1940، L. Pauling (1901-1994؛ جوایز نوبل در 1954 و 1962) و M. Delbrück مفهوم مکمل بودن مولکولی را در واکنش های آنتی ژن-آنتی بادی توسعه دادند. در همان سال ها، پاولینگ و آر. کوری نشان دادند که زنجیره های پلی پپتیدی می توانند ساختارهای مارپیچ را تشکیل دهند و کمی بعد، در سال 1951، پاولینگ نظریه ای را ارائه کرد که امکان پیش بینی انواع الگوهای اشعه ایکس را برای ساختارهای مختلف مارپیچ فراهم کرد.

پس از کشف Avery و همکاران، علیرغم این واقعیت که طرفداران نظریه ژن های پروتئین را متقاعد نکرد، مشخص شد که تعیین ساختار DNA ضروری است. در میان کسانی که اهمیت DNA برای زیست شناسی را درک کردند، مسابقه ای برای کسب نتایج آغاز شد که با رقابت شدید همراه بود.

دستگاه اشعه ایکس مورد استفاده در دهه 1940 برای مطالعه ساختار کریستالی اسیدهای آمینه و پپتیدها

در 1947-1950 E. Chargaff، بر اساس آزمایش های متعدد، قانون مطابقت بین نوکلئوتیدها در DNA را ایجاد کرد: تعداد بازهای پورینی و پیریمیدینی یکسان است و تعداد بازهای آدنینی برابر با تعداد بازهای تیمین و تعداد است. تعداد بازهای گوانین برابر با تعداد بازهای سیتوزینی است.

اولین کارهای ساختاری (S.Ferberg، 1949، 1952) نشان داد که DNA ساختاری مارپیچ دارد. پاولینگ با داشتن تجربه گسترده در تعیین ساختار پروتئین ها از اشعه ایکس، بدون شک می توانست به سرعت مشکل ساختار DNA را حل کند، اگر اشعه ایکس مناسبی داشت. با این حال، هیچ کدام وجود نداشت و با توجه به آنچه که او به دست آورد، او نتوانست یک انتخاب بدون ابهام به نفع یکی از ساختارهای ممکن انجام دهد. در نتیجه، در عجله خود برای انتشار نتیجه، پاولینگ گزینه اشتباهی را انتخاب کرد: در مقاله ای که در اوایل سال 1953 منتشر شد، ساختاری را به شکل یک مارپیچ سه رشته ای پیشنهاد کرد که در آن بقایای فسفات یک هسته سفت و سخت را تشکیل می دهد. پایه های نیتروژنی در حاشیه قرار دارند.

سال‌ها بعد، واتسون با یادآوری داستان کشف ساختار DNA، گفت: «لینوس [پاولینگ] شایسته حدس زدن راه‌حل درست نبود. او مقاله ها را نمی خواند و با کسی صحبت نمی کرد. علاوه بر این، او حتی مقاله خود با دلبروک را که در مورد مکمل بودن تکثیر ژن صحبت می کند، فراموش کرد. او فکر می کرد که می تواند ساختار را کشف کند، فقط به این دلیل که بسیار باهوش بود.

زمانی که واتسون و کریک کار بر روی ساختار DNA را آغاز کردند، چیزهای زیادی از قبل شناخته شده بود. دستیابی به داده های ساختاری اشعه ایکس قابل اعتماد و تفسیر آنها بر اساس اطلاعات موجود در آن زمان باقی مانده است. چگونگی وقوع همه این اتفاقات به خوبی در کتاب معروف جی واتسون «دوبل مارپیچ» توضیح داده شده است، اگرچه بسیاری از حقایق موجود در آن به شیوه ای بسیار ذهنی ارائه شده است.

جی واتسون و اف. کریک در آستانه یک کشف بزرگ

البته برای ساخت یک مدل مارپیچ دوگانه به دانش و شهود گسترده ای نیاز بود. اما اگر تصادفی چندین تصادف وجود نداشته باشد، این مدل می تواند چندین ماه بعد ظاهر شود و دانشمندان دیگری می توانند نویسندگان آن باشند. در اینجا چند نمونه آورده شده است.

روزالیند فرانکلین (1920-1958)، که با ام. ویلکینز (جایزه نوبل در سال 1962) در کالج کینگز (لندن) کار می کرد، با کیفیت ترین اشعه ایکس DNA دریافت کرد. اما این کار برای او چندان جالب نبود ، او آن را معمولی می دانست و عجله ای برای نتیجه گیری نداشت. رابطه بد او با ویلکینز این امر را تسهیل کرد.

در همان آغاز سال 1953، ویلکینز، بدون اطلاع آر. فرانکلین، رادیوگرافی های خود را به واتسون نشان داد. علاوه بر این، در فوریه همان سال، مکس پروتز گزارش سالانه شورای تحقیقات پزشکی را به واتسون و کریک نشان داد که کار همه کارکنان برجسته از جمله آر. فرانکلین را بررسی کرد. این برای F. Crick و J. Watson کافی بود تا بفهمند مولکول DNA چگونه باید چیده شود.

اشعه ایکس DNA بدست آمده توسط R. Franklin

در مقاله ای از ویلکینز و همکاران که در همین شماره منتشر شده است طبیعتکه مشابه مقاله واتسون و کریک است، نشان داده شده است که با قضاوت بر اساس الگوهای اشعه ایکس، ساختار DNA از منابع مختلف تقریباً یکسان است و یک مارپیچ است که در آن بازهای نیتروژنی در داخل آن قرار دارند. و بقایای فسفات در خارج هستند.

مقاله آر. فرانکلین (به همراه شاگردش آر. گاسلینگ) در فوریه 1953 نوشته شد. قبلاً در نسخه اولیه مقاله، او ساختار DNA را به شکل دو هم محور و نسبت به یکدیگر در امتداد محور توضیح داده است. مارپیچ هایی با پایه های نیتروژنی در داخل و فسفات ها در خارج. به گفته وی، گام مارپیچ DNA به شکل B (یعنی در رطوبت نسبی بیش از 70٪) 3.4 نانومتر بود و 10 نوکلئوتید در هر نوبت وجود داشت. بر خلاف واتسون و کریک، فرانکلین مدل نمی ساخت. برای او، DNA یک موضوع تحقیقاتی جالب تر از زغال سنگ و کربن نبود که قبل از آمدن به کالج کینگ در فرانسه آن ها را مطالعه کرده بود.

هنگامی که او در مورد مدل واتسون-کریک مطلع شد، در نسخه نهایی مقاله اضافه کرد: "بنابراین، ایده های کلی ما با مدل واتسون و کریک ارائه شده در مقاله قبلی در تضاد نیست." که جای تعجب نیست، زیرا. این مدل بر اساس داده های تجربی او بود. اما نه واتسون و نه کریک، علی‌رغم دوستانه‌ترین روابط با آر. فرانکلین، هرگز به او نگفتند که سال‌ها پس از مرگ او، بارها به طور عمومی تکرار کردند - که بدون داده‌های او هرگز نمی‌توانستند مدل خود را بسازند.

آر. فرانکلین (سمت چپ) در جلسه ای با همکارانش در پاریس

آر. فرانکلین در سال 1958 بر اثر سرطان درگذشت. بسیاری بر این باورند که اگر او تا سال 1962 زنده بود، کمیته نوبل باید قوانین سختگیرانه خود را زیر پا می گذاشت و نه به سه، بلکه به چهار دانشمند جایزه می داد. برای قدردانی از دستاوردهای او و ویلکینز، یکی از ساختمان‌های کالج کینگ "فرانکلین-ویلکینز" نامگذاری شد، که برای همیشه نام افرادی را که به سختی با یکدیگر صحبت می‌کردند به هم متصل می‌کرد.

