DNK tuzilishini kim kashf etgan. Ixtirolar va kashfiyotlar

Koinot sirlariga borgan sari chuqurroq kirib borar ekan, inson qadimgi donishmandlar tomonidan berilgan asosiy savollardan biriga javob berishga harakat qildi: hayot nima, insonning o'zi nima? Tirik organizmlarning tug'ilish siri olimlarni yulduzlarning tuzilishidan kam emas, qiziqtirdi. XX asrda biologiya sohasidagi kashfiyotlar insoniyatni yangi marralarga olib keldi, chinakam ajoyib istiqbollarni belgilab berdi. Molekulyar biologiya hali ham zamonamizning eng istiqbolli fanlaridan biri hisoblanadi.

Tirik organizmlar evolyutsiyasi nazariyasini ishlab chiqqan Darvin bu evolyutsiya jarayonida vujudga kelgan tirik organizmlarning tuzilishi va funktsiyalaridagi o'zgarishlar nasllarda qanday mustahkamlanganligi haqidagi savolga javob bera olmadi. Ammo uning kitobi endigina nashr etilmaganida, Gregor Mendel Chexiya Respublikasida o'z tajribalarini allaqachon yo'lga qo'ygan edi. Uning xulosalari koinotning eng muhim sirlarini tushuntirishga mo'ljallangan irsiyat - genetika fanining rivojlanishiga asos soldi. No'xat modelidan foydalanib, Mendel birinchi bo'lib ma'lum xususiyatlarni o'tkazib, bir avloddan ikkinchisiga o'tadigan maxsus "irsiy omillar" (keyinchalik "genlar" deb ataladi) mavjudligini aniqladi. Biroq, uzoq vaqt davomida uzatish mexanizmining o'zi olimlar uchun noma'lum edi.

Shu bilan birga, zoolog Avgust Veysman Germaniyada ishlagan bo'lib, u ota-onalik xususiyatlarining naslga o'tishi ota-onalar tomonidan qandaydir moddiy moddaning bevosita o'tkazilishiga bog'liq degan fikrning to'g'riligini aytdi va isbotladi, bu esa, Veysmanning so'zlariga ko'ra, edi. xromosomalar - hujayraning organellalarida joylashgan. Genetikani rivojlantirish bo'yicha eng muhim tadqiqotlar keyinchalik amerikalik Tomas Morgan tomonidan amalga oshirildi. Meva chivinlari ustida ko'plab tajribalar o'tkazib, u va uning hamkasblari irsiyatning moddiy asoslari, xromosomalardagi genlarning chiziqli lokalizatsiyasi, ularning mutatsion o'zgaruvchanligi qonuniyatlari, irsiy o'tkazishning sitogenetik mexanizmi va boshqalar to'g'risida xulosalarga kelishdi. asosiy tamoyillarni yakunlash mumkin xromosoma nazariyasi irsiyat.

1869 yilda biokimyogar Misher hujayra yadrolaridan xossalari bilan hozirgacha noma'lum bo'lgan moddani ajratib oldi. zaif kislota... Keyinchalik kimyogar Levin bu kislotaning tarkibiga uglevod dezoksiriboza kirishini aniqladi, shuning uchun u deoksiribonuklein kislotasi (DNK) deb nomlandi. 1920 yilda xuddi shu Levin DNKda to'rtta azotli asosni aniqladi: adenin (A), guanin (G), sitozin (C) va timidin (T). Shunday qilib, XX asrning 20-yillarida. olimlar DNK nimadan iboratligini bilishgan. Bu maʼlumotni 1950-yilda biokimyogar Chargaf sezilarli darajada toʻldirib, DNK molekulasida A ning miqdori T ning miqdoriga, G ning miqdori esa C ning miqdoriga teng ekanligini aniqladi.

Biroq, saqlash va uzatishda DNKning roli haqida irsiy ma'lumotlar, keyin uzoq vaqt davomida bu haqda faqat taxminlar bor edi. 1944 yilda mikrobiologlar Averi, Makkarti va MakLeod birinchi marta DNK yordamida ma'lum xususiyatlarni bir mikrobdan ikkinchisiga o'tkazdilar.

Va 1953-yil 28-fevralda Kembrij universitetining ikki yosh olimi Jeyms Uotson va Frensis Krik DNK molekulasining tuzilishini kashf etganliklarini e’lon qilishdi. Ular bu molekula ikki zanjirdan iborat spiral ekanligini aniqladilar. Fosfat-shakar asosga ega bo'lgan har bir zanjirda azotli asoslar mavjud. Bir tomondan A va T, ikkinchi tomondan G va C o'rtasidagi vodorod bog'lari qo'sh spiral strukturaning barqarorligini aniqlaydi. Uotson va Krik ikki zanjirli DNK tuzilishidagi azotli asoslar ketma-ketligi "kod" ekanligini aniqladilar. genetik ma'lumot, bu molekulani nusxalashda (ikki marta ko'paytirishda) uzatiladi. Ikki DNK zanjiri ajratilganda, ularga yangi nukleotidlar qo'shilishi mumkin va eski iplarning har biriga to'liq mos keladigan yangi nukleotidlar hosil bo'ladi (chunki nukleotidlarning yagona mumkin bo'lgan birikmasi A - T, G - C).

Uotson va Krikning “Nuklein kislotalarning molekulyar tuzilishi” nomli maqolasi 1953-yil 25-aprelda Nature jurnalida chop etilgan. Xuddi shu nashrda londonlik olimlar R.Franklin va M.Uilkinslarning DNK molekulasining rentgenologik tadqiqoti natijalari bayon qilingan maqolasi chop etilgan bo‘lib, bu molekula haqiqatan ham qo‘sh spiral ekanligini ko‘rsatdi.

Uotson va Krikning kashfiyoti deyarli butun dunyoda tan olindi (faqat SSSR kech edi, akademik Lisenkoning sa'y-harakatlari tufayli genetika yo'q qilindi). 1961 yilda amerikalik biologlar Nirenberg va Ochoa alohida DNK hududlari kodlashini, ya'ni butunlay o'ziga xos protein tuzilmalarining tuzilishini aniqlashini aniqladilar ("uchta qo'shni nukleotidlar bitta o'ziga xos aminokislotani kodlaydi"). Bu olimlar 20 ta aminokislotalarning har biriga mos keladigan kodonlarni aniqladilar.

Tabiiyki, Uotson va Krikning kashfiyoti faqat keyingi tadqiqotlar uchun asos bo'ldi, ammo bu asossiz genetika, ehtimol, bundan keyin ham rivojlana olmaydi. 1962 yilda ikkala olim ham Nobel mukofotiga sazovor bo'lishdi.

