Il biologo americano James Watson: biografia, vita personale, contributo alla scienza. Doppia elica del DNA

James Watson è una delle persone più intelligenti del mondo. Fin dalla prima infanzia, i suoi genitori hanno notato le sue capacità, che hanno predetto un futuro luminoso per il bambino. Tuttavia, dal nostro articolo apprendiamo come James ha perseguito il suo sogno e quali ostacoli ha superato sulla strada verso la fama.

Infanzia, gioventù

James Dewey Watson è nato il 6 aprile 1928 a Chicago. È cresciuto nell'amore e nella gioia. Non appena il ragazzo si sedette al banco di scuola, gli insegnanti già parlavano di quanto il piccolo James fosse intelligente oltre la sua età.

Dopo essersi diplomato alla terza media, è andato alla radio per prendere parte a un quiz intellettuale per bambini. Il ragazzo ha dimostrato abilità semplicemente sorprendenti. Dopo un po ', James fu invitato a studiare all'Università quadriennale di Chicago. Lì mostra un genuino interesse per l'ornitologia. Dopo aver conseguito una laurea in scienze, James continua i suoi studi presso l'Indiana University Bloomington.

Interesse per la scienza

Mentre studiava all'università, James Watson si interessò seriamente alla genetica. Il famoso genetista Hermann J. Möller, così come il batteriologo Salvador Lauria, hanno attirato l'attenzione sulle sue capacità. Gli scienziati lo invitano a lavorare insieme. Dopo qualche tempo, James scrisse una tesi sul tema “L’influenza dei raggi X sulla diffusione dei virus che infettano i batteri (batteriofagi)”. Grazie a ciò, il giovane scienziato riceve un dottorato in filosofia.

Successivamente, James Watson continua le sue ricerche sui batteriofagi presso l'Università di Copenaghen, nella lontana Danimarca. Tra le mura dell'istituto studia le proprietà del DNA. Tuttavia, lo scienziato si annoia rapidamente di tutto questo. Vuole studiare non solo le proprietà dei batteriofagi, ma la struttura stessa della molecola del DNA, che i genetisti stanno studiando con tanto zelo.

Progressi nella scienza

Nel maggio 1951, in un simposio in Italia (Napoli), James incontrò lo scienziato inglese Maurice Wilkins. A quanto pare, lui e la sua collega, Rosalyn Franklin, stanno conducendo un'analisi del DNA. Gli studi degli scienziati hanno dimostrato che la cella è una doppia spirale, che ricorda una scala a chiocciola.

Dopo questi dati, James Watson decide di condurre un'analisi chimica degli acidi nucleici. Dopo aver ricevuto una borsa di ricerca, ha iniziato a lavorare con il fisico Francis Crick. Già nel 1953, gli scienziati riferirono sulla struttura del DNA e un anno dopo crearono un modello ingrandito della molecola.

Dopo che la ricerca fu resa pubblica, Crick e Watson si separarono. James viene nominato membro senior del dipartimento di biologia del California Institute of Technology. Dopo qualche tempo, a Watson viene offerto un lavoro come professore (1961).

Premi e riconoscimenti

James Watson e ha ricevuto il Premio Nobel per la Medicina e la Fisiologia. Questo è stato un premio "Per la scoperta nel campo della struttura molecolare degli acidi nucleici".

Dal 1969, la teoria di James Watson è stata testata da tutti i genetisti del mondo. Nello stesso anno, lo scienziato ha assunto la carica di direttore del Laboratorio di Biologia Molecolare a Long Island. Va notato che si rifiuta di lavorare lì. Watson ha dedicato molti anni allo studio della neurobiologia, al ruolo del DNA e dei virus nello sviluppo del cancro.

A proposito, Watson ha ricevuto il premio Albert Lasker (1971), la medaglia presidenziale della libertà (1977) e la medaglia John D. Carty. Vale la pena dire che James è membro della National Academy of Sciences, dell'American Society of Biochemists, dell'American Cancer Society, dell'Accademia danese delle arti e delle scienze, dell'American Philosophical Society e del Consiglio dell'Università di Harvard.

Vita privata

Nel 1968, Watson sposò Elizabeth Levy. Una ragazza nel laboratorio dove una volta lavorava lo stesso James. La coppia ha avuto due figli nel loro matrimonio.