پس از آشنایی با مقاله واتسون و کریک (که در زیر آورده شده است)، از حجم کم و سبک لپیداری آن شگفت زده می شود. نویسندگان اهمیت کشف خود را کاملاً درک کردند و با این وجود، خود را به توصیف مدل و نشانه‌ای کوتاه محدود کردند که «از جفت‌های خاص فرض شده، مکانیسم احتمالی برای کپی کردن مواد ژنتیکی فوراً دنبال می‌شود». خود مدل به گونه ای گرفته شده است که گویی "از سقف" گرفته شده است - هیچ نشانه ای از نحوه دریافت آن وجود ندارد. مشخصات ساختاری آن به جز گام و تعداد نوکلئوتیدها در گام مارپیچ ذکر نشده است. تشکیل جفت نیز به وضوح توضیح داده نشده است، زیرا در آن زمان از دو سیستم شماره گذاری اتم ها در پیریمیدین ها استفاده می شد. مقاله تنها با یک نقاشی که توسط همسر F. Crick انجام شده است نشان داده شده است. با این حال، برای زیست شناسان معمولی، خواندن مقالات سنگین کریستالوگرافی ویلکینز و فرانکلین دشوار بود، در حالی که مقاله واتسون و کریک برای همه قابل درک بود.

بعدها، هم واتسون و هم کریک اعتراف کردند که از بیان تمام جزئیات در مقاله اول به سادگی می ترسیدند. این کار در مقاله دوم با عنوان "پیامدهای ژنتیکی از ساختار DNA" انجام شد و در طبیعت 30 اردیبهشت همان سال. منطق مدل، تمام ابعاد و جزئیات ساختار DNA، مدارهای تشکیل زنجیره و جفت شدن پایه ها را ارائه می کند و مفاهیم مختلف ژنتیک را مورد بحث قرار می دهد. ماهیت و لحن ارائه نشان می دهد که نویسندگان کاملاً به درستی و اهمیت کشف خود اطمینان دارند. درست است، آنها جفت G-C را تنها با دو پیوند هیدروژنی به هم وصل کردند، اما یک سال بعد آنها در مقاله روش شناختی نشان دادند که سه پیوند ممکن است. پاولینگ به زودی این را با محاسبات تأیید کرد.

کشف واتسون و کریک نشان داد که اطلاعات ژنتیکی در DNA با الفبای چهار حرفی نوشته می شود. اما 20 سال دیگر طول کشید تا یاد بگیریم چگونه آن را بخوانیم. بلافاصله این سوال مطرح شد که کد ژنتیکی باید چه باشد. پاسخ به آن در سال 1954 توسط فیزیکدان نظری G.A. Gamow *: اطلاعات موجود در DNA توسط سه قلو نوکلئوتید - کدون کدگذاری می شود. این به طور تجربی در سال 1961 توسط F. Crick و S. Brenner تأیید شد. سپس در طی 3-4 سال، در آثار M. Nirenberg (جایزه نوبل 1965)، S. Ochoa (جایزه نوبل 1959)، H. Korana (جایزه نوبل 1965) و دیگران، مطابقت بین کدون ها و اسیدهای آمینه انجام شد.

در اواسط دهه 1970. F. Sanger (متولد 1918؛ جوایز نوبل در 1958 و 1980)، که همچنین در کمبریج کار می کرد، روشی را برای تعیین توالی نوکلئوتیدی در DNA ایجاد کرد. سانگر از آن برای تعیین توالی 5386 باز که ژنوم باکتریوفاژ jX174 را تشکیل می‌دهند، استفاده کرد. با این حال، ژنوم این فاژ یک استثنای نادر است: این یک DNA تک رشته ای است.
عصر واقعی ژنوم ها در می 1995 آغاز شد، زمانی که J.K. ونتر رمزگشایی اولین ژنوم یک ارگانیسم تک سلولی - باکتری ها را اعلام کرد هموفیلوس آنفولانزا. ژنوم حدود 100 موجود مختلف اکنون رمزگشایی شده است.

تا همین اواخر، دانشمندان فکر می کردند که همه چیز در یک سلول توسط توالی پایگاه های DNA تعیین می شود، اما ظاهراً زندگی بسیار پیچیده تر است.
اکنون به خوبی شناخته شده است که DNA اغلب شکلی غیر از مارپیچ دوگانه واتسون-کریک دارد. بیش از 20 سال پیش، ساختار به اصطلاح Z-helix DNA در آزمایشات آزمایشگاهی کشف شد. این نیز یک مارپیچ دوتایی است، اما در مقایسه با ساختار کلاسیک در جهت مخالف پیچ خورده است. تا همین اواخر، اعتقاد بر این بود که Z-DNA به موجودات زنده مرتبط نیست، اما اخیراً گروهی از محققان از مؤسسه ملی قلب، ریه و خون (ایالات متحده آمریکا) دریافتند که یکی از ژن‌های سیستم ایمنی تنها زمانی فعال می‌شود که بخشی از توالی تنظیمی آن به شکل Z می رود. اکنون فرض بر این است که تشکیل موقت فرم Z ممکن است پیوند ضروری در تنظیم بیان بسیاری از ژن ها باشد. در برخی موارد، پروتئین های ویروسی به Z-DNA متصل می شوند و باعث آسیب سلولی می شوند.

علاوه بر ساختارهای مارپیچ، DNA می تواند حلقه های پیچ خورده معروف را در پروکاریوت ها و برخی ویروس ها تشکیل دهد.

سال گذشته، S. Nidle از مؤسسه تحقیقات سرطان (لندن) کشف کرد که انتهای نامنظم کروموزوم ها - تلومرها، که تک رشته های DNA هستند - می توانند به ساختارهای بسیار منظم شبیه یک پروانه تبدیل شوند. ساختارهای مشابهی در سایر نواحی کروموزوم ها یافت شد و G-quadruplexes نامیده شدند، زیرا آنها توسط مناطق DNA غنی از گوانین تشکیل شده اند.

ظاهراً چنین ساختارهایی به تثبیت بخش‌های DNA که روی آنها تشکیل شده‌اند کمک می‌کنند. یکی از G-quadruplexes مستقیماً در کنار ژن یافت شد c-MYCکه فعال شدن آن باعث سرطان می شود. در این صورت، می‌تواند از اتصال پروتئین‌های فعال‌کننده ژن به DNA جلوگیری کند و محققان قبلاً جستجوی داروهایی را آغاز کرده‌اند که ساختار G-quaduplexes را تثبیت می‌کنند، به این امید که در مبارزه با سرطان کمک کنند.

در سال های اخیر، نه تنها توانایی مولکول های DNA برای تشکیل ساختارهایی غیر از مارپیچ دوگانه کلاسیک کشف شده است. در کمال تعجب دانشمندان، در هسته یک سلول، مولکول های DNA در حال حرکت مداوم هستند، گویی "رقص".

مدتهاست که مشخص شده است که DNA با پروتئین های هیستون در هسته با پروتامین در اسپرم کمپلکس هایی را تشکیل می دهد. با این حال، این مجتمع ها بادوام و ایستا در نظر گرفته می شدند. با کمک تکنولوژی مدرن ویدئویی، می‌توان پویایی این مجموعه‌ها را در زمان واقعی ثبت کرد. معلوم شد که مولکول های DNA دائماً پیوندهای زودگذری با یکدیگر و با پروتئین های مختلف ایجاد می کنند که مانند مگس ها در اطراف DNA شناور می شوند. برخی از پروتئین ها آنقدر سریع حرکت می کنند که در عرض 5 ثانیه از یک طرف هسته به سمت دیگر می روند. حتی هیستون H1 که به شدت با مولکول DNA مرتبط است، هر دقیقه جدا شده و دوباره به آن متصل می شود. این تنوع اتصالات به سلول کمک می کند تا فعالیت ژن های خود را تنظیم کند - DNA دائماً وجود فاکتورهای رونویسی و سایر پروتئین های تنظیم کننده را در محیط خود بررسی می کند.