1970-yillarning birinchi yarmida birinchi marta turli xil kelib chiqadigan hujayralarga kirib, bu hujayralar uchun odatiy bo'lmagan oqsillar sintezini rag'batlantirishga qodir bo'lgan gibrid DNK molekulalari ("DNK-DNK") olindi. Bu yangi intizomning tug'ilishi bo'lgan genetik muhandislik, biologik qurollarni yaratishda potentsial qo'llanilishi tufayli darhol hukumat nazorati ostiga olingan. 1977 yilda DNK molekulasidagi nukleotidlar ketma-ketligini aniqlash uchun "mashina" usulining birinchi versiyasi ishlab chiqildi, bu ochilgan ("o'qilgan") genomik hududlar va butun genlar sonini keskin oshirdi. 1982 yilda yangi avlodning birinchi terapevtik agenti - genetik muhandislik insulini olindi. U bakterial hujayralar tomonidan ishlab chiqariladi, unga DNK kiritiladi, bu protein insulinning tuzilishini kodlaydi. 1983 yilda polimeraza fermenti yordamida DNK molekulalari sonini ko'paytirish usuli, 1985 yilda esa har bir original DNK namunasining individual molekulyar "barmoq izi" (ya'ni "barmoq izi" turi) usuli ishlab chiqildi. Bu turli xil DNK namunalarini bir-biri bilan solishtirish, ularning o'ziga xosligini yoki aksincha, o'xshashligini aniqlash imkonini berdi. Bu usullar darhol sud tibbiyotida biologik "jinoyat izlarini" aniqlash, shuningdek, otalikni aniqlash uchun qo'llanila boshlandi. Ayrim oziq-ovqat mahsulotlarini ishlab chiqarish uchun yangi genetik muhandislik texnologiyasi kengaymoqda. 2000 yilda inson genomi deyarli butunlay dekodlangan. Ilm-fan tug'ilish arafasida turgan odamning fenotipini, qobiliyatini, patologiyasini oldindan aniqlash imkoniyatiga yaqinlashdi. Va nafaqat aniqlash, balki tuzatish, "kasal genlar" ni "sog'lom" bilan almashtirish.

DNK tuzilishining kashf etilishi tarixidan

1910 yilda genlar xromosomalarda joylashganligi aniq bo'ldi. Ammo genlar oqsil yoki nuklein kislotadan tuzilganmi, aniq emas edi.

1928 yilda F. Griffit pnevmokokklar ustida olib borilgan tajribalarda nuklein kislotaning hujayra hayotidagi rolini o'rganishga kirishdi.

Pnevmokokklarning ikki turi mavjud. Birida bir juft bakteriya hujayralari kapsula bilan o'ralgan. Ikkinchi turdagi hujayralar kapsulasiz. Kapsula mikroblarni fagotsitozdan himoya qiladi. Agar siz bunday sichqonlarni kiritsangiz, ular o'lishadi. Kapsülsiz pnevmokokk sichqonchani yuqtirmaydi va pnevmoniyaga olib kelmaydi.

Tajriba. Sichqonlar jonli pnevmokokklarning kapsulasiz va kapsulali o'lik pnevmokokklarning hujayralari aralashmasi bilan kasallangan.

Sichqonlar sog'lom bo'lib qolishlari kutilgan edi. Ammo ular pnevmoniyadan vafot etdilar. Sichqonlardan ajratilgan jonli bakteriyalar kapsulaga ega edi. Bu hujayra transformatsiyasining hodisasidir.

Tajriba. Mikrobiologlar o'lik pnevmokokklarning ba'zi moddalari tirik hujayralarni kapsulalar hosil qilishga majburlashi mumkinligini taxmin qilishdi. Ular buni tajribalarda ko'rsatdilar.

Kapsulalari bo'lgan pnevmokokklar o'ldirilgan, ularni urib, bu vayron qilingan hujayralardan eritma tayyorlagan - bu ekstrakt. Madaniy muhitga kapsulali o'lik hujayralardan olingan ekstrakt qo'shildi, so'ngra bu muhitga kapsulasiz jonli pnevmokokklar qo'shildi.

Natija: kapsulasiz hujayralarning bir qismi kapsulali hujayralarga aylantirildi; ularning avlodlari ham kapsulaga ega bo'lgan va sichqonlarga yuborilganda pnevmoniyaga sabab bo'lgan.

Ma'lum bo'lishicha, kapsulasiz hujayralar o'zgargan - ular kapsulalarga ega bo'la boshlagan va pnevmoniyaga sabab bo'lgan. Ularning avlodlari ham kapsulalar hosil qilgani va pnevmoniyaga sabab bo'lganligi muhimdir.

Xulosa: 1) pnevmokokk belgilari o'zgargan, 2) bu ko'proq ekstraktining biron bir komponenti yoki uning pnevmokokk tarkibiga kirishi bilan bog'liq.

F. Griffitning tajribalarini amerikalik olimlar - mikrobiologlar davom ettirdilar

FROM. Avery (1877-1955) va uning hamkorlari.

Ular savol berishdi: qaysi modda pnevmokokkning bir shtammini boshqasiga aylantiradi? Buning uchun mikroblar o‘rniga ulardan olingan ekstraktdan foydalanib, F.Griffit tajribalarini takrorladilar.

Pnevmokokklar bilan o'tkazilgan tajribalarda ekstrakt undagi oqsillar va RNKni yo'q qilish paytida o'zining transformatsion faolligini saqlab qoldi, lekin DNKni yo'q qilish paytida uni yo'qotdi.

Xulosa: DNK o'zgartiruvchi moddadir. Bu yerdan genlar DNKdan qurilgan.

Transformatsiya genlarni o'lik pnevmokokklardan tiriklarga o'tkazish va ularni xost xromosomasiga kiritishdan iborat, ya'ni. kapsulasiz pnevmokokklarda.

DNK ning hujayradagi roli DNK ni o'z ichiga olgan viruslarning hayoti bilan to'ldirildi. Ular bakteriya hujayralarida ko'payish siklini amalga oshirish uchun ularni yuqtiradilar.

Shu bilan birga, virus DNKsining uning nusxalari va oqsillarini sintez qilish qobiliyati aniqlandi.

Hamma narsadan kelib chiqadiki, DNK uni o'z ichiga olgan hujayralar hayotini boshqaradi va uning molekulalarining nusxalarini sintez qila oladi. Bu jarayon "o'z-o'zidan ikkilanish" yoki ko'payish deb ataladi. DNK tabiatda nusxa ko'chirish mumkin bo'lgan yagona molekuladir.

Akadning hissasi. N.K. Koltsova

1927 yilda olimimiz - akad. N.K. Koltsov (1872-1940) "bitta ajoyib uzun molekula bitta xromosomaga to'g'ri keladi va uning bo'ylab alohida atom guruhlari - genlar mavjud" deb yozgan.

Shuningdek, u birinchi marta "hujayra bo'linishi paytida bunday molekulalar alohida bo'laklardan yangidan yaratilmaydi, balki birinchi navbatda o'z ustida aniq nusxalar hosil qiladi, so'ngra asl molekula va nusxa qiz xromosomalari bilan birga yangi hosil bo'lgan hujayralarga tarqaladi. ." Bu hujayra ikkiga bo'linishdan oldin genlarning, so'ngra xromosomalarning replikatsiyasining matritsa printsipidir.

Hujayra bo'linishidan oldin DNKning ko'payishi qanday sodir bo'lishi biologlar uchun o'nlab yillar davomida sir bo'lib kelgan. Olimlar buni tushunish uchun quyidagilarni bilishingiz kerakligini taxmin qilishdi: 1) DNKning tuzilishi va 2) nukleotidlarning molekulada joylashish usullari.

1950 yilga kelib, DNK to'rtta qatorda bir-biriga bog'langan minglab molekulalardan tashkil topgan molekula ekanligi ma'lum bo'ldi. turli xil turlari- nukleotidlar.