C'erano voci attive secondo cui la figlia di James era Emma Watson. E a proposito, rientrava nella categoria dei figli dello scienziato presumibilmente nati fuori dal matrimonio. Anche se, molto probabilmente, questo non è vero.

James Watson sulla gara

Watson sosteneva che le persone con la pelle nera hanno un livello di intelligenza inferiore rispetto alle persone con la pelle bianca. Per questa teoria il famoso microbiologo Watson volle essere processato. Va notato che questa non è la prima volta che lo scienziato si permette di esprimere una simile opinione. Diceva esattamente la stessa cosa delle donne.

Tali affermazioni hanno suscitato molte discussioni in giro, simili a quelle che suscitò il libro di Watson e Murray negli anni '90. In esso, gli scienziati hanno esaminato le differenze tra le intelligenze di razze diverse. Questo lavoro è stato quindi definito un'apologia del razzismo scientifico.

È ancora difficile dire se il famoso scienziato sarà punito. Al momento è noto che la Commissione americana per l'uguaglianza razziale ha osservato che questo spiacevole incidente non verrà ignorato.

A proposito, Watson probabilmente ha perso la carica di direttore del laboratorio di Long Island proprio a causa di questa affermazione.

Accusare uno scienziato di scorrettezza politica

James Watson è noto per le sue dichiarazioni provocatorie e scandalose. Ad esempio, uno scienziato crede, contro ogni previsione, che le persone stupide siano malate e che il 10% di loro abbia bisogno di cure urgenti.

Un'altra affermazione riguarda la bellezza femminile. Watson è fiducioso che è con l'aiuto dell'ingegneria genetica che tutte le donne possono essere rese veramente attraenti e affascinanti.

Nello stesso contesto, ha parlato di persone con orientamento non tradizionale. James sostiene ancora oggi che se fosse possibile creare un gene responsabile dell'orientamento sessuale, inizierebbe immediatamente a studiarlo e correggerlo.

Dopo tanta antipatia per gli omosessuali e altre culture non tradizionali, Watson fu soggetto alla condanna non solo dei rappresentanti di queste culture, ma anche delle autorità.

È stato messo a fuoco anche il suo giudizio sulle persone in sovrappeso. Watson afferma che non assumerebbe mai una “persona grassa” perché la considera intellettualmente sottosviluppata.

Beh, ognuno ha la propria opinione! E osserveremo ulteriori ricerche e dichiarazioni del famoso scienziato.

Tra la fine di giugno e l'inizio di luglio, su invito dell'Accademia delle scienze russa e con il sostegno della Fondazione Dynasty, l'eccezionale biologo, il premio Nobel James Watson, uno degli scopritori della struttura del DNA, ha visitato Mosca. La sua visita è stata dedicata al 55° anniversario di questa scoperta e all'80° anniversario dello stesso scienziato.

Durante i suoi pochi giorni a Mosca, James Watson ha tenuto due conferenze: una conferenza per scienziati e studenti "Può il DNA mostrarci come curare il cancro durante la nostra vita?" presso l'Istituto di Biologia Molecolare dell'Accademia Russa delle Scienze e una conferenza pubblica “DNA e cervello. Alla ricerca dei geni per le malattie mentali" nella Casa degli scienziati, ha visitato la stazione biologica Zvenigorod dell'Università statale di Mosca, e poi la stessa Università di Mosca, dove gli è stata assegnata una medaglia commemorativa e un diploma di professore onorario dell'Università statale di Mosca, e , ovviamente, ha rilasciato innumerevoli interviste. Per conto di “Elements” sono state poste domande al leggendario scienziato Elena Naimark E Alessandro Markov.

- L'anno scorso hai pubblicato un libro autobiografico “Evita le persone noiose”. Descrive la storia della tua vita fin dall'infanzia. Su cosa vorresti attirare l'attenzione dei lettori russi, perché speriamo che il libro venga tradotto in russo.

In realtà ho iniziato il racconto della mia vita fin dai primi anni e l’ho portato avanti fino all’età di quarantotto anni, quando ho lasciato l’insegnamento all’Università di Harvard e sono diventato direttore dell’Istituto di Cold Spring Harbor, e poi durante gli anni in cui sono stato direttore. . Ho trascorso la mia infanzia a Chicago, circondato da libri molto rispettati nella mia famiglia. I miei genitori incoraggiarono diligentemente il mio amore per la lettura e mi mandarono presto all'università. Insegnavano evoluzione all'Università di Chicago, quindi ho ricevuto una vera istruzione e mi sono appassionato alla scienza molto presto, quando avevo solo 20 anni. E all'età di 24 anni mi ero già laureato all'università.