هسته، که یک تشکیل نسبتاً ایستا در نظر گرفته می شد - مخزن اطلاعات ژنتیکی - در واقع زندگی طوفانی دارد و رفاه سلول تا حد زیادی به طراحی رقص اجزای آن بستگی دارد. برخی از بیماری های انسانی می تواند ناشی از عدم تعادل در هماهنگی این رقص های مولکولی باشد.

بدیهی است که با چنین سازماندهی حیات هسته، قسمت های مختلف آن معادل نیستند - فعال ترین "رقصنده ها" باید به مرکز نزدیکتر و کمترین فعال بودن - به دیوارها باشند. و اینطور معلوم شد. به عنوان مثال، در انسان کروموزوم 18 که فقط چند ژن فعال دارد، همیشه در نزدیکی مرز هسته قرار دارد و کروموزوم 19، پر از ژن های فعال، همیشه نزدیک مرکز آن است. علاوه بر این، به نظر می رسد حرکت کروماتین و کروموزوم ها، و حتی موقعیت نسبی کروموزوم ها، بر فعالیت ژن های آنها تأثیر می گذارد. بنابراین، نزدیکی کروموزوم های 12، 14 و 15 در هسته سلول های لنفوم موش، عاملی در تبدیل سلول به سرطان در نظر گرفته می شود.

نیم قرن گذشته در زیست شناسی به عصر DNA تبدیل شده است - در دهه 1960. رمز ژنتیکی را در دهه 1970 کشف کرد. DNA نوترکیب به دست آمد و روش های توالی یابی در دهه 1980 توسعه یافت. واکنش زنجیره ای پلیمراز (PCR) توسعه یافت؛ در سال 1990، پروژه ژنوم انسانی راه اندازی شد. یکی از دوستان و همکاران واتسون، W. Gilbert، معتقد است که زیست شناسی مولکولی سنتی مرده است - اکنون همه چیز را می توان با مطالعه ژنوم ها کشف کرد.

اف. کریک در میان کارکنان آزمایشگاه بیولوژی مولکولی در کمبریج

اکنون، با نگاهی به مقالات واتسون و کریک در 50 سال پیش، انسان متعجب می شود که چقدر از فرضیات درست یا نزدیک به حقیقت بوده است - بالاخره آنها تقریباً هیچ داده تجربی نداشتند. در مورد خود نویسندگان، هر دو دانشمند پنجاهمین سالگرد کشف ساختار DNA را جشن می گیرند و اکنون به طور فعال در زمینه های مختلف زیست شناسی کار می کنند. جی واتسون یکی از مبتکران پروژه "ژنوم انسان" بود و در زمینه زیست شناسی مولکولی به کار خود ادامه می دهد و در اوایل سال 2003 F. Crick مقاله ای در مورد ماهیت آگاهی منتشر کرد.

J.D. واتسون،
ف.گ.ک. فریاد بزن،
گروه مطالعه ساختار مولکولی سیستم های بیولوژیکی شورای تحقیقات پزشکی، آزمایشگاه کاوندیش، کمبریج. 25 آوریل 1953

ساختار مولکولی اسیدهای نوکلئیک

ما می خواهیم مدلی برای ساختار نمک اسید دئوکسی ریبونوکلئیک (DNA) پیشنهاد کنیم. این ساختار دارای ویژگی های جدید مورد علاقه زیست شناسی است.
ساختار اسید نوکلئیک قبلاً توسط پاولینگ و کوری پیشنهاد شده است. آنها با مهربانی به ما اجازه دادند تا نسخه خطی مقاله خود را قبل از انتشار مرور کنیم. مدل آنها شامل سه زنجیره درهم تنیده با فسفات های واقع در نزدیکی محور مارپیچ و پایه های نیتروژنی در حاشیه است. به نظر ما، چنین ساختاری به دو دلیل رضایت بخش نیست. اول، ما معتقدیم که ماده مورد مطالعه، که بازتاب اشعه ایکس را می دهد، یک نمک است و نه یک اسید آزاد. بدون اتم های هیدروژن اسیدی، مشخص نیست که چه نیروهایی می توانند یکپارچگی چنین ساختاری را حفظ کنند، به ویژه با توجه به اینکه گروه های فسفات با بار منفی در نزدیکی محور آن یکدیگر را دفع می کنند. ثانیاً، برخی از مسافت‌های واندروالس بسیار کوچک هستند.
ساختار سه رشته ای دیگر توسط فریزر (در حال چاپ) پیشنهاد شده است. در مدل او، فسفات ها در خارج هستند و بازهای نیتروژنی که توسط پیوندهای هیدروژنی به هم متصل شده اند، در داخل مارپیچ قرار دارند. در مقاله این ساختار بسیار ضعیف تعریف شده است و به همین دلیل در مورد آن اظهار نظر نمی کنیم.
ما می خواهیم یک ساختار کاملاً متفاوت از نمک اسید دئوکسی ریبونوکلئیک پیشنهاد کنیم. این سازه از دو زنجیر مارپیچ تشکیل شده است که حول یک محور مشترک پیچیده شده اند. ما از مفروضات معمول شروع کردیم، یعنی هر زنجیره توسط بقایای b-D-deoxyribofuranose تشکیل شده است که با پیوندهای 3.5 اینچی متصل شده اند. این زنجیره‌ها (اما نه پایه‌های آن‌ها) با پیوندهایی (دیاد) عمود بر محور مارپیچ به هم متصل می‌شوند. هر دو زنجیره یک مارپیچ راست را تشکیل می دهند، اما به لطف زوج ها، جهت مخالف دارند. هر زنجیره کمی شبیه مدل شماره 1 فربرگ است زیرا پایه ها در داخل مارپیچ و فسفات ها در خارج قرار دارند. پیکربندی شکر و اتم های نزدیک به آن نزدیک به "پیکربندی استاندارد" فربرگ است، که در آن شکر تقریباً عمود بر پایه مربوط به آن است. باقیمانده های هر مدار در گام های 3.4 A در جهت مرتب شده اند z. ما فرض کردیم که زاویه بین باقیمانده های همسایه 36 درجه است، به طوری که این ساختار هر 10 باقیمانده تکرار می شود، یعنی. از طریق 34 A. فاصله از محور تا اتم فسفر 10 A است. از آنجایی که فسفات ها در خارج قرار دارند، به راحتی برای کاتیون ها قابل دسترسی هستند.
کل سازه باز است و حاوی مقدار زیادی آب است. با کاهش محتوای آب، می توان انتظار داشت که پایه ها تا حدودی کج شده و کل ساختار فشرده تر شود.
یکی از ویژگی های جدید این ساختار، نحوه نگه داشتن زنجیره ها توسط پایه های پورین و پیریمیدین است. صفحات پایه ها بر محور مارپیچ عمود هستند. آنها با یکدیگر جفت می شوند، به طوری که یک پایه در زنجیره اول به یک پایه در زنجیره دوم پیوند هیدروژنی دارد، به گونه ای که این پایه ها در کنار یکدیگر قرار گرفته و دارای یکسان هستند. z-هماهنگ كردن. برای تشکیل پیوند، یک پایه باید پورین و دیگری پیریمیدین باشد. پیوندهای هیدروژنی بین موقعیت 1 پورین و موقعیت 1 پیریمیدین و بین موقعیت 6 پورین و موقعیت 6 پیریمیدین تشکیل می شود.
فرض بر این است که بازها در این ساختار فقط در محتمل ترین شکل تومریک (یعنی در کتو و نه در فرم انول) در این ساختار گنجانده شده اند. مشخص شده است که فقط جفت های پایه خاص می توانند با یکدیگر پیوند ایجاد کنند. این جفت ها عبارتند از: آدنین (پورین) - تیمین (پیریمیدین) و گوانین (پورین) - سیتوزین (پیریمیدین).
به عبارت دیگر، اگر آدنین یکی از اعضای یک جفت در هر زنجیره باشد، طبق این فرض، عضو دیگر جفت باید تیمین باشد. همین امر در مورد گوانین و سیتوزین نیز صدق می کند. توالی پایه ها روی یک رشته نامحدود به نظر می رسد. با این حال، از آنجایی که تنها جفت های پایه خاصی می توانند تشکیل شوند، با توجه به توالی پایه یک رشته، دنباله پایه رشته دیگر به طور خودکار تعیین می شود.
به طور تجربی مشخص شده است که در DNA نسبت تعداد آدنین ها به تعداد تیمین ها و تعداد گوانین ها به تعداد سیتوزین ها همیشه نزدیک به واحد است.
احتمالاً ساختن چنین ساختاری با ریبوز به جای دئوکسی ریبوز امکان پذیر نیست، زیرا اتم اکسیژن اضافی فاصله واندروالس را بسیار کوچک می کند.
داده‌های پراش اشعه ایکس در مورد اسید دی‌اکسی ریبونوکلئیک منتشر شده تاکنون برای تأیید دقیق مدل ما کافی نیست. تا جایی که بتوانیم قضاوت کنیم، به داده های تجربی تقریب می زند، اما تا زمانی که با داده های تجربی دقیق تری مقایسه نشود، نمی توان آن را اثبات شده تلقی کرد. برخی از آنها در مقاله زیر نشان داده شده است. هنگامی که ساختار خود را که عمدتاً، هرچند نه منحصراً، بر اساس داده‌های تجربی منتشر شده و ملاحظات استریوشیمیایی استوار است، از جزئیات نتایج ارائه شده در آنجا آگاه نبودیم.
لازم به ذکر است که یک مکانیسم احتمالی برای کپی کردن مواد ژنتیکی بلافاصله از جفت خاصی که ما فرض کردیم به دست می آید.
تمام جزئیات سازه، از جمله شرایط لازم برای ساخت آن، و مجموعه مختصات اتمی در انتشارات بعدی آورده خواهد شد.
ما از دکتر جری دوناهو به خاطر توصیه ها و انتقادهای همیشگی او به ویژه در مورد فواصل بین اتمی بسیار سپاسگزاریم. ما همچنین با درک کلی از داده ها و ایده های تجربی منتشر نشده دکتر M.G.F تحریک شدیم. ویلکینز و دکتر R.E. فرانکلین و کارکنانشان در کینگز کالج لندن. یکی از ما (J.D.W.) از بنیاد ملی فلج نوزادان بورسیه دریافت کرد.