E. Chargaff (1950) har qanday DNKda adenin miqdori timin miqdoriga (A = T), guanin miqdori esa sitozin miqdoriga (G = C) teng ekanligini ko'rsatdi. Bu ularning DNK molekulasida juft bo'lib turishini ko'rsatdi: AT; G-C.

R. Fraklin (1920-1958) M. Uilkins laboratoriyasida rentgen kristallografiya usulida "DNK tuzilishi rasmining hozirgi mashhur tasvirini" oldi.

Biroq, bu bilimdan aniq emas edi: bu molekula qanday ishlaydi yoki u qanday ko'rinishga ega? Kimyoviy birliklar - A, T, G, C - tirik mavjudotlarning tuzilishi va ko'payish rejasi haqida ma'lumot olish uchun qanday joylashtirilganligini hech kim bilmas edi.

DNK molekulasi modeli

D. Uotson va F. Krik L. Pauling kabi DNK molekulasining modelini yaratishga - oqsilning fazoviy tuzilishini o'rganishga kirishdilar. Bu DNKning tuzilishi va mumkin bo'lgan funktsiyalari tafsilotlarini tushunishga yordam beradi.

Hisob-kitoblarni amalga oshirgandan so'ng, ular 18 oy davomida model yaratish va DNK modelini yaratish uchun vaqt sarfladilar. Ammo ular bu modelning to'g'riligiga ishonchlari komil emas edi.

R.Franklin yetakchisi – M.Uilkins D.Uotsonga R.Franklinga hech narsa demay, DNK molekulasining rentgen tasviri bilan tanishish imkonini berdi. D.Uotson R.Franklin tomonidan olingan tasvirni ko'rib, tushundi: "U va F.Krik xato qilishmagan." Ushbu rasmda ular aniq ko'rishdi belgilar spiral bo'lib, "hamma narsani volumetrik modelda" tekshirish uchun to'g'ridan-to'g'ri laboratoriyaga bordi.

Plitalar yo'qligi sababli D. Uotson kartondan to'rt turdagi nukleotid sxemalarini kesib tashladi: adenin (A), timin (T), guanin (G) va sitozin (C) va ularni stolga qo'yishni boshladi.

U shu zahotiyoq adenin timin bilan, guanin esa sitozin bilan kalit qulfi asosida birlashib, juftlik hosil qilishini aniqladi. DNK molekulasining ikkita zanjiri shunday tutiladi.

Molekuladagi bu juftlarning ketma-ketligi cheksiz darajada farq qilishi mumkin. Bu ma'lumot shifrlangan shifr yoki kod bo'lib xizmat qiladi, bu ma'lum bir hujayra tomonidan sintez qilingan oqsil turini aniqlaydi (1-rasm).

Guruch. bitta.

Bazalar ulangan vodorod aloqalari.

DNK molekulasi ikkita funktsiyaga ega: 1) avlodga ma'lumot uzatish, ya'ni. qiz hujayralar va 2) hujayra ichidagi ma'lumotlarni amalga oshiradi.

Er-xotin spiralning tuzilishidan darhol to'g'ridan-to'g'ri natijani ko'radi - replikatsiya, ya'ni. DNKning ko'payishi. Usul: ikkita to'ldiruvchi zanjirni ajratish va ularning har biri uchun yangi to'ldiruvchi zanjirni qurish. Shunday qilib, bitta DNK molekulasidan ikkita molekula hosil bo'ladi, bu hujayraning ikkiga bo'linishi uchun zarurdir. Replikatsiya xatolari, ya'ni. mutatsiyalar oddiy hujayraning nuqsonli hujayraga aylanishiga sababdir (2 va 3-rasm).

Shunday qilib, bo'linishdan oldin DNK replikatsiyasining matritsa printsipi isbotlandi.

Hujayralar, buyuk olim, akad. N.K. Koltsov. Molekulaning ikkita qismi bir-biridan ajralib turadi, ularning har biri uchun molekulaning yangi yarmi sintezlanadi. Bazalarning tartibi molekulalarning kengayishi uchun matritsa yoki shablon rolida.

DNK - genetik ma'lumotlar ombori

Har bir turdagi oqsilning sintezi haqidagi ma'lumotlar DNKda asoslarning ma'lum bir chiziqli ketma-ketligi shaklida saqlanadi.

1961 yilda F. Krik uchta asosning har bir guruhi kodon hosil qilishini isbotladi. Bitta kodon 20 ta asosiy aminokislotalarning bitta aminokislotasini kodlaydi.

Hujayra yadrosidan oqsilning tuzilishi haqidagi ma'lumotlarni uzatish uchun mRNK mavjud. Bu kodlash shablonining DNK zanjiri fragmentidan olingan nusxadir. U timin o'rniga urasilni o'z ichiga oladi.

Genetik ma'lumotni amalga oshirishning yakuniy bo'g'ini bo'lgan oqsil transport RNK yordamida ribosomadagi mRNKdan sintezlanadi. DNK genetik ma'lumotlar ombori bo'lib xizmat qilganligi sababli, u hayot molekulasi deb ataladi.

D. Uotson va F. Krik DNK tuzilishi ustida ishlay boshlashdan oldin, ko'p narsa ma'lum edi.

R. Franklin 1951 yilda birinchi marta DNK molekulasining birinchi noyob rentgenogrammasini oldi, u erda bu molekulaning spiral zinapoyaga juda o'xshash qo'sh spiral shakliga ega ekanligini ko'rish mumkin. Uning fotosuratlari D. Uotson va F. Krikning kashfiyotida hal qiluvchi rol o'ynadi. Buning belgisi sifatida R.Franklin molekulyar biologiyaning “kashshofi” deb ataladi.

D.Uotson, F.Krik va M.Uilkinslar 1962-yilda DNK tuzilishi va uning funksiyalarini kashf etganlari uchun Nobel mukofoti bilan taqdirlanganlar. R. Franklin vafot etdi. U 1958 yilda saraton kasalligidan vafot etdi.

Fan olamidagi inqilob

DNKning fazoviy tuzilishining ochilishi bir qator yangi kashfiyotlar uchun asos bo'ldi.

60-yillarda. XX asr DNK replikatsiyasi mexanizmi tasdiqlandi, bu jarayonni katalizlovchi DNK polimeraza fermenti topildi.

Genetik kod ochiq, ya'ni. hujayrada oqsillar sintezlanadigan kod.

70-yillarda. XX asr yana ikkita usul yaratildi: rekombinant DNKning ketma-ketligi va ishlab chiqarilishi.

Rekombinant DNK yoki molekulyar klonlash usulini tayyorlash. Bu usulning mohiyati shundaki, DNK molekulasiga o'ziga xos genni o'z ichiga olgan fragment kiritiladi.

Masalan, ular uni bakteriyaga kiritadilar va u o'z mahsulotini - insonga kerak bo'lgan oqsilni sintez qiladi.

80-yillarda. XX asr rivojlangan polimeraza zanjir reaktsiyasi(PCR). Bu texnologiya kerakli DNK fragmentini tez “ko‘paytirish” uchun zarurdir.

PCR yordamida bakterial va virusli infektsiyalarni, shuningdek, bemorning tanasidagi birinchi saraton hujayralarini marker genlari bo'yicha erta tashxis qo'yish mumkin.

Masalan, bemorning qon plazmasida saraton hujayralarining marker genlari bo'laklarini topish mumkin. Agar parcha oz miqdorda yoki faqat bo'lsa, u PCR yordamida kengaytiriladi va keyin osongina aniqlanadi.