Per me è successo che la struttura del DNA sia stata scoperta nel 1953, anche se avrebbe potuto benissimo essere scoperta nel 1952, la scoperta mi ha aspettato un po'. Ma se fossi entrato all’università all’età giusta, la scoperta sarebbe andata a qualcun altro. Quindi il mio consiglio è di studiare il prima possibile; a 20 anni siamo già pronti a prendere decisioni indipendenti. In generale, i suggerimenti che ho scritto nel mio libro sono stati testati da me personalmente e non so quanto siano adatti ad altre persone. Ma sembra che questi suggerimenti non corrispondano al cento per cento alle idee delle persone su come dovrebbero comportarsi. È vero, se mi fossi sempre comportato secondo queste idee, temo che non avrei ottenuto un tale successo.

- La tua formazione all'Università di Chicago era basata sugli insegnamenti dell'evoluzione. A volte si suggerisce che l’evoluzione umana si sia fermata e che la selezione naturale non abbia più potere sui nostri corpi e sulle nostre menti.

Non penso che sia del tutto vero. Lungo il percorso emergono continuamente nuove variazioni genetiche. Ma questo si può realmente notare solo leggendo le sequenze genetiche dei genitori e dei loro figli. Quindi diventa chiaro quali cambiamenti sono apparsi. Ma non ci sono ancora studi del genere. Alcuni miei amici di Houston, in Texas, che avevano lavorato sulla mia sequenza genetica personale, suggerirono di esaminare le sequenze genetiche dei miei due figli e di mia moglie. Ma il costo del progetto è troppo alto: questo è il motivo principale per cui non lo facciamo. Sebbene il costo della lettura di una sequenza genetica stia ora rapidamente diminuendo.

- Ma hanno già decifrato il tuo genoma?

Decifrato. Ma non sappiamo se ci siano cambiamenti lì e che tipo di cambiamenti siano, non c’è niente con cui confrontarsi. Ogni neonato sembra avere 200-500 neonati con geni assenti nei genitori. La maggior parte di essi si trova in regioni del genoma di scarsa importanza. Solo il 5% del genoma è responsabile di qualcosa di importante. Quindi il bambino subisce circa 25 cambiamenti che in qualche modo influenzeranno la sua vita. Alcuni cambiamenti hanno un effetto leggero, altri un effetto forte. È una nuova area di ricerca per capire come nascono le nuove variazioni genetiche.

Esiste un metodo semplice, sviluppato anche dai dipendenti del Cold Spring Harbor Laboratory, che consente di determinare il numero di copie di varie parti del genoma. Cioè, non viene considerata l'intera sequenza di DNA, ma viene contato solo il numero di copie di uno specifico frammento di DNA e questo numero viene confrontato con lo standard della libreria. A volte si trovano tre copie invece di due, o cinque invece di due, o una invece di due, e talvolta non ci sono affatto copie. In quest'ultimo caso, possiamo supporre che questo frammento di DNA non sia affatto necessario. Se ci sono molte copie, forse abbiamo a che fare con una sezione importante del DNA.

Questo lavoro va avanti ormai da 4 anni e i progressi sono evidenti. In precedenza, i citologi lavoravano con i cromosomi e, registrando importanti cambiamenti - duplicazione o perdita di un pezzo di cromosoma - li associavano principalmente a malattie. Ad esempio, è noto un cambiamento nel 22esimo cromosoma, che colpisce contemporaneamente una regione di 15 geni. Ora possiamo passare alla registrazione dei cambiamenti più piccoli, della scomparsa o della comparsa di un gene. È chiaro che questi piccoli cambiamenti possono portare a eventi importanti nel corpo.

Possiamo valutare non solo la qualità, ma anche la quantità dei cambiamenti. Circa la metà delle mutazioni nel corpo sono dovute ad un aumento o una diminuzione del numero di copie di frammenti di DNA e l'altra metà è dovuta a cambiamenti puntuali nelle basi della sequenza nucleotidica. Le stime provenivano dall'analisi delle sequenze batteriche. Stiamo cercando di associare i cambiamenti nel numero di copie genetiche a varie malattie.

