Двойная спираль

Уотсон Джеймс Д.

Однако теперь было не время вспоминать прошлые ошибки. Темп, в котором мы обсуждали возможные варианты структуры ДНК, с течением дня все возрастал. С кем бы мы ни разговаривали, Фрэнсис быстро вводил слушателей в курс дела и объяснял, почему мы остановились именно на моделях с сахаро-фосфатным остовом в центре молекулы. Только так можно было получить достаточно регулярную структуру, соответствующую тому, что наблюдали на своих рентгенограммах Морис и Рози. Правда, предстояло еще понять, как располагаются торчащие наружу и нерегулярно чередующиеся основания, однако необходимость в этом отпадала сама собой, если бы удалось правильно установить внутреннее устройство молекулы.

Оставался еще вопрос о том, что нейтрализует отрицательные заряды фосфатных групп в скелете ДНК. Фрэнсис, как и я, почти ничего не знал о том, как располагаются в пространстве неорганические ионы. Увы! Самым крупным в мире авторитетом

в области структурной химии ионов был сам Лайнус Полинг. И если для решения проблемы необходимо было разобраться в чрезвычайно сложном расположении неорганических ионов и фосфатных групп, то ситуация складывалась для нас весьма невыгодно. Днем нам во что бы то ни стало понадобилось отыскать классическую книгу Полинга «Природа химической связи». Мы как раз обедали неподалеку от Хай-стрит. Не допив кофе, мы помчались по книжным магазинам, пока не нашли книгу. Соответствующие разделы были прочитаны с необыкновенной быстротой. Это помогло нам установить точные размеры нужных нам неорганических ионов, но мы не нашли ничего, что сдвинуло бы нас с мертвой точки. Когда мы, наконец, добрались до лаборатории Дороти, маниакальная фаза была уже позади. Фрэнсис изложил теорию дифракции на спиралях, а нашим успехам с ДНК посвятил лишь несколько минут. В основном мы обсуждали последние работы Дороти с инсулином. Уже начинало темнеть, и мы решили больше не отнимать у нее времени. Затем мы отправились в Магдален-колледж, куда были приглашены на чай к Эвриону Митчисону и Лесли Оргелу, которые в то время были членами этого колледжа. За пирожными Фрэнсис был готов говорить о всяких пустяках, а я предавался мечтам о том, как было бы прекрасно пожить когда-нибудь так, как живут члены Магдален-колледжа. Однако ужин с вином вернул разговор к нашему предстоящему триумфу с ДНК. С нами ужинал близкий друг Фрэнсиса логик Джордж Крейзел, чей неумытый вид и манера выражаться совсем не отвечали моим представлениям о том, каким должен быть английский философ. Фрэнсис очень обрадовался, увидев его, и в душном ресторане на Хайстрит, где Крейзел назначил нам встречу, только и слышались хохот Фрэнсиса и австрийский акцент логика. Некоторое время Крейзел объяснял, как можно нажить неплохой капитал, жонглируя деньгами между разными европейскими странами. Затем к нам снова присоединился Эврион Митчисон, и некоторое время мы занимались интеллигентной болтовней. Но Крейзела подобные разговоры не интересовали, и мы с Эзрионом, простившись с ними, пошли по средневековым улицам к моему пристанищу.

Более подробное изображение ковалентных связей сахаро-фосфатного остова.

К этому времени я уже был в приятном подпитии и пространно рассуждал о том, что мы сможем сделать, когда разберемся с ДНК.

12

В понедельник за завтраком я сообщил Джону и Элизабет Кендрью о нашем блистательном достижении. Элизабет очень обрадовало, что мы так близки к победе. Джон отнесся к этой новости гораздо спокойнее. Когда же выяснилось, что на Фрэнсиса вновь снизошло вдохновение, а я пока что больше восторгаюсь, чем говорю дело, он снова взялся за «Таймс» и забыл об окружающем, погрузившись в описание первых дней пребывания у власти нового консервативного правительства. Вскоре Джон отправился к себе в Питерхаус, предоставив нам с Элизабет обсуждать возможные последствия моей нежданной удачи. Впрочем, я тоже не стал долго засиживаться за столом – ведь чем быстрее я вернулся бы в лабораторию, тем скорее мы узнали бы, какой из нескольких возможных ответов выдержит проверку с помощью молекулярных моделей.

Однако и Фрэнсису и мне было ясно, что модели, имевшиеся в лаборатории, не вполне подходили для нашей цели. Их года за полтора до этого сконструировал Джон для исследования пространственной структуры полипептидной цепи. Точных изображений атомных группировок, характерных для ДНК, среди них не было, как и моделей атомов фосфора или пуриновых и пиримидиновых оснований. Предстояло наспех что-то придумать: заказывать их не было времени. Даже срочное изготовление совершенно новых моделей отняло бы у нас целую неделю, тогда как ответ мы могли получить через день-два. Поэтому, едва войдя в лабораторию, я принялся цеплять к моделям атомов углерода кусочки медной проволоки, тем самым превращая их в более крупные атомы фосфора.