* گئورگی آنتونوویچ گاموف (1904–1968، در سال 1933 به ایالات متحده مهاجرت کرد) یکی از بزرگترین دانشمندان قرن بیستم است. او نویسنده نظریه واپاشی تتا و اثر تونل در مکانیک کوانتومی است. مدل قطره مایع هسته اتم - اساس نظریه های فروپاشی هسته ای و واکنش های گرما هسته ای. تئوری ساختار درونی ستارگان، که نشان داد واکنش های گرما هسته ای منبع انرژی خورشیدی هستند. نظریه "بیگ بنگ" در تکامل کیهان؛ نظریه تابش باقیمانده در کیهان شناسی کتاب های غیرداستانی او مانند مجموعه کتاب های آقای تامپکینز ("آقای تامپکینز در سرزمین عجایب"، "آقای تامپکینز در درون خودش" و ...)، "یک، دو، سه ... بی نهایت" معروف هستند. "، "سیاره ای به نام زمین" و غیره.

جیمز واتسون از پیشگامان زیست شناسی مولکولی است که به همراه فرانسیس کریک و موریس ویلکینز به کشف مارپیچ دوگانه DNA نسبت داده شده اند. آنها در سال 1962 جایزه نوبل پزشکی را برای کارهای خود دریافت کردند.

جیمز واتسون: بیوگرافی

در 6 آوریل 1928 در شیکاگو، ایالات متحده آمریکا متولد شد. او در مدرسه هوراس مان و سپس دبیرستان ساوت شور تحصیل کرد. در سن 15 سالگی تحت یک برنامه بورسیه تجربی برای کودکان تیزهوش وارد دانشگاه شیکاگو شد. علاقه به زندگی پرندگان باعث شد تا جیمز واتسون به تحصیل در رشته زیست شناسی بپردازد و در سال 1947 مدرک لیسانس علوم جانورشناسی به او اعطا شد. پس از خواندن کتاب برجسته اروین شرودینگر زندگی چیست؟ او به ژنتیک روی آورد.

جیمز واتسون پس از رد شدن توسط کلتک و هاروارد، برنده بورسیه تحصیلی برای تحصیلات تکمیلی در دانشگاه ایندیانا شد. در سال 1950، دکترای جانورشناسی را به دلیل کارش در مورد تأثیر تابش اشعه ایکس بر تولید مثل ویروس های باکتریوفاژ دریافت کرد. واتسون از ایندیانا به کپنهاگ نقل مکان کرد و به عنوان عضوی از شورای تحقیقات ملی به مطالعه ویروس ها ادامه داد.

کشف DNA!

واتسون پس از بازدید از آزمایشگاه نیویورک در Cold Spring Harbor، جایی که با نتایج تحقیقات هرشی و چیس آشنا شد، متقاعد شد که DNA مولکول مسئول انتقال اطلاعات ژنتیکی است. او مجذوب این ایده بود که اگر ساختار آن را درک کنید، می توانید نحوه انتقال داده ها بین سلول ها را تعیین کنید. تحقیقات ویروسی دیگر به اندازه این مسیر جدید برای او جالب نبود.

در بهار 1951 در کنفرانسی در ناپل با موریس ویلکینز ملاقات کرد. دومی نتایج اولین تلاش ها برای استفاده از پراش اشعه ایکس برای تصویربرداری از مولکول DNA را نشان داد. واتسون که از یافته های ویلکینز هیجان زده شده بود، در پاییز وارد بریتانیا شد. او در آزمایشگاه کاوندیش شغلی پیدا کرد و در آنجا شروع به همکاری با فرانسیس کریک کرد.

اولین تلاش ها

در تلاش برای کشف ساختار مولکولی DNA، جیمز واتسون و فرانسیس کریک تصمیم گرفتند از رویکرد ساخت مدل استفاده کنند. هر دو متقاعد شده بودند که کشف ساختار آن نقش کلیدی در درک انتقال اطلاعات ژنتیکی از والدین به سلول‌های دختر دارد. زیست شناسان متوجه شدند که کشف ساختار DNA یک پیشرفت علمی بزرگ خواهد بود. در همان زمان، آنها از وجود رقبا در میان دانشمندان دیگر مانند لینوس پاولینگ آگاه بودند.