- Quali altri metodi esistono per studiare il corso dell'evoluzione umana?

È anche possibile analizzare i cambiamenti genetici in diverse parti del pianeta, tra popoli diversi. Alcune variazioni le rileviamo altrettanto spesso ovunque, mentre altre in un luogo o nell'altro hanno una frequenza maggiore o non si verificano affatto. Studi simili sono uniti dal grande progetto internazionale HapMap e sono associati all'analisi dei cosiddetti marcatori SNP (polimorfismo a singolo nucleotide, sostituzione di un nucleotide con un altro nella sequenza nucleotidica). I cinesi e i giapponesi, ad esempio, potrebbero avere una frequenza di occorrenza di una particolare sostituzione nucleotidica, cioè un marcatore SNP, mentre gli africani potrebbero avere una frequenza diversa.

Ipoteticamente, tale differenza indica l'evoluzione che avviene dal momento della separazione geografica di una parte della popolazione da un'altra. L'adattamento a determinate condizioni varia notevolmente tra i residenti nelle diverse parti del pianeta. Forse gli abitanti del nord hanno qualche tipo di modificazione genetica che consente loro di sopravvivere in un clima freddo? Noi non sappiamo. Ad esempio, quando mi trovo ai tropici, non riesco a funzionare normalmente, ma la gente del posto se la cava abbastanza bene. Perché? Forse ha a che fare con la genetica, o forse ha a che fare con le tradizioni culturali.

Sembra che gli scienziati americani di sinistra abbiano fatto molte affermazioni errate secondo cui l'evoluzione umana si è fermata. Ora l'opinione su questo tema è cambiata. Posso distinguere una ragazza irlandese da una scozzese dal suo viso. Ma queste popolazioni si separarono non più di 500 anni fa. Non è questa la prova di un’evoluzione continua? È possibile che la selezione agisca non solo sulla morfologia, ma anche sui tratti caratteriali. Sotto il comunismo sopravvivranno gli individui più calmi. Credo che la natura umana sia in gran parte determinata dai geni.

- Esiste una componente genetica nel pensiero, nel comportamento e nelle emozioni?

Uno studio sui gemelli identici fornisce una risposta a questa domanda. Sappiamo per esperienza che i genitori a volte non riescono a controllare lo sviluppo del carattere dei loro figli. Ciò non significa che i tratti caratteriali dipendano interamente dai geni, ma non significa nemmeno che i tratti caratteriali siano il risultato dell'educazione e delle tradizioni culturali. Una persona allegra o cupa: cos'è, geni o educazione? Noi non sappiamo. Voglio sottolineare - Ciao non lo sappiamo. Nei prossimi 20 anni saremo in grado di leggere i genomi delle persone allegre e delle persone cupe, confrontare queste sequenze e trovare la differenza fondamentale. Potremmo anche essere in grado di studiare i modelli dei fumatori da sempre che sono ancora sani. Forse anche a questo c’è una spiegazione genetica. Ma questa, ovviamente, è una questione del futuro, quando il costo della lettura del genoma diminuirà ulteriormente. Finora in un anno è sceso da un milione di dollari a circa centomila.

Ma per noi genetisti studiare la felicità delle persone non è ancora rilevante, abbiamo ancora a che fare con le disgrazie. Le cause della schizofrenia e dell'autismo sono per noi più serie e importanti.

Sappiamo che tra noi ci sono persone dal temperamento esplosivo. Le chiamiamo “teste turbolente”. Quindi, questo tratto è il risultato dello stress o dei geni? Speriamo che questo diventi chiaro nei prossimi vent’anni. Per noi è importante che esista una possibilità fondamentale a tal fine. Esattamente la stessa domanda con la schizofrenia: è cultura o geni? Circa 15 anni fa, ho discusso con un collega di sinistra sul fatto se la schizofrenia fosse causata da geni o da pressioni culturali. Credeva che nella nostra società capitalista la schizofrenia fosse causata dallo stress. La società nel suo complesso è determinata ad accettare il concetto di stress, ovvero che la schizofrenia è il risultato dello stress e che se miglioriamo l'ambiente sociale, l'incidenza della schizofrenia diminuirà. Ma la scienza moderna è già in grado di identificare i cambiamenti genetici nei pazienti affetti da schizofrenia.