DNK tuzilishining ochilishi olimlarga odamlar va boshqa ko'plab organizmlarning genomini ochish imkonini berdi. Ushbu kashfiyot har qanday kasallik, jumladan, saraton uchun gen terapiyasiga o'tish imkonini berdi.

Saraton hujayrasi “bemorning immun tizimi tomonidan yomon tan olinadi, chunki u mezbon organizmning normal hujayrasidan kelib chiqadi."

Shuning uchun gen terapiyasi yordamida saraton hujayralarini yo'q qilish uchun birinchi navbatda saraton hujayralari immunitet tizimiga "begona" bo'lishi kerak.

Buni amalga oshirishning ko'plab usullari mavjud. Saraton biopsiyasi materialidan saraton hujayralarini ajratib olish, ularga "begona" genni kiritish va keyin bu saraton hujayralarini bemorning tanasiga qaytarish mumkin. Bunday holda, ushbu genning oqsili bilan immunitet tizimi saraton hujayralarini "begona" deb tan oladi va ularni yo'q qiladi.

Hayvonlar ustida o'tkazilgan tajribalarda saraton hujayralarining DNKsiga ta'sir qilishning ushbu usuli ijobiy ijobiy natijalar berdi. Ammo saraton kasalligiga chalingan bemorlarni davolash uchun shunga o'xshash usul hali ham klinik sinovlar bosqichida.

(E.D.Sverdlov, 2003 yil).

"Tirik texnologiya" davriga

Va juda g'ayrioddiy - "jonli texnologiyalar" ning yangi davrining boshlanishi. Bir qator mamlakatlar olimlari "sun'iy hayot" ni yaratishga deyarli tayyor ekanliklarini e'lon qilishmoqda, ya'ni. abiogenez.

Tirikning yagona ta'rifi mavjud bo'lmaguncha, u uchta xususiyat bilan tavsiflanadi; 1) idishning mavjudligi, ya'ni. hujayra tarkibini o'z ichiga olgan membrana;

2) metabolizm - asosiy konvertatsiya qilish qobiliyati ozuqa moddalari hujayraning ishlash mexanizmlariga; 3) genlarning mavjudligi - hujayra qurish uchun zarur bo'lgan, avlodlarga o'tishi va atrof-muhit o'zgarishi bilan birga o'zgarishi mumkin bo'lgan kimyoviy tuzilmalar.

Ushbu uchta elementning har biri allaqachon laboratoriyalarda qayta ishlab chiqarilgan, olimlar bularning barchasini "bitta ishchi birlikka" birlashtirishga harakat qilishga tayyor, ya'ni. qafas.

Agar muvaffaqiyatli bo'lsa, bu "o'ta kichik tirik mashinalar dunyosi" bo'ladi: maxsus hujayralar inson tanasini davolaydi va ifloslantiruvchi moddalar bilan kurashadi. muhit moddalar ".

Olimlar ilm-fanning bevosita vazifasini o'z-o'zini ko'paytirish va noyob hujayralarni yaratishga qodir bo'lgan "sun'iy hujayra" yaratish deb hisoblashadi. kimyoviy moddalar, shu jumladan, hali sintez qilinmagan dorilar.

"Sun'iy tirik mavjudotlar" insonning to'liq nazorati ostida bo'ladi, masalan, uni tabiatda sof holda uchramaydigan elementlar bilan "oziqlantirish".

Viruslarning sintezi va hujayra sintezining boshlanishi

1. Prof. E. Vimmer va uning guruhi Nyu-Yorkdan 2002 yilda Yerda "tirik" tug'ilgandan beri birinchi marta jonsiz moddalardan poliomielit virusini yaratdilar.

Olimlar bahslashmoqda: viruslar tirik mavjudotlarmi yoki jonsiz narsalarmi?

AQL. Nobel mukofoti laureati Stenli "hujayrada virus o'zini tirik mavjudot kabi tutadi, hujayradan tashqarida esa tosh kabi o'lik", deb hisoblaydi.

Mikrobiologimiz G. Nadson shunday deydi: "Virus yo borliqning xossalariga ega bo'lgan moddadir, yoki moddaning xossalariga ega bo'lgan mavjudotdir".

akad. V.A. Olimimiz Engelxardt shunday deb yozgan edi: “Ko'pgina viruslar faqat oqsil va nuklein kislotadan iborat. Ular kimyoviy birikmalar - nukleoproteinlar sifatida tasniflanishi mumkin.

Poliomielit virusining genomi to'liq deşifrlangan. Shu asosda olimlar tabiiy namunaga mos keladigan nukleotidlarning aniq ketma-ketligini to'plashdi.

Ushbu genetik material sitoplazmatik eritma ichiga joylashtirilgan. Unda DNK tarkibidagi ma'lumotlarga ko'ra, kerakli oqsillar sintez qilingan.

Prof. E. Vimmerning xabar berishicha, barcha genetik komponentlar probirkaga joylashtirilishi bilanoq, virus darhol “o‘z-o‘zidan yig‘ilgan”. Boshqa so'zlar bilan aytganda,

"Hayot yoki hech bo'lmaganda uning o'xshashligi yarim burilish bilan boshlandi."

Yaratilgan virus xuddi uning tabiiy namunasiga o'xshardi. Virusning faolligini isbotlash uchun olimlar u bilan sichqonlarni yuqtirgan. Hayvonlar poliomielitning klassik belgilari bilan vafot etgan.

Poliomielit virusi genomini yig'ish uchun prof. E. Vimmerga uch yil kerak bo'ldi.

Xuddi shu laboratoriyada J. Kreyg Venter 14 kun ichida virusni sintez qildi.

2. Sun'iy phi-X174 virusining sintezi. Bu tabiatda mavjud bo'lgan va odamlar va hayvonlar uchun xavfsiz bakteriofagdir.

K. Venter va uning guruhi DNKning bir nechta bo'limlarini olib, ularni bog'lab, o'n bir genni o'z ichiga olgan virusning to'liq genomini yaratdi. Bu aralashma probirkaga solingan va u erda mustaqil ravishda phi-X174 genomiga o'xshash genetik zanjirga birlashtirilgan. Shundan so'ng, yig'ilgan genom tirik hujayraga joylashtirildi va u virusning nusxalarini yarata boshladi.

3. Amerikalik olimlar tabiatda noma'lum hayot shaklini yaratadilar. Rokvill laboratoriyasi olimlari genetik muhandislik yordamida yaratish niyatlarini e'lon qilishdi yangi shakl hayot - 21/11/2002.

Loyihaning maqsadi organik hayotning kelib chiqishi va rivojlanishining asosiy mexanizmlarini o'rganishdir. Asosiy hissalar genetik K. Venter va Nobel mukofoti laureati H. Smit.

Tajribaning maqsadi - hayotni qo'llab-quvvatlaydigan minimal genlar to'plamiga ega bo'lgan organizmni shakllantirish uchun asos bo'lgan bitta hujayrani yaratish.

Tajriba muvaffaqiyatli bo'lsa, o'sgan hujayra o'sib boradi va bo'linadi, shuning uchun tabiatda mavjud bo'lmagan butun hujayrali tuzilma hosil bo'ladi. Bu "minimalist" organizm bo'ladi.

