Тайна жизни: Как Розалинд Франклин, Джеймс Уотсон и Фрэнсис Крик открыли структуру ДНК

Крик ощутил нетерпение Уотсона и приготовился в очередной раз услышать том, что их обойдут с открытием ДНК. Однако на сей раз его ждало восторженное описание рентгенограммы № 51. С каждым словом сведения, которые сообщал Уотсон, становились все весомее{1022}. Джеймс считал, что в силу распространенности парности в биологических системах следует строить не трех-, а двухцепочечную спираль. Но поскольку известные им экспериментальные данные пока не позволяли сделать выбор между двух- и трехцепочечной структурой, Крик хотел уделить внимание обоим вариантам{1023}.

2 февраля 1953 г. Розалинд Франклин сидела за рабочим столом спиной к двери в углу своего маленького кабинета в подвале. Усердно трудясь над функциями Паттерсона, она перебирала возможные варианты структуры, включая расположение азотистых оснований и форму наружного сахаро-фосфатного остова. Она уже пришла к заключению, что элементарная ячейка кристаллической А-ДНК является моноклинной базоцентрированной (С2), но не вывела из этого конфигурацию. В тот день она сделала записи, свидетельствующие о том, что ее мысли приняли новое направление. Например, есть такая фраза: «Возражение против структуры в виде восьмерки». И вывод: «Следовательно, невозможно»{1024}. Франклин отвергла также «парные цилиндры» и одноцепочечную структуру из «повторяющихся восьмерок» и вернулась к спиральным структурам.

10 февраля Розалинд записала: «Структура В. Указания на 2-цепочечную (или 1-цепочечную) спираль?» Она всматривалась в рентгенограммы в поисках признаков спирали в дифракционной картине. Набросала несколько строк, осмысляя то, что знала о дифракции на спиралях. В надежде, что в полученных данных найдется что-то еще, говорящее о возможности спиральной структуры, сделала кое-какие математические выкладки, но однозначного результата не выходило. На пожелтевших страницах ее блокнотов остались лишь дразнящие, но неопределенные намеки. В одной из записей четыре последние строки жирно перечеркнуты крест-накрест. Проследить путь ее мысли непросто. За неоконченным предложением: «…и это неотличимо от двойной спирали, причем остатки в каждой имеют одну и ту же величину z, поскольку во второй цепи противоположные знаки через 5–7 витков (например, 1–2) и, например, содержит только…»{1025} – следуют расчеты, включающие плотность воды во влажной ДНК и параметры возможной дифракционной картины от спиральной структуры. Далее размышлений о В-ДНК больше нет.

К интерпретации рентгенограммы № 51 Франклин вернулась лишь 23 февраля. В этот день записано определение диаметра спирали и подтверждение того, что сахаро-фосфатный остов обвивается по внешней поверхности с этим диаметром{1026}. Также она предположила: «Две спирали различного радиуса для простого случая целого числа остатков на один оборот. Из Cochran, Crick and Vand (Acta Cryst. 5, 581, 1952) следует двухцепочечная спираль с парами групп на противоположных концах диаметра»¹⁶. Потом идут расчеты и снова: «В-форма имеет структуру одноцепочечной или двухцепочечной спирали»{1027}. Эта запись особенно примечательна, поскольку однозначно демонстрирует, что Франклин отбросила мысль о неспиральной структуре, отвлекавшую ее почти год{1028}.

Изучение записей Розалинд Франклин за январь – февраль 1953 г. показывает, как близко она подошла к открытию: анализ обеих форм ДНК, А и В, привел ее к идее двойной спирали. Аарон Клуг был уверен, что ей оставалась лишь пара шагов до победы. Изучив публикации и записи Франклин, Клуг сделал вывод, что к концу февраля 1953 г. Франклин считала, что элементарная ячейка А-ДНК включает две цепи, а также рассматривала структуру, в которой на один оборот спирали приходится одиннадцать нуклеотидов. Для В-ДНК Франклин полагала очень вероятным, что она состоит из двух спиральных цепей с десятью нуклеотидами на один оборот, но не видела связи между этими двумя структурами – вероятно, потому, что ей нелегко было отказаться от глубокого убеждения в необходимости опираться на функции Паттерсона без допущений a priory, а значит, следовало рассматривать и неспиральные структуры{1029}. На последней странице ее лабораторных записей от 23 февраля 1953 г., которые сделаны за пять дней до открытия Уотсона и Крика, есть очень показательные слова: «Почти готово». О записях Франклин за 24 февраля Клуг сказал: «Р. Э. Ф. наконец установила правильную связь между структурами А и В»{1030}.

На этом последовательность записей обрывается. Франклин не поняла, в отличие от Уотсона и Крика, как пуриновые и пиримидиновые нуклеотиды связаны попарно внутри спирали. Не осознала она и биологического смысла того открытого ею факта, что элементарная ячейка кристаллической А-ДНК является базоцентрированной моноклинной (С2). А эта конфигурация свидетельствует о комплементарности двух цепей молекулы. Когда в тиши архива читаешь последние ее записи за 23 февраля, так и хочется воскликнуть: «Ну же! Дальше! Не останавливайся!» Но некому было сказать ей это тогда.