Naturalmente non sto dicendo che l'ambiente non abbia alcuna influenza sull'insorgenza della schizofrenia. Lo stress non è mai il benvenuto, ma se la genetica è in ordine, lo stress non avrà un effetto serio sul corpo. C'è qualcosa di specifico nella schizofrenia che rende alcune persone eccezionalmente suscettibili a qualsiasi influenza. Cioè, ora ci sono tutte le ragioni per parlare di predisposizione genetica alla schizofrenia.

La massima attenzione degli scienziati comportamentali è ora rivolta allo studio delle deviazioni dolorose. Sappiamo che la schizofrenia provoca declino mentale. E ora sono stati trovati geni il cui danno influisce negativamente sul livello intellettuale. Il livello intellettuale viene determinato utilizzando vari test. Non c'è nulla di sorprendente nella connessione tra danno genetico e diminuzione delle capacità mentali: un gene danneggiato provoca un'interruzione nel funzionamento delle sinapsi nervose, il funzionamento della rete neurale viene interrotto, con conseguente ottusità. Questo è davvero un problema molto serio: abbiamo farmaci che sollevano una persona dalla psicosi, ma non esistono farmaci che aumentano le capacità mentali. Questo è uno dei motivi per cui le forme gravi di schizofrenia non vengono trattate in alcun modo.

- Raccontaci i risultati più interessanti e importanti del tuo laboratorio di Cold Spring Harbor.

Parlerò di ciò che mi interessa personalmente. Ciò vale anche per il problema del cancro: proprio come nello studio delle malattie mentali, anche per lo studio del cancro viene utilizzata l'analisi della sequenza del DNA. Sono state sviluppate tecniche speciali per studiare le cellule tumorali. Allo stato attuale, possiamo solo stupirci di quanto sia complessa una cellula cancerosa e di quanti tumori genetici contenga.

Inoltre, con il progredire della malattia, queste neoplasie cambiano costantemente. Se c'è un tumore canceroso, un lato potrebbe essere completamente diverso dall'altro. Pertanto, un medicinale prescritto può funzionare su una parte del tumore, ma potrebbe non funzionare su un’altra. Per questo motivo il trattamento non è sempre efficace. Naturalmente, questo era già noto, ma ora possiamo osservare i cambiamenti dettagliati nel funzionamento dell'apparato genetico.

- La scienza biologica si sta sviluppando a un ritmo senza precedenti e ha ottenuto un notevole successo. Ma nonostante ciò, il confronto tra scienza e società si sta intensificando. Ad esempio, molte persone negano l'evoluzione, sebbene un numero colossale di fatti, anche nel campo della genetica, parli della sua realtà.

Sì, l'evoluzione è un fatto innegabile. Ma la maggior parte delle persone non è in grado di comprendere i fatti e non ci si dovrebbe aspettare che mettano da parte la propria religiosità e votino per la scienza. Le persone non capiscono la scienza, è troppo complicata. Una persona ha bisogno di risposte sul perché accadono certe cose. Ma nella coscienza religiosa esistono tali risposte. Siamo cresciuti in una tradizione religiosa, Dio a volte è dalla nostra parte, a volte contro di noi, lo preghiamo, e questo cambia specificamente la nostra percezione. Ma se tuo figlio ha il cancro, se non accetti la scienza e la medicina, le preghiere non ti aiuteranno.

In generale, il problema del conflitto tra scienza e società è che la scienza sta diventando sempre più complessa ed è sempre più difficile capirla. Persino gli scienziati non riescono a farcela. E il cervello, così com'era, rimane tale. Tuttavia, una società che nega l’evoluzione cesserà di svilupparsi e verrà addirittura respinta. La Chiesa cattolica non nega l’evoluzione, anche se le costa molti problemi. Dopotutto, la Chiesa cattolica gestisce scuole di medicina e, che ti piaccia o no, non puoi fare a meno dell’evoluzione. Coloro che negano l’evoluzione, ad esempio i guru religiosi, non hanno nulla a che fare con la medicina e generalmente si allontanano dagli ambiti legati alla conoscenza. Se si occupassero di conoscenza, dovrebbero... beh, morire per continuare a negare l'evoluzione.

A questo proposito, ci si chiede se l’America possa rimanere un paese grande e potente se molte persone nel paese non sono istruite. Guarda la Svezia, lì tutti sono istruiti, ma negli Stati Uniti c'è una minoranza di persone istruite.