XX asrning 90-yillari oxirida. K. Venter - o'sha paytda Rokvildagi (AQSh) Genomik tadqiqotlar instituti rahbari - mavjud bo'lish uchun zarur bo'lgan genlar ro'yxatini e'lon qildi. bir hujayrali organizm, - mikoplazma. Uning hisob-kitoblariga ko'ra, inson reproduktiv traktining bu yashovchisi o'zining 517 genidan 300 tasini bajara oladi, bu mikrobda bitta xromosoma hosil qiladi.

Loyiha 3 yil davomida bir xil bakteriyalarga asoslangan. Olimlar uning hujayrasidan barcha genetik materialni ajratib olishni, keyin uning "bo'laklaridan" sun'iy gen zanjirini yig'ish niyatida, ya'ni. xromosoma. U faqat yangi organizmning hayotini ta'minlash uchun "mutlaqo zarur" bo'lgan bakterial genlarni o'z ichiga oladi. Yakuniy bosqichda yig'ilgan gen zanjiri genetik materialdan mahrum bo'lgan hujayraga kiritiladi.

Keyin "eng qiziqarli narsa sodir bo'ladi, tajriba nima uchun mo'ljallangan" - bakteriyalarning jonlanishi. Bunday yarim tabiiy organizmni keyingi kuzatishlar davom etadi: u qanday yashaydi va ko'payadi.

"Bizni qiziqtiradi: hayotning molekulyar ta'rifiga kelish mumkinmi va bizning asosiy maqsadimiz eng elementar tirik hujayraning tarkibiy qismlarini fundamental tushunishdir."

Patogen agentning yaratilishiga yo'l qo'ymaslik uchun K. Venter va X. Smit yangi "mikoplazma" ni inson organizmidagi hujayralarga biriktirish uchun mas'ul bo'lgan genlardan, so'ngra uning noqulay sharoitlarda omon qolishiga imkon beruvchi genlardan mahrum qiladi. Natijada "yaratuvchilarga mutlaqo bog'liq bo'lgan juda mo'rt mavjudot" bo'ladi.

Tadqiqotning vazifasi turli xil genlarni sun'iy ravishda yaratishni o'rganishdir. "Bu haqiqatan ham asosiy fan", deydi K. Venter. - Hatto

Inson genomidagi barcha genlarni topgan bo‘lsak-da, haligacha eng oddiy hujayraning sirini tushuna olmadik. Bu biz hozir qilmoqchi bo'lgan narsadir ".

K. Venter va X. Smit va ularning zaxiradagi guruhlari tirik hujayrani yaratishning yana bir variantiga ega: bu asosiy genlarni laboratoriyada sun'iy ravishda sintez qilib, ularni zanjirga yig'ib, keyin ularni bir xil bakteriyaga kiritib, uning barcha genetikasi material oldindan o'chiriladi

K. Venter o'z vazifasiga - "hayotning molekulyar ta'rifini" berishga nima qo'ydi?

Har qanday hujayra, butun tana kabi molekulalardan iborat. Ularning tuzilishi va tarkibi, shuningdek, ularning o'zaro ta'siri genlarga singib ketgan. Evolyutsiya jarayonida har bir molekula hujayradagi vazifasiga mos ravishda moslashtiriladi. Hujayra molekulalarning xaotik to'planishi emas, balki "ularning tartibi", ya'ni tashkilot, chunki u genlar tomonidan mahsulotlar - oqsillar orqali qurilgan. Uni yo'q qiling, keyin hujayraning bu molekulalari aralashma shaklida qolsa ham, u allaqachon o'lik bo'ladi, chunki u yo'q qilingan. molekulyar tashkilot hujayralar. Va u "tirik" evolyutsiyasi jarayonida yaratilgan.

Demak: K.Venter “tirik”ga aylanadigan jonsiz molekulalarning shunday tashkilotini olishga minimal genlar bilan intiladi. Bu abiogenez bo'ladi.

MOSKVA, 25 aprel - RIA Novosti, Tatyana Pichugina. Bundan roppa-rosa 65 yil muqaddam britaniyalik olimlar Jeyms Uotson va Frensis Krik yangi fan – molekulyar biologiyaga asos solib, DNK tuzilishini dekodlash haqida maqola chop etgan edi. Ushbu kashfiyot insoniyat hayotida juda ko'p narsalarni o'zgartirdi. RIA Novosti DNK molekulasining xossalari va u nima uchun muhimligi haqida gapirib beradi.

19-asrning ikkinchi yarmida biologiya juda yosh fan edi. Olimlar hujayrani endigina o'rganishni boshladilar va irsiyat tushunchasi, garchi ular allaqachon Gregor Mendel tomonidan ishlab chiqilgan bo'lsa ham, keng qabul qilinmadi.

1868 yil bahorida yosh shveytsariyalik shifokor Fridrix Misher o'qish uchun Tübingen universitetiga (Germaniya) keldi. ilmiy ish... U hujayra qanday moddalardan iboratligini aniqlashni maqsad qilgan. Tajribalar uchun men yiringdan olish oson bo'lgan leykotsitlarni tanladim.

Yadroni protoplazma, oqsil va yog'lardan ajratib, Misher tarkibida fosfor ko'p bo'lgan birikmani topdi. U bu molekulani nuklein (lotincha "yadro" - yadro) deb atagan.

Ushbu birikma kislotali xususiyatga ega edi, shuning uchun "" atamasi nuklein kislotasi". Uning prefiksi" deoksiribo "molekulada H-guruhlari va shakar mavjud degan ma'noni anglatadi. Keyin u aslida tuz ekanligi ma'lum bo'ldi, lekin nomi o'zgartirilmadi.

20-asrning boshlarida olimlar nuklein polimer ekanligini (ya'ni takrorlanuvchi birliklarning juda uzun moslashuvchan molekulasi), birliklar to'rtta azotli asosdan (adenin, timin, guanin va sitozin) tashkil topganligini allaqachon bilishgan. nuklein xromosomalarda - bo'linadigan hujayralarda paydo bo'ladigan ixcham tuzilmalarda mavjud. Ularning irsiy xususiyatlarni uzatish qobiliyatini amerikalik genetik Tomas Morgan meva chivinlari ustida o'tkazgan tajribalarida ko'rsatdi.

Genlarni tushuntiruvchi model

Ammo dezoksiribonuklein kislotasi yoki qisqacha DNK hujayra yadrosida nima qilishi uzoq vaqt davomida tushunilmagan. U xromosomalarda qandaydir strukturaviy rol o'ynaydi deb o'ylangan. Irsiyat birliklari - genlar - oqsil tabiatiga tegishli edi. Bu yutuqni amerikalik tadqiqotchi Osvald Averi amalga oshirdi, u genetik material DNK orqali bakteriyalardan bakteriyalarga o‘tishini eksperimental tarzda isbotladi.

DNKni o'rganish kerakligi aniq bo'ldi. Lekin qanday? O'sha paytda olimlar uchun faqat rentgen nurlari mavjud edi. Biologik molekulalarni ular orqali porlash uchun ular kristallanishi kerak edi va bu qiyin. Protein molekulalarining strukturasini rentgen nurlari difraksiyasi naqshlari orqali dekodlash Kavendish laboratoriyasida (Kembrij, Buyuk Britaniya) amalga oshirildi. U erda ishlagan yosh tadqiqotchilar Jeyms Uotson va Frensis Krikning DNK bo'yicha o'zlarining eksperimental ma'lumotlari yo'q edi, shuning uchun ular King's kolleji hamkasblari Moris Uilkins va Rozalind Franklinning rentgenogrammalaridan foydalanganlar.

