Фрэнсис Крик - Что за безумное стремленье! [litres]

На тот момент я все еще был новичком-аспирантом. Дав своим коллегам весьма необходимый пинок, я отвлек их внимание в верном направлении. Впоследствии мало кто вспоминал об этом или отмечал мою заслугу – кроме Бернала, который ссылался на этот доклад неоднократно. Разумеется, в долгосрочной перспективе точка зрения, подобная моей, должна была появиться. Моя роль состояла в том, чтобы помочь создать атмосферу, в которой это произошло несколько раньше. Я так и не записал свои критические замечания, хотя несколько лет хранил заметки к докладу. Главным итогом, насколько я мог судить, стало то, что Бернал начал расценивать меня как нарушителя спокойствия, который не умеет проводить эксперименты, зато слишком много говорит и критикует. К счастью, впоследствии он переменил отношение.

В своем мнении, кстати, я был не одинок. Тогда многие другие специалисты по кристаллографии были убеждены, что применять ее к белкам бесперспективно или что это сможет дать какие-то результаты лишь в следующем столетии. В этом отношении их пессимизм заходил слишком далеко. Я по крайней мере был хорошо знаком с предметом и видел один возможный путь разрешения проблемы. Интересно отметить любопытное свойство ментальности ученых, работающих над «неразрешимыми» задачами. Вопреки ожиданиям, все они движимы неистощимым оптимизмом. Полагаю, этому есть простое объяснение. Всякий, кто неспособен к подобному оптимизму, просто уходит из этой области и меняет сферу деятельности. Остаются лишь оптимисты. В итоге мы имеем занятный феномен: исследователи в тех областях, где ставки велики, но шансы на успех ничтожны, всегда выглядят настроенными чрезвычайно оптимистично. И это при том, что, развивая с виду бурную деятельность, они не подают сколько-нибудь заметных признаков приближения к цели. Некоторые разделы теоретической нейробиологии, по-моему, именно таковы.

К счастью, изучение структуры белков методом рентгеновской дифракции оказалось не столь бесперспективным, как представлялось иным из нас. В 1962 г. Макс Перуц и Джон Кендрю совместно получили Нобелевскую премию по химии за исследования структуры гемоглобина и миоглобина соответственно. Мы с Джимом Уотсоном и Морисом Уилкинсом разделили Нобелевскую премию по физиологии и медицине в тот же год. Как гласит решение комитета, «за их открытия в том, что касается молекулярной структуры нуклеиновой кислоты и ее значения для передачи информации в живой материи». Розалинда Франклин, которая проделала такую замечательную работу по рентгеновской дифракции на нитях ДНК, умерла еще в 1958 г.

Сэр Лоренс Брэгг был представителем «тех самых» ученых – с детской страстью к исследованиям, которая в нем не угасала. Ко всему прочему, он был увлеченным садоводом. Когда он в 1954 г. возглавил Королевский институт на Олбемарл-стрит в Лондоне, ему пришлось съехать из своего большого дома с садом на Вест-роуд в Кембридже и переселиться в служебную квартиру на верхнем этаже. Тоскуя по саду, он нанялся раз в неделю вечером работать садовником у какой-то дамы, жившей в Болтонс [19] Район Лондона, изобилующий садами. – престижном районе старого Лондона. Он почтительно приподнял шляпу и представился ей как Вилли. Несколько месяцев все шло хорошо, но однажды у хозяйки оказалась гостья, которая, глянув в окно, воскликнула: «Боже мой, а что у тебя в саду делает сэр Лоренс Брэгг?» Не много я могу представить себе ученых его уровня, способных такое вытворить.

У Брэгга был великий дар упрощать проблемы: он понимал, что многие явные осложнения отпадут, если будет обнаружена базовая закономерность. Потому неудивительно, что в 1950 г. он захотел продемонстрировать, что по крайней мере некоторые отрезки полипептидной цепочки белка укладывались простым способом. Этот подход был не вполне нов. Билл Астбери, специалист по кристаллографии, пытался изучать данные рентгенограмм по кератину (белку волос и ногтей), опираясь на молекулярные модели, состоящие из повторяющихся последовательностей. Он обнаружил, что кератиновые волокна дают два типа рисунка дифракции, которые он назвал α и β. Его гипотеза о структуре β-кератина была недалека от истины, но с предположением о строении α-кератина он попал «в молоко». Отчасти это произошло потому, что он был неряшлив в построении моделей и недостаточно тщательно рассчитал нужные углы и расстояния, а отчасти потому, что результаты эксперимента запутывали дело непредвиденным образом.

Было хорошо известно, что любая цепочка из одинаковых повторяющихся звеньев, каждое из которых укладывается абсолютно одинаково и образует одинаковые связи с соседними, свернется в спираль (точнее, в винтовую линию) [20] С математической точки зрения слово helix , которым называется по-английски спираль органической молекулы, означает «винтовая линия» («спираль» в строгом смысле относится к двумерным линиям на плоскости). В оригинале автор комментирует «неправильное» употребление слова spiral. Но поскольку в русскоязычной биологии принят именно термин спираль, здесь и далее будет использоваться он. . Крайние варианты – прямую линию и окружность – можно рассматривать математически как вырожденные варианты винтовой линии.

По первому образованию Брэгг был физиком, и основная часть его исследований молекулярной структуры касалась неорганических веществ, таких как силикаты. Он не был особенно хорошо знаком с органической химией или смежной с ней физической химией, хотя, естественно, владел основами этих дисциплин. Он решил, что лучше всего начать с построения регулярных моделей полипептидного остова, опустив сложности различных боковых цепочек. Остовом полипептидной цепи служит регулярная последовательность атомов с повторяющимся сочетанием …CH-CO-NH…, где C означает углерод, H – водород, О – кислород и N – азот. (Наглядная схема соединения атомов приведена в приложении А.) К каждому CH присоединена маленькая группа атомов, которая у химиков часто именуется R – от слова «радикал» [21] В оригинале автор поясняет R как сокращение от residue – «остаток». Английская терминология органической химии не совпадает с русской: по-русски остатком называется все аминокислотное звено в белке, а не только его боковая цепочка, а буква R обозначает «радикал». Здесь и далее текст приведен в соответствие с русскими нормами терминологии. . Здесь мы будем называть R боковой цепочкой. Теперь известно, что существует лишь двадцать различных видов боковых цепочек, типичных для белков. Они характеризуют аминокислоты – небольшие молекулы, из которых образуется пептидная цепь. (Химические тонкости см. в приложении А.) У самой маленькой аминокислоты, глицина, R состоит всего из одного атома водорода – его и цепочкой-то назвать нельзя. Следующая по размеру называется аланин, и в качестве боковой цепочки у нее метильная группа (CH3). Другие бывают различного размера. Одни несут положительный электрический заряд, другие – отрицательный, третьи – вообще никакого. Большинство из них довольно малы. Самые крупные, триптофан и аргинин, содержат только по 18 атомов в боковых цепочках. (Названия всех двадцати (без формул) указаны в приложении Б.)