- Ma in Cina, la maggior parte delle persone non rifiuta l'evoluzione, anche se lì ci sono molte persone non istruite.

In effetti è così, ma i cinesi non sono frenati dai divieti religiosi riguardanti l'evoluzione. In generale, non possiamo vivere al di fuori delle tradizioni culturali. Mi considero un cristiano non credente. Nel senso che la mia educazione si basa sulla cultura cristiana. Dichiaro sempre apertamente che non credo in Dio, ma quando morirò mi seppelliranno in chiesa, perché rispetto la mia cultura e le mie tradizioni.

La cultura russa è associata alla tradizione ortodossa da molte centinaia di anni. Quante belle chiese sono state costruite, quante opere d'arte sono state realizzate. Ho visitato molte chiese e cattedrali a Mosca, inclusa la Cattedrale di Cristo Salvatore, recentemente ricostruita: sono magnifiche e sono molto felice di poter unirmi alla storia russa, anche se non sono credente. Non ha senso abbandonare la propria storia. I comunisti, ricordo, hanno provato a farlo. E cosa? Non ne è venuto fuori niente di buono.

Inoltre, la chiesa è tradizionalmente il luogo in cui si discute della moralità. E se distruggi le chiese, allora dove impari la moralità, dove scopri dove sono il bene e il male? Tuttavia, non solo le figure religiose, ma anche gli scienziati dovrebbero unirsi alla discussione su dove è il bene e dove è il male. I miei colleghi e amici scientifici sono tutti non credenti, ma non vogliono parlare apertamente del tema di cosa è bene e cosa è male, semplicemente per paura di ferire i sentimenti religiosi di qualcuno. Si ritiene che gli scienziati non rispettino le tradizioni. Ma non è vero. Ho più o meno gli stessi valori delle persone religiose, provengono solo da una fonte diversa. Cerchiamo tutti di aiutare gli sfortunati, non solo quelli a cui Gesù ha comandato di essere misericordiosi. Pertanto, non voglio combattere con la Chiesa.

Il mio amico Francis Crick era un combattente inconciliabile contro la Chiesa. E nessuno lo ha ascoltato. E non riusciva a convincere nessuno che bisogna credere nel DNA e non in Dio, tranne, ovviamente, quelli che comunque non credevano in Dio. Penso che sarebbe molto ingenuo a livello razionale cercare di allontanare le persone dalla religione. Ciò non può accadere in nessun paese, in nessuna religione: compiere sforzi in questa direzione sarebbe una grande stupidità. Ma forse i nostri figli rinunceranno alla religione, dobbiamo solo dare loro questa opportunità, renderla una questione di libera scelta. Negli Stati Uniti un politico che vuole vincere le elezioni può dichiarare di non credere in Dio? Ovviamente no. Ma la situazione non è la stessa ovunque: ad esempio, nella maggior parte dei paesi dell’Europa occidentale le persone si fidano più dei fatti e preferiscono dedicare la domenica al calcio piuttosto che alla chiesa.

- Molte persone oggigiorno hanno paura degli scienziati, temono che inventeranno, ad esempio, una sorta di virus killer o che gli alimenti geneticamente modificati avranno un effetto negativo sulla salute. Cosa fare con questo, perché la tecnologia non può restare ferma?

Queste sono tutte paure irrazionali. Dopotutto, l'umanità è impegnata nella modificazione genetica fin dall'inizio della storia agricola, da 10mila anni, e allo stato attuale stiamo solo cercando di accelerare questo processo attraverso cambiamenti mirati nel DNA. E questa tecnologia funziona. La Cina sarà tra i principali produttori di prodotti geneticamente modificati, anche l’Australia potrebbe passare in primo piano grazie alla sua agricoltura piuttosto forte. L’Europa è un po’ più povera perché non produce prodotti geneticamente modificati.

La situazione in Russia non può essere definita altro che stupidità. In primo luogo, in Russia esisteva una potente scuola di genetica e selezione, fondata all'inizio del secolo da Vavilov. Quindi Lysenko lo distrusse completamente. Ma questa era una scuola sulle tecnologie di modificazione genetica. E un paese in cui queste tecnologie non si sviluppano torna indietro. In secondo luogo, c’è un problema con i brevetti. L'azienda americana Monsanto vuole possedere tutti i brevetti sugli OGM. Offrendo alla Russia una cooperazione più equa in questo settore, ne trarrebbero maggiori benefici. È chiaro che nessuno vuole essere sotto il controllo di società straniere.