Uotson va Krik DNK strukturasining rentgen nurlanishining diffraktsiya naqshlariga to'liq mos keladigan modelini taklif qildilar: ikkita parallel ip o'ng tomonli spiralga o'ralgan. Har bir zanjir o'zboshimchalik bilan azotli asoslar to'plami bilan buklangan bo'lib, ularning qandlari va fosfatlarining umurtqa pog'onasiga bog'langan va asoslar orasiga cho'zilgan vodorod aloqalari bilan bog'langan. Bundan tashqari, adenin faqat timin bilan, guanin esa sitozin bilan birlashadi. Ushbu qoida bir-birini to'ldirish printsipi deb ataladi.

Uotson va Krik modeli DNKning to‘rtta asosiy funksiyasini tushuntirib berdi: genetik materialning replikatsiyasi, uning o‘ziga xosligi, molekulada axborotni saqlash va mutatsiyaga kirishish qobiliyati.

Olimlar o'zlarining kashfiyotlarini 1953 yil 25 aprelda Nature jurnalida nashr etishdi. O'n yil o'tgach, u va Moris Uilkins biologiya bo'yicha Nobel mukofotiga sazovor bo'lishdi (Rozalind Franklin 1958 yilda 37 yoshida saraton kasalligidan vafot etgan).

"Endi, yarim asrdan ko'proq vaqt o'tgach, biz shuni aytishimiz mumkinki, DNK tuzilishining ochilishi biologiyaning rivojlanishida fizikada atom yadrosining ochilishi bilan bir xil rol o'ynadi. Atomning tuzilishini aniqlashga olib keldi. yangi, kvant fizikasining tug'ilishi va DNK tuzilishining ochilishi yangi molekulyar biologiyaning tug'ilishiga olib keldi ", - deb yozadi Maksim Frank-Kamenetskiy, taniqli genetik, DNK tadqiqotchisi, "Kitob muallifi. Eng muhim molekula ".

Genetik kod

Endi bu molekula qanday ishlashini bilishgina qoldi. Ma'lumki, DNKda hujayradagi barcha ishlarni bajaradigan hujayra oqsillarini sintez qilish bo'yicha ko'rsatmalar mavjud. Proteinlar aminokislotalarning takrorlanuvchi to'plamlaridan (ketma-ketligidan) tashkil topgan polimerlardir. Bundan tashqari, faqat yigirmata aminokislotalar mavjud. Hayvon turlari bir-biridan hujayralardagi oqsillar to'plami, ya'ni aminokislotalarning turli ketma-ketligi bilan farqlanadi. Genetika bu ketma-ketliklar genlar tomonidan berilganligini ta'kidladi, keyinchalik ular hayotning birinchi qurilish bloklari bo'lib xizmat qiladi deb ishonilgan. Ammo genlar nima ekanligini hech kim aniq bilmas edi.

Aniqlik nazariya muallifi tomonidan kiritilgan Katta portlash fizik Georgiy Gamov, Jorj Vashington universiteti (AQSh) xodimi. Uotson va Krikning ikki zanjirli DNK spiralining modeliga asoslanib, u gen bu DNKning bir qismi, ya'ni bog'lanishlarning ma'lum bir ketma-ketligi - nukleotidlar, deb taklif qildi. Har bir nukleotid to'rtta azotli asosdan biri bo'lganligi sababli, siz to'rtta element yigirmani qanday kodlashini tushunishingiz kerak. Bu genetik kod ortidagi g'oya edi.

1960-yillarning boshlariga kelib, oqsillar ribosomalardagi aminokislotalardan sintezlanishi aniqlandi - bu hujayra ichidagi o'ziga xos "zavodlar". Protein sintezini boshlash uchun ferment DNKga yaqinlashadi, genning boshida ma'lum bir joyni taniydi, genning nusxasini kichik RNK shaklida sintez qiladi (shablon RNK deb ataladi), so'ngra aminokislotalardan oqsil o'stiriladi. ribosomada.

Shuningdek, ular genetik kod uch harfli ekanligini aniqladilar. Bu bitta aminokislotaga uchta nukleotid mos kelishini anglatadi. Kodning birligi kodon deb ataldi. Ribosomada mRNKdan olingan ma'lumotlar kodon bo'yicha ketma-ket o'qiladi. Va ularning har biri bir nechta aminokislotalarga mos keladi. Shifr nimaga o'xshaydi?

Bu savolga AQShdan Marshall Nirenberg va Geynrix Mattei javob berdi. 1961 yilda ular birinchi marta Moskvadagi biokimyoviy kongressda o'z natijalarini taqdim etdilar. 1967 yilga kelib, genetik kod to'liq shifrlangan edi. Bu barcha organizmlarning barcha hujayralari uchun universal bo'lib chiqdi, bu ilm-fan uchun juda katta oqibatlarga olib keldi.

DNK tuzilishi va genetik kodning kashfiyoti butunlay qayta yo'naltirildi biologik tadqiqot... Har bir shaxsning o'ziga xos DNK ketma-ketligiga ega ekanligi sud-tibbiyot fanini tubdan o'zgartirdi. Inson genomini dekodlash antropologlarga turimiz evolyutsiyasini o‘rganishning mutlaqo yangi usulini taqdim etdi. Yaqinda ixtiro qilingan DNK muharriri CRISPR-Cas genetik muhandislikni ancha oldinga olib chiqdi. Ko'rinishidan, bu molekulada insoniyatning eng dolzarb muammolari: saraton, genetik kasalliklar, qarish.

V. Ivanov, fizika-matematika fanlari doktori

Oltmish yil oldin ajoyib narsa amalga oshirildi ilmiy kashfiyot... 1953 yil 25 aprelda eng sirli molekula dezoksiribonuklein kislota molekulasi qanday ishlashi haqida maqola chop etildi. U qisqacha DNK deb ataladi. Bu molekula barcha tirik organizmlarning barcha tirik hujayralarida mavjud. Olimlar buni yuz yildan ko'proq vaqt oldin kashf qilishgan. Ammo keyin hech kim bu molekulaning qanday joylashganligini va tirik mavjudotlar hayotida qanday rol o'ynashini bilmas edi.
Ingliz fizigi Frensis Krik va amerikalik biolog Jeyms Uotson nihoyat bu sirni ochishga muvaffaq bo'lishdi. Ularning kashfiyoti juda muhim edi. Va nafaqat tirik organizmning barcha xususiyatlarini boshqaradigan molekula qanday ishlashini nihoyat bilib olgan biologlar uchun. Insoniyatning eng buyuk kashfiyotlaridan biri shunday qilinganki, bu kashfiyot qaysi fanga tegishli ekanligini aytish mutlaqo mumkin emas - kimyo, fizika va biologiya unda shu qadar chambarchas birlashgan. Fanlarning bunday uyg'unligi Krik va Uotson kashfiyotining eng yorqin xususiyatidir.

