Золото, пуля, спасительный яд

Долгое время о нуклеине было известно лишь то, что он является кислотой, обладает очень большой молекулярной массой, содержит фосфор и, в отличие от белков, химически инертен и стабилен. В 1919 году Фебус Левин[34] установил наконец его химический состав, в который входили остатки сахара (дезоксирибозы) и фосфорной кислоты, а также четыре азотсодержащих органических основания – аденин, гуанин, тимин и цитозин. Вещество обрело привычное нам имя – дезоксирибонуклеиновая кислота, ДНК. Была высказана гипотеза о ее строении: органическое основание соединяется с остатком дезоксирибозы с образованием нуклеозида, тот присоединяет остаток фосфорной кислоты, давая нуклеотид, а уж те скрепляются между собой в длинную цепь. Гипотеза была в духе времени, ведь именно тогда родилось понятие о полимере. Косвенное экспериментальное подтверждение она получила в 1937 году, когда англичанин Уильям Астбери (1898–1961) получил первые рентгенографические изображения кристалла ДНК, из них следовало, что ДНК имеет регулярную структуру. Химики, в основном усилиями Александра Тодда (1907–1997), разобрались со строением и методами получения нуклеотидов и даже научились получать их короткие цепи – олигонуклеотиды – с заданной последовательностью[35]. В 1950–1951 годах американский биохимик Эрвин Чаргафф выполнил более скрупулезный анализ ДНК и установил, что в пределах экспериментальной погрешности содержание аденина совпадает с содержанием тимина, то же относится к паре гуанин-цитозин. Впрочем, погрешность была довольно высокой, да и сам метод анализа у многих исследователей вызывал сомнения. Вот, в сущности, и все, что знали ученые о ДНК к началу нашей истории.

С другой стороны, о роли ДНК в организме было известно еще меньше. Долгое время ученые отводили ей роль арматуры хромосом, хранилища фосфора, регулятора кислотности в ядре клетки, были и другие гипотезы. Идею о том, что ДНК служит носителем наследственной информации, никто из ученых всерьез не рассматривал. Сейчас можно найти ссылки на то, что выдающийся русский биолог Николай Константинович Кольцов (1872–1940) еще в 1928 году писал о присутствии в хромосомах гигантских молекул, ответственных за наследственность, состоящих из двух зеркальных цепочек, каждая из которых при удвоении играет роль шаблона (темплата) для синтеза второй цепочки. Прозрение из разряда гениальных, но, во-первых, ниоткуда не следует, что Кольцов говорил о ДНК, а во-вторых, идея в те годы прошла незамеченной.

Все внимание ученых было приковано к белкам, связанным с ДНК и образующим с ней хромосому.

Белки обладали заведомо более сложным строением (двадцать строительных блоков против четырех в ДНК) и множеством экспериментально подтвержденных биологических функций. ДНК в сравнении с ними смотрелась как унылый бесконечный забор, сложенный из четырех повторяющихся бетонных плит, рядом с затейливыми нарядными особняками. Впрочем, о строении белков тоже было известно очень мало. К моменту начала нашей истории было установлено лишь наличие первичной структуры белка (см. главу 5).

Считается, что первыми убедительно доказали определяющую роль ДНК в передаче наследственной информации американцы Освальд Эвери, Колин Маклеод и Маклин Маккарти в ходе изящного эксперимента, выполненного на бактериях в 1943 году. Их сообщение не потрясло основы генетики. Во-первых, время было неподходящее для научной революции – война, во-вторых, многие ученые просто пропустили эту публикацию, а ознакомившиеся высказали свои сомнения. Кроме того, для большинства биологов все эти исследования если и представляли интерес, то только досужий. Они привыкли оперировать с хромосомами, клетками, организмами, а уж что там служит действующим началом – дело второе. Они вполне комфортно чувствовали себя в рамках существовавшей методологии. Еще меньший интерес они проявляли к структуре ДНК. Все это была какая-то мудреная, незнакомая им химия, и они совершенно не представляли себе, как знание вышеозначенной структуры может помочь им в их работе.

Теперь о главных действующих лицах нашей истории. Перечисляю в порядке возраста.

Фрэнсис Крик, 35 лет, англичанин, физик по образованию, громогласный, многословный, заносчивый, человек увлекающийся и фонтанирующий идеями. Во время войны занимался разработкой магнитных мин. После прочтения книги Эрвина Шрёдингера “Что такое жизнь?” увлекся биологией, работал какое-то время в лондонском Королевском колледже у Джона Рэндалла, откуда его вышиб ли за несносный характер. С 1949 года работал в Кембридже в Кавендишской лаборатории в группе Макса Перуца, занимался рентгенографическим изучением белков, наскребывая материал для кандидатской диссертации. Неудачник по формальным показателям, непризнанный (пока) гений по сути.