Un altro motivo dell'opposizione agli OGM è il movimento verde. Inoltre, molti partecipanti al movimento non arrivano al fondo della verità, preferiscono accontentarsi dei dogmi, a volte di natura comunista. Molti a sinistra (e non necessariamente a sinistra) sostengono la protezione dell’ambiente dalle pressioni industriali. Ma queste persone non proteggono tanto la natura perché non amano gli affari in quanto tali. Pertanto, è necessario capire che nel caso degli appelli contro gli OGM stiamo parlando di ideologia di sinistra.

Ho iniziato a sentirmi decisamente in colpa per questa politica quando ha iniziato a opporsi alla ricerca sul DNA. Si credeva che se sei veramente di sinistra, allora non puoi sostenere le tecnologie GM, i prodotti GM e la ricerca sul DNA in generale, perché questo è un business capitalista, e il business capitalista è responsabile di tutte le disgrazie del mondo.

Tuttavia non penso che il business e gli OGM siano un disastro così grande. Le malattie sono una sfortuna. Ma cosa possiamo fare, l'uomo è una creatura contraddittoria, siamo entrambi gentili ed egoisti. Il nostro cervello è estremamente complesso, questa è la ragione dell'imperfezione della vita umana. Pertanto, non dovremmo aspettarci che la nostra vita diventi mai ideale.

- Qualche parola sui problemi etici che la biologia moderna deve affrontare. Ad esempio, alcune persone si oppongono all’uso degli animali negli esperimenti. Qual è la tua opinione?

Per me mia moglie è più importante del mio cane. Quindi è solo una questione di scelta. Se vietiamo gli esperimenti sugli animali, lo sviluppo della medicina si fermerà. Non puoi fare a meno degli esperimenti. Le persone tendono a dimenticare che in natura qualcuno mangia sempre qualcuno, ci sono predatori e prede e che in passato le persone sopravvivevano grazie alla caccia. È così che funziona la natura, la morte di uno significa la sopravvivenza di un altro. Alcuni, però, credono che la vita di un cane sia più importante della vita di una persona. Per me, che la pensino come vogliono, è importante che non rifiutino di assumere farmaci se necessario. Dedicare la propria vita ai cani potrebbe non essere una brutta cosa, nessuno sostiene che i cani siano cattivi, anzi, sono molto simpatici, ma ad un certo punto devi solo fare una scelta significativa.

Secondo me, il problema principale è che le persone hanno smesso di considerarsi un prodotto dell’evoluzione. Darwin fece una grande scoperta; la sua teoria, senza esagerare, capovolse il mondo. Consideriamo l'esistenza di un animale in relazione agli altri; tutti gli animali hanno un certo grado di origine comune. E nella visione del mondo darwiniana non c’è più molto spazio per Dio. Alcune persone, lo so, riescono a unire queste due categorie, ma non capisco come riescano a farlo. Lo schema è semplice: un cambiamento nel DNA migliora o peggiora l’organismo; se peggiora verrà soppiantato; se migliora è probabile che si diffonda. Ma ancora una volta, accettare questo schema non significa negare la moralità. E qui è importante che l'attenzione sia rivolta più alla persona che all'animale.

- C'è qualche contributo della politica nei problemi etici della biologia?

Non pensare. Qui, tuttavia, le preferenze puramente umane sono più manifestate. Alcune persone adorano gli animali, altre ne sono indifferenti. O forse mia moglie è ossessionata dai bambini... ( in un sussurro) ma non mi interessano. ( Tutti ridono.) Questo significa che sono una persona cattiva o buona? Questo non è il criterio con cui valuteremo una persona. Molti uomini non sono interessati ai bambini piccoli, questa è la natura degli uomini, e non mi sento in colpa se non prendo attenzione ai neonati.

- Questa è un'affermazione molto onesta.

In generale, credo che l’onestà sia utile a questo mondo, lo faccia funzionare in modo più efficiente .

