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

В своем выступлении Франклин остановилась на ряде принципиально важных моментов экспериментальной работы, которые не остались в памяти Уотсона. Например, у нее было достаточно данных, чтобы предположить наиболее вероятную ориентацию молекул воды вокруг фосфатных групп, расположенных с внешней стороны молекулы ДНК{607}. Она также доложила, что на дифракционной картине гидратированной В-формы ДНК выявляются сильный меридианальный рефлекс на разрешении 3,4 Å и два рефлекса, расположенные под углом около 40^о к нему. По экватору рентгенограммы обнаруживалось четкое яркое пятно, свидетельствующее о высокой упорядоченности структуры. В А-форме экваториальный рефлекс постепенно уменьшается, но меридианальные рефлексы при 3,4 Å и два боковых пятна остаются. Что касается «кристалличности», то, по данным Франклин, в А-форме имелась регулярность с периодом 27 Å (то же обнаружил Астбери в 1938 г.), слишком отчетливая, чтобы быть всего лишь результатом различий между разными нуклеотидами, которая может означать, что нуклеотиды в эквивалентных позициях встречаются с интервалом 27 Å, то есть 27 Å – высота витка спирали. Результаты оценки плотности указывали на то, что в молекуле ДНК имеется более одной цепи. Розалинд отметила, что превращение кристаллической формы в гидратированную сопровождалось значительным изменением длины, а это свидетельствовало о том, что при переходе спираль изменяется. После этого рассуждения в записях Франклин есть пометка «cf. Pauling» («сравни у Полинга»){608}, то есть она думала именно о спиральной структуре, причем в связи с работами Лайнуса Полинга о структуре белковых молекул.

В заметках к докладу есть такая запись: «Почти гексагональная укладка заставляет предположить, что имеется только одна спираль (содержащая, возможно, более одной цепи) на узел решетки. Измерения плотности (24 остатка на 27 Å) указывают на более чем одну цепь»{609}. Заключение однозначно уничтожает миф о Франклин как противнице теории спиральной структуры ДНК: «Большая спираль или несколько цепей, фосфатные группы на внешней стороне, между спиралями фосфат-фосфатные связи, разрушаемые водой. Фосфатные связи доступны для белков»{610}. Далее описывается поиск свидетельств спиральной структуры и высказывается предположение, что она должна существовать, потому что прямая нескрученная полинуклеотидная цепь крайне маловероятна – она была бы неуравновешенной и нестабильной{611}.

Через несколько недель после коллоквиума Франклин изложила свои результаты в промежуточном отчете о работе, проделанной с 1 января 1951 г. по 1 января 1952 г., с которым ознакомились и Рэндалл, и Уилкинс. На пяти страницах этого документа слова «спиральный» или «спираль» встречаются пять раз. Крайне сомнительно, чтобы с конца ноября, когда она выступила с докладом, до рождественских праздников 1951 г., когда начала писать этот отчет, ею были сделаны еще какие-то открытия. Вот что она написала:

Результаты предполагают спиральную структуру (которая должна быть плотно упакованной), содержащую, вероятно, по 2, 3 или 4 коаксиальные полинуклеотидные цепи в каждой спирали и имеющую фосфатные группы вблизи внешней стороны. В присутствии определенного количества воды эти фосфатные группы способны поглощать ее и образовывать сильные связи между спиралями, что придает веществу трехмерную кристаллическую структуру. Эти связи исчезают в присутствии избытка воды (что ведет сначала к «влажной» структуре из независимых спиралей с параллельными осями и в конечном счете к растворению ДНК в воде) и остаются сильными в отсутствие воды, что объясняет скрепляющий эффект сильного высушивания. «Сухая» структура претерпевает искажение и напряжение из-за пустот, остающихся в результате удаления воды, но содержит ненарушенный остов кристаллической структуры, что придает веществу трехмерную кристаллическую структуру{612}.