کریک و جیمز واتسون به سختی DNA را مدلسازی کردند. هیچ یک از آنها سابقه ای در شیمی نداشتند، بنابراین از کتاب های درسی استاندارد شیمی برای برش تنظیمات پیوندهای شیمیایی مقوایی استفاده کردند. یک دانشجوی فارغ التحصیل مهمان خاطرنشان کرد که بر اساس داده های جدید که در کتاب ها وجود ندارد، یکی از پیوندهای شیمیایی مقوایی او به صورت معکوس استفاده شده است. تقریباً در همان زمان، واتسون در سخنرانی روزالیند فرانکلین در کالج کینگز شرکت کرد. ظاهراً خیلی با دقت گوش نداده است.

اشتباه نابخشودنی

در نتیجه این خطا، اولین تلاش دانشمندان برای ساخت مدل DNA با شکست مواجه شد. جیمز واتسون و فرانسیس کریک یک مارپیچ سه گانه با پایه های نیتروژنی در قسمت بیرونی سازه ساختند. هنگامی که آنها مدل را به همکاران ارائه کردند، روزالیند فرانکلین او را مورد انتقاد شدید قرار داد. نتایج تحقیقات او به وضوح وجود دو شکل DNA را ثابت کرد. مرطوب‌تر با نمونه‌ای که واتسون و کریک می‌خواستند بسازند مطابقت داشت، اما آنها مدلی از DNA بدون آب موجود در آن ایجاد کردند. فرانکلین خاطرنشان کرد که اگر کار او به درستی تفسیر شود، پایه های نیتروژن در داخل مولکول قرار می گیرند. مدیر آزمایشگاه کاوندیش که از چنین شکست عمومی خجالت زده بود، توصیه کرد که محققان رویکرد خود را کنار بگذارند. دانشمندان رسماً مسیرهای دیگری را اتخاذ کردند، اما در خلوت به فکر مشکل DNA ادامه دادند.

کشف زیرکانه

ویلکینز که در کالج کینگ با فرانکلین کار می کرد، با او درگیری شخصی داشت. روزالیند آنقدر ناراضی بود که تصمیم گرفت تحقیقات خود را به جای دیگری منتقل کند. روشن نیست که چگونه، اما ویلکینز یکی از بهترین اشعه ایکس مولکول DNA را به دست آورد. حتی ممکن است زمانی که در حال تمیز کردن دفترش بود، آن را خودش به او داده باشد. اما مسلم است که او تصویر را بدون اجازه فرانکلین از آزمایشگاه بیرون آورده و به دوستش واتسون در کاوندیش نشان داده است. متعاقباً در کتاب مارپیچ دوگانه خود نوشت که در لحظه ای که تصویر را دید، فکش افتاد و نبضش تند شد. همه چیز بسیار ساده تر از A-form قبلی بود. همچنین، صلیب سیاه انعکاس‌ها که بر عکس غالب بود، فقط می‌توانست از ساختار مارپیچی آمده باشد.

برنده جایزه نوبل

زیست شناسان از داده های جدید برای ایجاد یک مدل مارپیچ دو رشته ای با پایه های نیتروژنی در جفت های A-T و C-G در مرکز استفاده کردند. این جفت شدن بلافاصله به کریک پیشنهاد کرد که یک طرف مولکول می تواند به عنوان الگویی برای تکرار دقیق توالی های DNA برای انتقال اطلاعات ژنتیکی در طول تقسیم سلولی عمل کند. این دومین مدل موفق در فوریه 1951 ارائه شد. در آوریل 1953 آنها یافته های خود را در مجله Nature منتشر کردند. مقاله باعث ایجاد شور و هیجان شد. واتسون و کریک دریافتند که DNA شکل یک مارپیچ دوتایی یا "پلکان مارپیچی" دارد. دو زنجیر در آن مانند یک "رعد و برق" جدا شد و قطعات گم شده را بازتولید کرد. بنابراین، هر مولکول اسید دئوکسی ریبونوکلئیک قادر به ایجاد دو نسخه یکسان است.

مخفف DNA و مدل مارپیچ دوگانه زیبا در سراسر جهان شناخته شده است. واتسون و کریک نیز معروف شدند. کشف آنها تحولی در مطالعه زیست شناسی و ژنتیک ایجاد کرد و روش های مهندسی ژنتیک مورد استفاده در بیوتکنولوژی مدرن را ممکن ساخت.

مقاله ای در نیچر باعث شد که آنها و ویلکینز جایزه نوبل را در سال 1962 دریافت کنند. قوانین آکادمی سوئد اجازه نمی دهد بیش از سه دانشمند جایزه دریافت کنند. روزالیند فرانکلین در سال 1958 بر اثر سرطان تخمدان درگذشت. ویلکینز در گذر از او یاد کرد.

واتسون در سال دریافت جایزه نوبل با الیزابت لوئیس ازدواج کرد. آنها دو پسر داشتند: روفوس و دانکن.

ادامه کار

جیمز واتسون در طول دهه 1950 با بسیاری از دانشمندان دیگر به کار خود ادامه داد. نبوغ او توانایی هماهنگ کردن کار افراد مختلف و ترکیب نتایج آنها برای نتیجه گیری های جدید بود. در سال 1952، او از یک آند چرخشی اشعه ایکس برای نشان دادن ساختار مارپیچی ویروس موزاییک تنباکو استفاده کرد. از 1953 تا 1955 واتسون با دانشمندان مؤسسه فناوری کالیفرنیا برای مدل سازی ساختار RNA همکاری کرد. از 1955 تا 1956 او دوباره با کریک کار کرد تا اصول ساختار ویروس ها را کشف کند. در سال 1956 به هاروارد نقل مکان کرد و در آنجا در مورد RNA و سنتز پروتئین تحقیق کرد.

وقایع رسوایی

در سال 1968، کتاب جنجالی در مورد DNA توسط جیمز واتسون منتشر شد. مارپیچ دوبل مملو از نظرات تحقیرآمیز و توصیفات کینه توزانه بسیاری از افراد درگیر در این کشف، به ویژه روزالیند فرانکلین بود. به همین دلیل انتشارات هاروارد از چاپ کتاب خودداری کرد. با این وجود، این اثر منتشر شد و موفقیت بزرگی داشت. در تجدید نظر بعدی، واتسون به خاطر رفتارش با فرانکلین عذرخواهی کرد و اظهار داشت که از فشاری که او در دهه 1950 به عنوان یک کاشف زن با آن مواجه شده بود، بی اطلاع بود. او بیشترین سود را از انتشار دو کتاب درسی به نام های زیست شناسی مولکولی ژن (1965) و زیست شناسی مولکولی سلولی و DNA نوترکیب (به روز رسانی در سال 2002) برد که هنوز چاپ نشده اند. او در سال 2007 زندگی نامه خود را با عنوان «از مردم خسته کننده دوری کن» منتشر کرد. درس های زندگی در علم.

جیمز واتسون: کمک به علم

در سال 1968 او مدیر آزمایشگاه در Cold Spring Harbor شد. مؤسسه در آن زمان با مشکلات مالی روبرو بود، اما واتسون ثابت کرد که در یافتن اهداکنندگان بسیار موفق است. موسسه تحت ریاست وی از نظر سطح کار در زمینه زیست شناسی مولکولی به یک رهبر جهانی تبدیل شده است. کارمندان آن ماهیت سرطان را کشف کردند و برای اولین بار ژن های آن را کشف کردند. هر سال بیش از 4000 دانشمند از سرتاسر جهان به بندر کولد اسپرینگ می آیند - تأثیر مؤسسه تحقیقات بین المللی ژنتیک بسیار عمیق است.

در سال 1990، واتسون به عنوان مدیر پروژه ژنوم انسانی در مؤسسه ملی بهداشت منصوب شد. او تا سال 1992 از مهارت های خود در جمع آوری سرمایه برای اجرای پروژه استفاده کرد. او به دلیل درگیری بر سر حق ثبت اختراع اطلاعات ژنتیکی را ترک کرد. جیمز واتسون معتقد بود که این تنها در تحقیقات دانشمندانی که روی پروژه کار می کنند تداخل خواهد داشت.

