Фотография 51

Фотография 51 — рентгенограмма волокон натриевой соли тимусной ДНК в B-форме, полученная Розалин Франклин (англ. Rosalind Elsie Franklin) в 1952.^[1][2][3] Эта рентгенограмма послужила главным толчком к открытию двуспиральности ДНК Франклин^[4] и построению модели структуры ДНК Уотсоном и Криком^[5].

История

Фотография 51 — рентгенограмма волокон натриевой соли тимусной ДНК в B-форме.^[4]

Розалин Франклин приступила к работе по расшифровке структуры ДНК в лаборатории Джона Рендалла (англ. Sir John Randall) в Королевском колледже Лондона 5 января 1951 года. В этой же лаборатории группа Мориса Уилкинса уже сделала первые шаги по рентгеноструктурному анализу ДНК. Первым делом Франклин удалось обнаружить, что в зависимости от влажности в камере, в которой вытягивались волокна ДНК, можно получать две различные структуры ДНК: A-форму и B-форму. Розалин Франклин получила фотографию 51 в мае 1952 года после 100 часовой экспозиции волокон B-формы ДНК на рентгеновском дифрактометре. Крестообразное расположение дифракционных пятен служило прямым указанием на структуру в виде спирали. Дальнейший анализ данных позволил Франклин сделать вывод, что спираль ДНК состоит из двух нитей, в которой фосфатные группы располагаются снаружи, а основания внутри спирали. Она также определила шаг спирали (0.34 нм) и её периодичность (10 пар на виток). Франклин нашла объяснение факту отсутствия дифракционных пятен на четвёртой линии и ослабление интенсивности пятен на шестой линии в том, что нити спирали не зеркалъно симметричны относительно оси спирали. По её оценкам, одна нить сдвинута относительно другой нити по вертикали примерно на три восьмых витка спирали.

В январе 1953 года Джеймс Уотсон, обеспокоенный препринтом Лайнуса Полинга о гипотетической трёхспиральной структуре ДНК, в которой фосфатные группы располагаются внутри, а основания снаружи спирали,^[6] в очередной раз посетил лабораторию Рендалла. После обсуждения ошибочности модели ДНК Полинга, Морис Уилкинс показал фотографию 51 Франклин без её ведома Уотсону.

Рентгенограмма волокон ДНК кишечной палочки, полученная Уилкинсом.^[7]

«Как только я увидел рентгенограмму, у меня открылся рот и бешено забилось сердце. Распределение рефлексов было неизмеримо проще, чем все, полученные раньше для А-формы.»[8]

Получив ключевые данные из рук Мориса Уилкинса, Уотсон и Крик быстро завершили построение модели ДНК. Попытки Уилкинса получить качественную рентгенограмму B-формы ДНК не увенчались успехом (см. рис. справа). 25 апреля 1953 в Nature были опубликованы три статьи: модель Уотсона и Крика,^[5] данные группы Уилкинса,^[7] и данные Франклин и её помощника Р. Гослинга^[4]. 30 мая Уотсон и Крик опубликовали статью о роли структуры ДНК в репликации генетической информации, а 30 июля вышла статья Франклин и Гослинга с доказательствами двуспиральности ДНК.^[9] Эти работы заложили основы молекулярной биологии и признаны одним из основных достижений науки XX века.

Ссылки

1. ↑ Secret of Photo 51. Nova
2. ↑ Корочкин ЛИ, Фридман СА (2004). «Пионер молекулярной биологии. Памяти Розалин Франклин». Природа (8).
3. ↑ Полвека назад был разгадан «секрет жизни». Русская служба Би-би-си. 28 февраля 2003 г.
4. ↑ ^{1 2 3} Franklin RE, Gosling RG (1953) «Molecular Configuration in Sodium Thymonucleate». Nature 171: 740—741. PDF
5. ↑ ^{1 2} Watson JD, Crick FHC (1953). «A Structure for Deoxyribose Nucleic Acid». Nature 171: 737—738. PDF
6. ↑ Pauling L, Corey RB (1953). «A Proposed Structure For The Nucleic Acids». PNAS 39 (2): 84-97.
7. ↑ ^{1 2} Wilkins MHF, Stokes AR, Wilson HR (1953) «Molecular Structure of Deoxypentose Nucleic Acids». Nature 171: 738—740. PDF
8. ↑ Джеймс Д. Уотсон (1968) «Двойная спираль».
9. ↑ Double Helix: 50 Years of DNA. Nature archives. Nature Publishing Group