BITTA MOLEKULA SIZ TURLI KO'RISHINGIZ MUMKIN

Olimlarni uzoq vaqtdan beri barcha tirik organizmlarning asosiy mulki - ko'payish siri qiziqtiradi. Nima uchun bolalar - odamlar, ayiqlar, viruslar haqida gapiramizmi - ota-onalari va buvilari kabi? Sirni ochish uchun biologlar turli xil organizmlarni o'rganishdi.
Va olimlar tirik hujayraning maxsus zarralari - xromosomalar bolalar va ota-onalarning o'xshashligi uchun javobgar ekanligini aniqladilar. Ular kichkina tayoqchalarga o'xshaydi. Rod-xromosomaning kichik bo'limlari genlar deb ataldi. Ko'p genlar mavjud va ularning har biri kelajakdagi organizmning biron bir belgisi uchun javobgardir. Agar inson haqida gapiradigan bo'lsak, unda bir gen ko'zning rangini aniqlaydi, ikkinchisi burun shaklini aniqlaydi ... Ammo gen nimadan iborat va u qanday ishlaydi, olimlar bilishmagan. To'g'ri, bu allaqachon ma'lum edi: xromosomalar DNKni o'z ichiga oladi va DNK genlar bilan bog'liq.
Turli olimlar genning sirini ochishni xohlashdi: har biri bu sirga o'z ilmi nuqtai nazaridan qaradi. Ammo DNKning kichik zarrasi bo'lgan gen qanday ishlashini bilish uchun molekulaning o'zi qanday joylashishini va u nimadan iboratligini aniqlash kerak edi.
Tadqiqot olib boradigan kimyogarlar Kimyoviy tarkibi moddalar, DNK molekulasining kimyoviy tarkibini o'rgangan. Fiziklar bu kristallar qanday ishlashini bilish uchun DNKni rentgen nurlari bilan, odatda kristallarni skanerlash usulini skanerlashni boshladilar. Va ular DNK spiralga o'xshashligini aniqladilar.
Albatta, biologlar gen siri bilan qiziqardi. Va Uotson gen muammosini hal qilishga qaror qildi. Ilg'or biokimyogarlardan o'rganish va genning tabiati haqida ko'proq ma'lumot olish uchun u Amerikadan Evropaga sayohat qildi.
O'sha paytda Uotson va Krik bir-birlarini hali bilishmagan. Uotson Evropada bir muncha vaqt ishlagan, genning tabiatini tushuntirishda sezilarli muvaffaqiyatga erisha olmadi.
Lekin birida ilmiy konferensiyalar u fiziklar DNK molekulasining tuzilishini o'zlarining jismoniy usullari yordamida o'rganishlarini bilib oldi. Buni bilib, Uotson fiziklar unga gen sirini ochishda yordam berishini tushundi va Angliyaga jo'nadi va u erda biologik molekulalar o'rganiladigan fizika laboratoriyasiga ishga joylashdi. Uotson va Krik aynan shu yerda uchrashishgan.

KRIK FIZIK QANDAY QILIB BIOLOGIYAGA QIZIQGAN

Krik biologiyaga qiziqmasdi. Mashhur fizik Shredingerning “Fizika nuqtai nazaridan hayot nima?” kitobiga duch kelguniga qadar.
Ushbu kitobda muallif xromosoma kristalga o'xshaydi, degan fikrni ilgari surgan. Shredinger genlarning “ko‘payishi” kristall o‘sishiga o‘xshashligini payqab, olimlarga genni kristall deb hisoblashni taklif qildi. Krik va boshqa fiziklar bu taklifga qiziqish bildirishdi. Mana nimaga.
Kristal tuzilishi jihatidan juda oddiy jismoniy tanadir: unda bir xil atomlar guruhi doimo takrorlanadi. Va gen qurilmasi juda murakkab deb hisoblangan, chunki ularning ko'pi bor va ularning barchasi boshqacha. Agar genlar DNK moddasidan iborat bo'lsa va DNK molekulasi xuddi kristall kabi tuzilgan bo'lsa, u ham murakkab, ham oddiy bo'lib chiqadi. Qanaqasiga? Uotson va Krik fiziklar va biologlar DNK molekulasi haqida juda kam narsa bilishlarini tushunishdi. To'g'ri, kimyogarlar DNK haqida biror narsa bilishgan.

WATSON QANDAY KIMYOGLAR VA KİMYORLARGA QIYIRISHGA YORDAM BERGAN

Kimyogarlar DNK molekulasida to'rtta kimyoviy birikma mavjudligini bilishgan: adenin, timin, guanin va sitozin. Ular birinchi harflar bilan belgilangan - A, T, G, C. Va timin kabi adenin va sitozin kabi guanin bor edi. Nega? Kimyogarlar buni tushuna olmadilar.
Ular taxmin qilishdi: bu molekula tuzilishi bilan bog'liq. Ammo ular qanday qilib buni bilishmadi. Biolog Uotson kimyogarlarga yordam berdi.
Uotson tirik tabiatda ko‘p narsalar juft-juft bo‘lishiga o‘rganib qolgan: bir juft ko‘z, bir juft qo‘l, bir juft oyoq, masalan, ikkita jins: erkak va urg‘ochi... Aftidan. unga DNK molekulasi ham ikkita zanjirdan iborat bo'lishi mumkin. Ammo fiziklar rentgen nurlari yordamida aniqlaganidek, DNK spiralga o'xshasa, bu spiralda ikkita zanjir qanday qilib bir-biriga yopishadi? Uotson qo'llar kabi bir-biriga cho'zilgan A, G, C va T larning yordami bilan taklif qildi. Bularning konturlarini kesish kimyoviy birikmalar Uotson ularni uzoq vaqt u va bu tarzda qo'lladi, to'satdan ko'rdi: adenin timin bilan, guanin esa sitozin bilan mukammal birlashadi.
Uotson bu haqda Krikka aytdi. U tezda qo'shaloq spiral haqiqatda qanday bo'lishi kerakligini aniqladi - chizmada emas, kosmosda.
Ikkala olim ham DNK modelini yaratishga kirishdilar.
Qanday qilib "qurilish" kerak? Shunday. Bolalar o'yinchoqlari konstruktsiyasi to'plamiga o'xshash molekulyar konstruktsiyalar to'plamidan. Molekulyar konstruktorda detallar shar-atomlar bo'lib, ular atomlarning moddada joylashish tartibi bo'yicha bir-biriga tugmalar bilan mahkamlanadi.
Molekulyar konstruktorni boshqa olim - kimyogar Poling ixtiro qilgan. U oqsil molekulalarining modellarini yaratdi va ular spiralga o'xshash hududlarni o'z ichiga olishi kerakligini aniqladi. Tez orada buni Krik ishlagan laboratoriya fiziklari tasdiqladi. Muhim biologik muammo nazariy jihatdan hal qilindi.
Krik Paulingning usulini shunchalik yoqdiki, u Uotsonga molekulyar konstruktor yordamida DNK modelini yaratishni taklif qildi. Rasmda ko'rishingiz mumkin bo'lgan mashhur DNK Double Helix modeli shunday yaratilgan.
Shunisi e'tiborga loyiqki, bitta zanjirdagi A boshqasida faqat T bilan, G - faqat C bilan "yopishishi" mumkinligi sababli, "kimyoviy" qoida avtomatik ravishda bajariladi, unga ko'ra A miqdori tengdir. T miqdoriga, G miqdori esa C ning miqdoridir. Lekin eng muhimi, DNKning qo'sh spiraliga qarab, genlarni ko'paytirish jumboqini qanday hal qilish darhol aniq bo'ladi. DNK pigtailini "echish" kifoya qiladi va har bir zanjir o'z-o'zidan yangisini to'ldirishi mumkin bo'ladi, shunda A T bilan, G - C bilan yopishadi: bitta gen bor edi - ikkitasi bor. AT va G-C juftlarining o'lchamlari bir xil bo'lganligi sababli, tuzilishidagi DNK molekulasi fiziklar taxmin qilganidek, haqiqatan ham kristalga o'xshaydi.
Va shu bilan birga, bu "kristal" A, T, C, G ning turli kombinatsiyalarini o'z ichiga olishi mumkin va shuning uchun barcha genlar boshqacha.
Uotson va Krik tomonidan gen muammosini hal qilish, tom ma'noda 2-3 yil ichida tabiatshunoslikning butunlay yangi sohasi shakllanishiga olib keldi. molekulyar biologiya... U ko'pincha jismoniy va kimyoviy biologiya deb ataladi.