اظهارات جنجالی

اقامت او در Cold Harbor ناگهان به پایان رسید. در 14 اکتبر 2007، در راه رفتن به کنفرانسی در لندن، از او در مورد رویدادهای جهان سؤال شد. جیمز واتسون، دانشمند مشهور جهان، پاسخ داد که چشم انداز آفریقا بر او سایه انداخته است. به گفته وی، تمام سیاست های اجتماعی مدرن بر این واقعیت استوار است که هوش ساکنان آن با بقیه یکسان است، اما نتایج آزمایش نشان می دهد که اینطور نیست. او فکر خود را با این ایده ادامه داد که پیشرفت در آفریقا به دلیل مواد ژنتیکی ضعیف مختل شده است. اعتراض عمومی علیه این اظهارات، کلد اسپرینگ هاربر را مجبور کرد تا استعفای خود را بخواهد. این دانشمند بعدا عذرخواهی کرد و اظهارات خود را پس گرفت و گفت که "هیچ مبنای علمی برای این کار وجود ندارد." او در سخنرانی خداحافظی خود، دیدگاه خود را بیان کرد که "پیروزی نهایی (بر سرطان و بیماری روانی) در اختیار ماست."

با وجود این شکست‌ها، ژنتیک‌دان جیمز واتسون همچنان به ادعاهای بحث برانگیز امروزی خود ادامه می‌دهد. در سپتامبر 2013 در مؤسسه آلن در سیاتل، در یک جلسه مطالعه مغز، او دوباره اظهارات بحث برانگیزی در مورد اعتقاد خود مبنی بر اینکه افزایش بیماری های ارثی تشخیص داده شده ممکن است به دلیل تولد دیرتر بچه ها باشد، بیان کرد. واتسون گفت: «هر چه سن شما بالاتر می رود، احتمال ابتلا به ژن های معیوب بیشتر می شود. به عقیده وی، این امر احتمال تباه شدن زندگی والدین با تولد فرزندی با اختلالات جسمی یا روانی را کاهش می دهد.

کشف وجود یک رشته DNA تکراری نقطه عطفی در زیست شناسی بود. ساخته شده توسط فرانسیس کریک انگلیسی و جیمز واتسون آمریکایی. در سال 1962 به دانشمندان جایزه نوبل اعطا شد.

آنها جزو باهوش ترین افراد روی کره زمین محسوب می شوند. کریک اکتشافات زیادی در زمینه های مختلف انجام داد، نه محدود به ژنتیک. واتسون برای تعدادی از اظهارات خود نام بدی به دست آورد، اما این او را بیشتر به عنوان یک فرد خارق العاده توصیف می کند.

دوران کودکی

فرانسیس کریک در سال 1916 در نورث همپتون انگلستان به دنیا آمد. پدرش تاجر موفقی بود و یک کارخانه تولید کفش را اداره می کرد. او به یک دبیرستان عادی رفت. پس از جنگ، درآمد در خانواده به میزان قابل توجهی کاهش یافت، رئیس تصمیم گرفت خانواده را به لندن منتقل کند. فرانسیس از مدرسه میل هیل فارغ التحصیل شد، جایی که به ریاضیات، فیزیک و شیمی علاقه داشت. او بعدها در دانشگاه کالج لندن تحصیل کرد و به عنوان لیسانس علوم شناخته شد.

سپس همکار آینده او، جیمز واتسون، در قاره دیگری متولد شد. از دوران کودکی او با بچه های معمولی متفاوت بود، حتی در آن زمان آینده درخشانی برای جیمز پیش بینی می شد. او در سال 1928 در شیکاگو به دنیا آمد. پدر و مادرش او را با عشق و شادی احاطه کردند.

معلم کلاس اول ذهنش را نامناسب برای سنش یادداشت کرد. بعد از کلاس سوم در رادیو در مسابقه فکری برای کودکان شرکت کرد. واتسون توانایی های شگفت انگیزی از خود نشان داد. بعداً او به دانشگاه چهار ساله شیکاگو دعوت خواهد شد و در آنجا به پرنده شناسی علاقه مند خواهد شد. مرد جوان با داشتن مدرک لیسانس تصمیم می گیرد در دانشگاه بلومینگتون در ایندیانا ادامه تحصیل دهد.

علاقه به علوم

در دانشگاه ایندیانا، واتسون به ژنتیک مشغول است و در میدان دید زیست شناس سالوادور لوریا و ژنتیک دان درخشان جی. ملر قرار می گیرد. این همکاری منجر به پایان نامه ای در مورد تأثیر اشعه ایکس بر باکتری ها و ویروس ها شد. جیمز واتسون پس از یک دفاع درخشان، دکترا می شود.

تحقیقات بیشتر روی باکتریوفاژها در دانمارک دور - دانشگاه کپنهاگ - انجام خواهد شد. این دانشمند به طور فعال بر روی گردآوری یک مدل DNA و مطالعه خواص آن کار می کند. همکار او بیوشیمیدان با استعداد هرمان کالکار است. با این حال، ملاقات سرنوشت ساز با فرانسیس کریک در دانشگاه کمبریج برگزار می شود. دانشمند مشتاق واتسون، که تنها 23 سال سن دارد، فرانسیس را برای کار مشترک به آزمایشگاه خود دعوت خواهد کرد.


قبل از جنگ جهانی دوم، کریک ویسکوزیته آب را در ایالات مختلف مطالعه کرد. بعداً مجبور شد برای وزارت نیروی دریایی کار کند - توسعه معادن. نقطه عطف، خواندن کتاب توسط ای شرودینگر خواهد بود. ایده های نویسنده فرانسیس را به مطالعه زیست شناسی برانگیخت. از سال 1947 او در آزمایشگاه کمبریج کار می کند و به مطالعه پراش اشعه ایکس، شیمی آلی و زیست شناسی می پردازد. رهبر آن ماکس پروتز بود که ساختار پروتئین ها را مطالعه می کرد. کریک به تعیین مبنای شیمیایی کد ژنتیکی علاقه پیدا می کند.

رمزگشایی DNA

در بهار سال 1951، سمپوزیومی در ناپل برگزار شد، جایی که جیمز با دانشمند انگلیسی موریس ویلکینز و محقق روزالین فرانکلین، که همچنین تجزیه و تحلیل DNA را انجام می دهند، ملاقات کرد. آنها مشخص کردند که ساختار سلول شبیه یک پلکان مارپیچ است - شکل مارپیچی دوتایی دارد. داده های تجربی آنها واتسون و کریک را به تحقیقات بیشتر واداشت. آنها تصمیم می گیرند ترکیب اسیدهای نوکلئیک را تعیین کنند و به دنبال بودجه لازم - کمک های مالی از انجمن ملی مطالعه فلج نوزادان هستند.


جیمز واتسون

در سال 1953، آنها جهان را در مورد ساختار DNA آگاه می کنند و یک مدل کامل از مولکول ارائه می دهند.

تنها در 8 ماه، دو دانشمند باهوش نتایج آزمایشات خود را با داده های موجود خلاصه خواهند کرد. در یک ماه آینده، مدل سه بعدی DNA از بادکنک و مقوا ساخته خواهد شد.

لارنس براگ، مدیر آزمایشگاه کاوندیش، این کشف را در کنفرانسی در بلژیک در 8 آوریل اعلام کرد. اما اهمیت این کشف بلافاصله تشخیص داده نشد. تنها در 25 آوریل، پس از انتشار مقاله ای در مجله علمی Nature، زیست شناسان و سایر برندگان جایزه ارزش دانش جدید را قدردانی کردند. از این رویداد به عنوان بزرگترین کشف قرن یاد می شود.

