30 Нобелевских премий: Открытия, изменившие медицину

В 2015 году Джеймс Уотсон приехал в Россию, и этот визит стал значимым событием не только для отечественной научной общественности, но и для самого ученого. Дело в том, что в 2014 году Джеймс Уотсон продал нобелевскую медаль, а деньги пожертвовал на нужды своего университета. На аукционе награду выкупил российский бизнесмен Алишер Усманов, а во время посещения Уотсоном Российской академии наук вернул ее ученому. Уотсон был очень тронут этим щедрым жестом.

Развитие молекулярной биологии, вирусологии, генетики, биоинформатики и еще нескольких десятков дисциплин стало возможным и получило бурное развитие благодаря открытию, сделанному Франклин, Уилкинсом, Уотсоном и Криком в далеком 1953 году. На принципах, заложенных этими учеными, базируются около половины научных достижений, описанных в этой книге. Вероятно, принципы эти послужат основой еще для многих нобелевских открытий в будущем.

Расшифровка генетического кода Роберт Холли Хар Корана Маршалл Ниренберг

В истории Нобелевской премии по физиологии или медицине почти нет примеров, когда за короткий промежуток времени премия присуждалась бы за одно и то же направление медицины несколько раз. Отбирая номинантов, Нобелевский комитет рассматривает множество открытий и исследований. Он старается уделить внимание всем медицинским специальностям и не забывает при этом о физиологии. Исключением стала молекулярная биология. За десятилетие, начавшееся в 1958 году, в этой области было получено целых пять премий. Самой важной из них стала, пожалуй, премия, врученная в 1968 году Роберту Холли, Хару Корану и Маршаллу Ниренбергу за «расшифровку генетического кода и его функции в синтезе белков».

Но история расшифровки кода началась за 100 лет до этого, когда молодой врач из Швейцарии Фридрих Мишер выделил из ядра клетки новый тип соединения, которое он назвал нуклеином. Сегодня этот тип соединения известен под названием «нуклеиновая кислота». А еще двумя годами ранее австрийский биолог Грегор Мендель закончил серию простых экспериментов с садовым горохом. Эти эксперименты показали, что «элементы», в настоящее время называемые генами, отвечают за наследование организмом физических признаков, например, таких как окраска цветков у растений. Фридрих Мишер и Грегор Мендель положили начало генетике как науке. Их открытия первоначально, казалось бы, имевшие мало общего, стали первыми кусочками пазла, который через столетие сложился в полную картину генетического кода, названного в нобелевской лекции Роберта Холли «кодом жизни».

Что же такое генетический код и почему он называется кодом жизни?

Белки́ — это очень сложные молекулы, но их структура имеет определенные закономерности. Белки построены из ограниченного количества небольших строительных блоков — аминокислот. Сначала их разнообразие оценивали от 21 до 23. Если сравнить многообразие белков с языком, то можно представить аминокислоты в виде букв алфавита. Так язык аминокислот в клетке описывает наши наследуемые качества.

Существует два вида нуклеиновых кислот: рибонуклеиновая кислота (РНК) и дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК). В 1950-х годах было установлено, что генетическая информация передается от ДНК к РНК, а далее специальные молекулярные комплексы считывают с РНК информацию и синтезируют белок. В 1953 году Фрэнсис Крик и Джеймс Уотсон определили химическую структуру молекулы ДНК, показав, что она имеет форму двойной спирали и очень похожа на винтовую лестницу. Одна последовательность из трех нуклеотидов в ДНК соответствует определенной аминокислоте в белке.

Продолжая нашу аналогию, можно сказать, что в клетках помимо языка аминокислот существует и язык нуклеиновых кислот. Одна клетка содержит много тысяч белков, которые осуществляют все химические реакции, необходимые для нормального функционирования живого организма. Синтез каждого белка задан нуклеиновой кислотой. Кареглазый ребенок получил от своих родителей нуклеиновые кислоты, которые «отрегулировали» образование белков, необходимых для синтеза темного пигмента радужной оболочки глаза. Генетический код — это нуклеиново-белковый разговорник, позволяющий осуществлять перевод с одного языка на другой. Но как его составить?