"FIZIKLAR" VA "LIRIKA" QANDAY TO'XTISHDI?

Turli fanlarning bir-biriga o'zaro kirib borishiga boshqa misollarni ham keltirish mumkin. Masalan, matematika astronomiya, fizika va hatto ... tilshunoslik, tilning tuzilishi haqidagi fanda ham keng qo‘llaniladi.
Matematik usullar, masalan, noma'lum qo'lyozmalarning haqiqiy muallifini aniqlash imkonini beradi. Arxivdan noma’lum she’r topdik va uning muallifi kim? Olimlar uni mashhur shoir yozgan deb taxmin qilishadi. Ammo bu taxminni qanday tekshirish mumkin? Matematiklar bu ishda ma'lum bir so'z necha marta kelganini yoki, aytaylik, matnda so'zlar qanday ketma-ketlikda paydo bo'lishini hisoblab chiqadilar. Xuddi shu hisob-kitoblar muallifning mashhur asarida ham qilingan. Natijalar solishtiriladi. Agar ular mos kelsa, asl qo'lyozma topilgan. Matematiklar bizga, kitobxonlarga, mashhur yozuvchi va shoirlarning zamon o‘g‘irlab ketgan asarlarini shunday qaytarishadi.
Yoki, masalan, fizika va musiqa ... Aniq fanning san'at bilan qanday umumiyligi bo'lishi mumkin? Ma'lum bo'lishicha, umumiy narsa bor.
Torli asboblarda - skripka, violonchel - musiqachining o'zi kerakli balandlikni tanlaydi. Skripkachi, masalan, "C" notasi qanday jaranglashini yoqtirmaydi, unga u biroz balandroq yoki aksincha, biroz pastroq bo'lishi kerakdek tuyuladi - u o'zi tordagi aniq tovushni tanlaydi. Pianinochi buni qila olmaydi. Klaviaturada har bir tugma ma'lum bir notadir. Uni qayta-qayta bosing, u bir xil ovoz chiqaradi. Demak, musiqa asarini aniq ijro etish uchun pianino juda aniq sozlanishi kerak. Fiziklar musiqali klaviatura asboblarini eng aniq sozlash mumkin bo'lgan tovush tebranish chastotasini hisoblab chiqdi. Ko'rib turganingizdek, fizik va matematiklarsiz musiqachilar va tilshunoslar uchun qiyin bo'lar edi.
Zamonaviy odamga keng ko'lamli bilimlarga ega bo'lish kerak. Bu, ayniqsa, bugungi kun olimi uchun juda muhim. Bizning davrimizda ko'plab kompozit fanlar paydo bo'ldi: fizik kimyo va kimyoviy fizika, hatto, siz bilganingizdek, fizik va kimyoviy biologiya. Bularning hammasi sizga nima aloqasi bor? Eng to'g'ridan-to'g'ri.
Maktabda biologiya fanini o‘qiyman deb o‘ylamagandim ham. U aniqroq fanlarni yaxshi ko'rardi. Lekin hozir biologiya bilan shug'ullanaman.
Ajratish noto'g'ri maktab buyumlari kerak bo'lganlarga va kerak bo'lmaganlarga. Keyinchalik nima foydali bo'lishi mumkinligini kim biladi?

1952 yilda ingliz biofiziki Rozalind Franklin dezoksiribonuklein kislotasi (DNK) tuzilishi bo'yicha spiral zinapoyaga o'xshashligini aniqladi. Biroq, poydevor qo'ygan bu kashfiyotning ulug'vorligi zamonaviy tadqiqotlar genlar keyinchalik Moris I Uilkins, shuningdek, Frensis Krik va Jeyms Uotson tomonidan o'zlashtirilgan.

I Rosalind Franklinning irsiyat qurilmasi katta uzunlikdagi DNK nukleotidlarning polimer molekulasi - takrorlanuvchi bloklardan iborat bo'lishi kerak degan taxmindan kelib chiqqan. Ushbu farazni tekshirish uchun ingliz tadqiqotchisi shunchaki mikroskopga murojaat qila olmadi. Bunday submikroskopik hodisalarni faqat rentgen nurlari diffraktsiyasi orqali olish mumkin. Shuning uchun tadqiqotchi DNK molekulalarini rentgen nurlari bilan ta'sir qildi va uzoq mashaqqatli mehnat natijasida ularning tuzilishi qo'sh spiral ekanligini aniqladi. Shunday qilib, birinchi marta inson hayotining asosiy tarkibiy qismining tuzilishini tasavvur qilish mumkin edi.

Soyada ochilish

Franklin o'z tadqiqotining natijalarini darhol e'lon qilmadi. U birinchi navbatda hamkasblaridan o'z kuzatuvlarini tasdiqlashni xohladi. 1953 yilda Franklinning rahbari Moris Uilkins o'zi bilmagan holda unga taqdim etilgan natijalarni uning hamkori Krik va biokimyogar Uotsonga topshirdi. O'sha vaqtga kelib, bu olimlar DNKning kimyoviy tarkibini allaqachon bilishgan: shakar, dezoksiriboza, fosfat va azot o'z ichiga olgan adenin, sitozin, guanin va timin asoslari va ular Franklin ma'lumotlarining ahamiyatini darhol qadrlashdi.

Nobel mukofoti vafotidan keyin berilmaydi

Krik va Uotson asarga ba'zi qo'shimchalar va o'zgartirishlar kiritib, uni nashr etishdi tegishli ismlar... 1954 yilda "Nature" jurnalida chop etilgan "Nuklein kislotasi kistalarining molekulyar tuzilishi: dezoksiribonuklein kislotasining tuzilishi" nomli mashhur maqola ilm-fan olamining shiddatli ishtiyoqini uyg'otdi. Uotson va Krik keyingi tadqiqotlar uchun asos bo'lgan mantiqiy daxlsiz modelni yaratdilar. Rozalind Franklin esa 1958 yilda 37 yoshida saraton kasalligidan vafot etdi. DNK tuzilishini kashf etgani uchun tibbiyot bo'yicha Nobel mukofoti 1962 yilda Krik, Uotson va Uilkinslarga berildi.

• 1865 yil: Gregor Iogann Medel genetik tamoyillarning meros qonunlarini o'rnatdi.
• 1970 yil: Hamilton O. Smit va Daniel Natan genetik muhandislikka asos soldi.
• 1973 yil: Qo'shma Shtatlarda birinchi marta genetik jihatdan o'zgartirilgan bakteriya yaratildi.
• 1976 yil: Hind biofiziki Qur'on Har Gobind birinchi marta genni sintez qildi.