در سال 1962، ویلکینز بریتانیایی و کریک به همراه واتسون آمریکایی نامزد دریافت جایزه نوبل پزشکی شدند. متأسفانه روزالیند فرانکلین 4 سال پیش درگذشت و در بین متقاضیان نبود. رسوایی بلندی در این مورد وجود داشت، زیرا این مدل از داده های آزمایشات فرانکلین استفاده کرد، اگرچه او مجوز رسمی نداد. کریک و واتسون از نزدیک با شریک زندگی‌اش ویلکینز کار می‌کردند و خود روزالیند تا پایان عمر اهمیت آزمایش‌های او برای پزشکی را یاد نگرفت.

بنای یادبودی برای واتسون در نیویورک برای این کشف ساخته شد. ویلکینز و کریک به دلیل نداشتن تابعیت آمریکایی چنین افتخاری دریافت نکردند.

حرفه

پس از کشف ساختار DNA، واتسون و کریک راه خود را از هم جدا کردند. جیمز عضو ارشد دپارتمان زیست شناسی دانشگاه کالیفرنیا و سپس استاد شد. در سال 1969، سمت ریاست آزمایشگاه زیست شناسی مولکولی لانگ آیلند به او پیشنهاد شد. این دانشمند از کار در هاروارد، جایی که از سال 1956 در آنجا کار می کرد، امتناع کرد. او بقیه عمر خود را به علوم اعصاب، مطالعه تأثیر ویروس ها و DNA بر سرطان اختصاص خواهد داد. تحت رهبری دانشمند، آزمایشگاه به سطح جدیدی از کیفیت تحقیقاتی رسید و بودجه آن به میزان قابل توجهی افزایش یافت. بندر گلد اسپرینگ به مرکز برتر جهان برای مطالعه زیست شناسی مولکولی تبدیل شده است. از سال 1988 تا 1992، واتسون به طور فعال در تعدادی از پروژه ها برای مطالعه ژنوم انسان شرکت داشت.

کریک پس از شناخت جهانی، رئیس آزمایشگاه بیولوژیک در کمبریج می شود. در سال 1977 او به سن دیگو، کالیفرنیا نقل مکان کرد تا مکانیسم رویاها و بینایی را مطالعه کند.

فرانسیس کریک

در سال 1983، با ریاضیدان Gr. میچیسون، او پیشنهاد کرد که رویاها توانایی مغز برای رهایی خود از تداعی های بی فایده و بیش از حد است که در طول روز انباشته شده است. دانشمندان رؤیاها را پیشگیری از اضافه بار سیستم عصبی نامیده اند.

در سال 1981، کتاب فرانسیس کریک "زندگی همانطور که هست: منشأ و ماهیت آن" منتشر شد که در آن نویسنده منشا حیات روی زمین را پیشنهاد می کند. به گفته وی، اولین ساکنان این سیاره میکروارگانیسم هایی از دیگر اجرام فضایی بودند. این شباهت کد ژنتیکی همه موجودات زنده را توضیح می دهد. این دانشمند در سال 2004 بر اثر سرطان شناسی درگذشت. او سوزانده شد و خاکسترش بر فراز اقیانوس آرام پراکنده شد.


فرانسیس کریک

در سال 2004، واتسون رئیس دانشگاه شد، اما در سال 2007 مجبور شد این سمت را به دلیل اظهارات خود در مورد ارتباط ژنتیکی بین منشاء (نژاد) و سطح هوش ترک کند. دانشمندی که دوست دارد در مورد کار همکارانش به شکلی تحریک آمیز و توهین آمیز اظهار نظر کند، فرانکلین از این قاعده مستثنی نبود. برخی از این اظهارات به عنوان حمله به افراد چاق و همجنس گرایان تلقی شد.

در سال 2007، واتسون زندگی نامه خود را با نام Avoid the Bordom منتشر کرد. در سال 2008، او یک سخنرانی عمومی در دانشگاه دولتی مسکو ایراد کرد. واتسون اولین فردی است که ژنوم کاملاً توالی یافته دارد. در حال حاضر، این دانشمند در حال کار برای یافتن ژن های مسئول بیماری های روانی است.

کریک و واتسون فرصت های جدیدی را برای توسعه پزشکی باز کردند. نمی توان اهمیت فعالیت علمی آنها را دست بالا گرفت.

ارتباط و قابلیت اطمینان اطلاعات برای ما مهم است. در صورت مشاهده خطا یا عدم دقت، لطفاً به ما اطلاع دهید. خطا را برجسته کنیدو میانبر صفحه کلید را فشار دهید Ctrl+Enter .

فیزیکدان انگلیسی (بر اساس تحصیلات)، جایزه نوبل فیزیولوژی یا پزشکی برای سال 1962 (همراه با جیمز واتسونو موریس ویلکینز) با عبارت: "برای کشف ساختار مولکولی اسیدهای نوکلئیک و اهمیت آن در انتقال اطلاعات در ماده زنده."

در طول جنگ جهانی دوم، او در دریاسالاری کار می کرد و در آنجا مین های مغناطیسی و صوتی را برای ناوگان بریتانیا توسعه داد.

در سال 1946 فرانسیس کریککتاب بخوان اروین شرودینگر: زندگی از نظر فیزیک چیست؟ و تصمیم گرفت تحقیقات در زمینه فیزیک را رها کند و به مسائل زیست شناسی بپردازد. او بعدها نوشت که برای حرکت از فیزیک به زیست شناسی، باید «تقریباً دوباره متولد شد».

در سال 1947 فرانسیس کریکدریاسالاری را ترک کرد و تقریباً در همان زمان لینوس پاولینگاین فرضیه وجود دارد که الگوی پراش پروتئین ها توسط مارپیچ های آلفا که به دور یکدیگر پیچیده شده اند تعیین می شود.

فرانسیس کریک به دو مشکل اساسی حل نشده در زیست شناسی علاقه مند بود:
- چگونه مولکول ها اجازه گذار از غیر زنده به زنده را می دهند؟
مغز چگونه فکر می کند؟

در سال 1951 فرانسیس کریکملاقات کرد جیمز واتسونو با هم در سال 1953 به تجزیه و تحلیل ساختار DNA روی آوردند.