Но нам были нужны еще и модели неорганических ионов, и в этом заключалась главная трудность. В отличие от прочих составных частей они не подчинялись простым правилам, которые подсказали бы нам, под каким углом расположить соответствующие химические

связи. Так что сконструировать правильные модели нам, возможно, удалось бы только, если бы мы знали структуру ДНК. Я, однако, не терял надежды, что Фрэнсис уже что-нибудь придумал и объявит об этом, как только появится в дверях лаборатории. Последний раз мы с ним говорили более восемнадцати часов назад, а дома у него была возможность сосредоточиться – не могло же его отвлечь чтение воскресных газет.

В десять часов он наконец пришел, но проблемы это не решило. В воскресенье после ужина он снова все продумал, но быстрого решения не нашел. Тогда он перестал его искать и взялся за роман об интимной жизни кембриджских преподавателей. В книге были кое-какие удачные места, но даже самые неудачные страницы позволяли гадать, а не изображен ли здесь кто-то из близких знакомых.

Тем не менее за утренним кофе Фрэнсис пребывал в полнейшей уверенности, что уже имеющихся экспериментальных данных вполне должно хватить для окончательного решения. Можно исходить из совершенно разных сочетаний фактов и все-таки в конце концов прийти к одинаковым результатам. Не исключено, что проблема будет разрешена, если мы просто займемся наиболее изящной конфигурацией полинуклеотидной цепи. И вот, пока Фрэнсис раздумывал над рентгенограммами, я принялся собирать модели разных атомов в цепи, каждая длиной в несколько нуклеотидов. Хотя природные цепи ДНК очень длинны, создавать нечто громоздкое не имело смысла. Если это действительно спираль, то правильное расположение одной пары нуклеотидов должно автоматически определить расположение всех остальных компонентов.

К часу дня скучная работа по сборке была закончена, и мы с Фрэнсисом, как обычно, пошли в «Орел», прихватив химика Герберта Гутфрейнда. Джон обедал в Питерхаусе, а Макс всегда уезжал на велосипеде домой. К нам иногда присоединялся Хью Хаксли, работавший под руководством Джона, но последнее время его начали отпугивать въедливые расспросы Фрэнсиса. Перед моим приездом в Кембридж Хью взялся за проблему сокращения мышц, и Фрэнсис тотчас обратил внимание на следующее неожиданное и многообещающее обстоятельство: данные по физиологии мышцы накапливались уже более двадцати лет, а объединить их в стройную картину еще никто не попытался. Чего еще было желать Фрэнсису?

Схематическое изображение нуклеотида, показывающее, что плоскость основания почти перпендикулярна плоскости, в которой располагается большинство атомов сахара.

Этот важный факт установил в 1949 году С. Фэрберг, работавший в то время в лондонской лаборатории Бэркбек-колледжа у Дж.Д. Бернала. Впоследствии он построил несколько самых первых пробных моделей ДНК. Но не зная подробностей экспериментов, проводившихся в Кингз-колледже, он строил лишь одноцепочечные структуры. Его представления так и не были приняты во внимание в Кавендишской лаборатории.

Выискивать нужные факты в непереваренной массе экспериментов ему не приходилось, это уже проделал Хью. И вот обед за обедом объединялись эти факты, рождались теории и держались день-два, а потом Хью удавалось убедить Фрэнсиса, что не устраивающие его результаты, которые он готов был приписать ошибке в эксперименте, на самом деле надежны и незыблемы, как Гибралтарская скала. Теперь Хью смонтировал свой рентгеновский аппарат и надеялся вскоре получить экспериментальные данные, которые разрешили бы спорные вопросы. Но все было бы для него испорчено, если бы Фрэнсис ухитрился правильно предсказать, что именно у него получится.

Но в этот день Хью ничего не грозило. Когда мы вошли в «Орел», Фрэнсис против обыкновения даже не обменялся обычными громогласными приветствиями с иранским экономистом Эфраимом Эшагом. Весь его вид ясно говорил, что происходит что-то серьезное. Приступить к конструированию модели мы собирались сразу же после возвращения в лабораторию, а сейчас следовало разработать конкретный план действий. И вот за пирогом с крыжовником мы взвесили возможность существования одной, двух, трех и четырех цепей и сразу же отказались от одноцепочечной спирали, поскольку она была бы несовместима с теми данными, которыми мы располагали. Что касается сил, связывающих цепи между собой, то наиболее вероятными нам представлялись солевые мостики, в которых двухвалентные катионы типа Mg₂₊ удерживают вместе две или более фосфатные группы. Правда, у нас не было никаких сведений о том, что образцы Рози содержали какие бы то ни было двухвалентные ионы, и, следовательно, тут мы могли попасть пальцем в небо. Но, с другой стороны, не было и таких данных, которые противоречили бы нашей догадке.