"حرفه اف. کریکنمی توان سریع و روشن نامید. در سی و پنج او هنوز است نهوضعیت دکترا را دریافت کرد (دکترا تقریباً با عنوان کاندیدای علوم مطابقت دارد - یادداشت I.L. Vikentiev).
بمب های آلمانی آزمایشگاهی را در لندن تخریب کردند که قرار بود ویسکوزیته آب داغ را تحت فشار اندازه گیری کند.
کریک از اینکه کارش در فیزیک به بن بست رسیده بود خیلی ناراحت نبود. او قبلاً به زیست شناسی جذب شده بود، بنابراین به سرعت در کمبریج شغلی پیدا کرد، جایی که موضوع او اندازه گیری ویسکوزیته سیتوپلاسم سلول ها بود. علاوه بر این، او کریستالوگرافی را در کاوندیش مطالعه کرد.
اما کریک حوصله ای برای توسعه موفقیت آمیز ایده های علمی خود و همچنین اهتمام لازم برای توسعه دیگران نداشت. تمسخر دائمی او از دیگران، تحقیر حرفه خود، همراه با اعتماد به نفس و عادت به نصیحت کردن دیگران، همکاران کاوندیش را عصبانی می کرد.
اما خود کریک در مورد تمرکز علمی آزمایشگاه که منحصراً روی پروتئین ها متمرکز بود، مشتاق نبود. او مطمئن بود که جستجو در مسیر اشتباهی پیش می رود. راز ژن ها در پروتئین ها نیست، بلکه در DNA نهفته است. فریفته ایده ها واتسون، او تحقیقات خود را رها کرد و بر روی مطالعه مولکول DNA متمرکز شد.
به این ترتیب دو رقیب بزرگ از دو رقیب دوستانه متولد شدند: یک آمریکایی جوان، جاه طلب با کمی زیست شناسی، و یک بریتانیایی سی و پنج ساله روشنفکر اما بی ترکیب با پیشینه فیزیک.
ترکیب دو متضاد باعث یک واکنش گرمازا شد.
در عرض چند ماه، دو دانشمند پس از گردآوری داده‌های خود و قبلاً به‌دست‌آمده توسط دیگران، اما بدون پردازش، به بزرگترین کشف در کل تاریخ بشر - رمزگشایی ساختار DNA - نزدیک شدند. […]
اما اشتباهی در کار نبود.
معلوم شد که همه چیز بسیار ساده است: DNA حاوی کدی است که در امتداد کل مولکول آن نوشته شده است - یک مارپیچ دوگانه دراز و ظریف که می تواند به طور دلخواه طولانی باشد.
کد به دلیل قرابت شیمیایی بین ترکیبات شیمیایی تشکیل دهنده - حروف کد کپی می شود. ترکیب حروف نشان دهنده متن دستور العمل مولکول پروتئین است که با کدی ناشناخته نوشته شده است. سادگی و ظرافت ساختار DNA خیره کننده بود.
بعد ریچارد داوکینزنوشت: «آنچه در عصر زیست‌شناسی مولکولی که پس از کشف واتسون و کریک رخ داد، واقعاً انقلابی بود، این بود که رمز زندگی به شکل دیجیتالی نوشته شد، بسیار شبیه به کد یک برنامه رایانه‌ای».

مت ریدلی، ژنوم: زندگی نامه یک گونه در 23 فصل، م.، اکسمو، 2009، ص 69-71.

پس از تجزیه و تحلیل دریافتی موریس ویلکینزداده های مربوط به پراکندگی اشعه ایکس بر روی کریستال های DNA، فرانسیس کریکبا هم جیمز واتسوندر سال 1953 مدلی از ساختار سه بعدی این مولکول به نام مدل Watson-Crick ساخت.

فرانسیس کریکدر سال 1953 با افتخار به پسرش نوشت: جیم واتسونو من شاید مهمترین کشف را انجام دادم... اکنون مطمئن هستیم که DNA یک رمز است. بنابراین، توالی پایه ها ("حروف") یک ژن را از ژن دیگر متفاوت می کند (همانطور که صفحات مختلف متن چاپ شده با یکدیگر متفاوت هستند). می‌توانید تصور کنید که طبیعت چگونه از ژن‌ها کپی می‌کند: اگر دو زنجیره به دو زنجیره مجزا تبدیل شوند، F هر زنجیره به زنجیره دیگری متصل شود، A همیشه با T و G با C خواهد بود، و به جای یک کپی، دو نسخه خواهیم داشت. به عبارت دیگر، ما فکر می‌کنیم مکانیسم زیربنایی را پیدا کرده‌ایم که توسط آن زندگی از زندگی بیرون می‌آید... شما می‌توانید درک کنید که چقدر هیجان‌زده هستیم.»

به نقل از مت ریدلی، زندگی یک رمز گسسته است، در: نظریه های همه چیز، ویرایش. جان براکمن، ام.، "بین"; «آزمایشگاه دانش»، 1395، ص. یازده

دقیقا فرانسیس کریکدر سال 1958 "... با "دگم مرکزی زیست شناسی مولکولی" را تدوین کرد که بر اساس آن انتقال اطلاعات ارثی تنها در یک جهت انجام می شود، یعنی از DNA به RNA و از RNA به پروتئین. .
معنای آن این است که اطلاعات ژنتیکی ثبت شده در DNA به صورت پروتئین ها محقق می شود، اما نه مستقیم، بلکه با کمک یک پلیمر مرتبط - اسید ریبونوکلئیک (RNA) و این مسیر از اسیدهای نوکلئیک به پروتئین ها برگشت ناپذیر است. بنابراین، DNA بر روی DNA سنتز می شود و همانندسازی خاص خود را فراهم می کند، یعنی. تولید مثل مواد ژنتیکی اصلی در نسل ها RNA نیز بر روی DNA سنتز می شود و در نتیجه بازنویسی (رونویسی) اطلاعات ژنتیکی به صورت کپی های متعدد از RNA می شود. مولکول های RNA به عنوان الگوهایی برای سنتز پروتئین عمل می کنند - اطلاعات ژنتیکی به شکل زنجیره های پلی پپتیدی ترجمه می شود.

Gnatik E.N.، انسان و چشم اندازهای او در پرتو انسان شناسی: تحلیل فلسفی، M.، انتشارات دانشگاه دوستی مردم روسیه، 2005، ص. 71.

«در سال 1994 کتابی منتشر شد که بازتاب گسترده‌ای داشت فرانسیس کریک"فرضیه ای شگفت انگیز. جستجوی علمی برای روح
کریک درباره فیلسوفان و فلسفه به طور کلی بدبین است و استدلال انتزاعی آنها را بی ثمر می داند. دریافت جایزه نوبل برای رمزگشایی DNA (همراه با جی واتسونو ام. ویلکینز)، او وظیفه زیر را برای خود تعیین کرد: رمزگشایی ماهیت آگاهی بر اساس حقایق خاص مغز.
به طور کلی، او نگران این سوال نیست که "آگاهی چیست؟"، بلکه مغز چگونه آن را تولید می کند.
او می‌گوید: «شما»، شادی‌ها و غم‌هایتان، خاطرات و جاه‌طلبی‌هایتان، حس هویت و اراده‌ی آزادتان، در واقع چیزی بیش از رفتار جامعه‌ی وسیعی از سلول‌های عصبی و مولکول‌های متقابل آنها نیستند.
بیشتر از همه، کریک به این سوال علاقه مند است: ماهیت ساختارها و الگوهایی که ارتباط و وحدت یک عمل آگاهانه ("مشکل الزام آور") را تضمین می کند چیست؟
چرا محرک های بسیار متفاوت دریافت شده توسط مغز به گونه ای به هم متصل می شوند که در نهایت تجربه یکپارچه را ایجاد می کنند، مثلاً تصویر یک گربه در حال راه رفتن؟
او معتقد است که در ماهیت اتصالات مغز است که باید به دنبال توضیحی برای پدیده آگاهی بود.
«فرضیه شگفت‌انگیز» در واقع این است که کلید درک ماهیت آگاهی و تصاویر کیفی آن ممکن است انفجارهای همزمان نورون‌های ثبت شده در آزمایش‌هایی در محدوده 35 قبل از 40 هرتز در شبکه های اتصال تالاموس به قشر مغز.
به طور طبیعی، هم فیلسوفان و هم دانشمندان علوم شناختی تردید داشتند که از نوسانات رشته های عصبی، که شاید واقعاً با تجلی ویژگی های خارق العاده تجربه مرتبط است، بتوان فرضیه هایی در مورد آگاهی و فرآیندهای فکری شناختی آن ساخت.

یودینا N.S.، آگاهی، فیزیکالیسم، علم، در شنبه: مشکل آگاهی در فلسفه و علم / اد. DI. دوبروفسکی، م.، «کانن +»، 2009، ص93.

با دوستان به اشتراک بگذارید یا برای خود ذخیره کنید:

بارگذاری...