James Dewey Watson - biochimico americano. Nato il 6 aprile 1928 a Chicago, Illinois. Era l'unico figlio dell'uomo d'affari James D. Watson e Jean (Mitchell) Watson. Nella sua città natale, il ragazzo ha ricevuto l'istruzione primaria e secondaria. Ben presto divenne evidente che James era un bambino insolitamente dotato e fu invitato a comparire nel programma radiofonico "Quiz for Children". Dopo soli due anni di liceo, Watson ricevette una borsa di studio nel 1943 per frequentare un college sperimentale quadriennale presso l'Università di Chicago, dove sviluppò un interesse per lo studio dell'ornitologia. Dopo essersi laureato in scienze nel 1947, continuò i suoi studi presso l'Indiana University Bloomington.

Nato a Chicago, Illinois. All'età di 15 anni entrò all'Università di Chicago, laureandosi quattro anni dopo. Nel 1950 conseguirono il dottorato presso l'Università dell'Indiana per il loro studio sui virus. A questo punto, Watson si interessò alla genetica e iniziò a studiare in Indiana sotto la guida di uno specialista in questo campo, G.D. Meller e il batteriologo S. Luria. Nel 1950, il giovane scienziato conseguì il dottorato in filosofia per la sua tesi sugli effetti dei raggi X sulla riproduzione dei batteriofagi (virus che infettano i batteri). Una borsa di studio della National Research Society gli ha permesso di continuare le sue ricerche sui batteriofagi presso l'Università di Copenaghen in Danimarca. Lì studiò le proprietà biochimiche del DNA del batteriofago. Tuttavia, come ricordò in seguito, gli esperimenti con il batteriofago iniziarono a pesargli: voleva saperne di più sulla vera struttura delle molecole di DNA, di cui i genetisti parlavano con così tanto entusiasmo. La sua visita al Laboratorio Cavendish nel 1951 portò ad una collaborazione con Francis Crick che culminò nella scoperta della struttura del DNA.

Nell'ottobre del 1951, lo scienziato si recò al Laboratorio Cavendish dell'Università di Cambridge per studiare la struttura spaziale delle proteine ​​insieme a D.K. Kendrew. Lì incontrò Crick, un fisico interessato alla biologia e che all'epoca stava scrivendo la sua tesi di dottorato.

“Fu amore intellettuale a prima vista”, dice uno storico della scienza. "Le loro opinioni e interessi scientifici sono la questione più importante da risolvere se sei un biologo." Nonostante i loro interessi comuni, la loro visione della vita e il loro stile di pensiero, Watson e Crick si criticarono a vicenda senza pietà, anche se educatamente. I loro ruoli in questo duetto intellettuale erano diversi. "Francis era il cervello e io il sentimento", afferma Watson.

A partire dal 1952, basandosi sui primi lavori di Chargaff, Wilkins e Franklin, Crick e Watson decisero di provare a determinare la struttura chimica del DNA.

Ricordando l’atteggiamento della stragrande maggioranza dei biologi di quei tempi nei confronti del DNA, Watson scrisse: “Dopo gli esperimenti di Avery, sembrava che il DNA fosse il principale materiale genetico. Pertanto, comprendere la struttura chimica del DNA potrebbe essere un passo importante verso la comprensione di come vengono riprodotti i geni. Ma a differenza delle proteine, sul DNA c’erano pochissime informazioni chimiche stabilite con precisione. Pochi chimici ci avevano lavorato sopra e, a parte il fatto che gli acidi nucleici sono molecole molto grandi costituite da elementi più piccoli chiamati nucleotidi, non c'era nulla di noto sulla loro chimica che un genetista potesse comprendere. Inoltre, i chimici organici che lavoravano con il DNA non erano quasi mai interessati alla genetica”.

Gli scienziati americani hanno cercato di riunire tutte le informazioni precedentemente disponibili sul DNA, sia fisico-chimiche che biologiche. Come scrive V.N Soifer: “Watson e Crick hanno analizzato i dati dell'analisi di diffrazione dei raggi X del DNA, li hanno confrontati con i risultati di studi chimici sul rapporto dei nucleotidi nel DNA (regole di Chargaff) e hanno applicato l'idea di L. Pauling sulla possibilità dell'esistenza di polimeri elicoidali, che ha espresso in relazione alle proteine, al DNA. Di conseguenza, sono stati in grado di proporre un'ipotesi sulla struttura del DNA, secondo la quale il DNA era composto da due filamenti polinucleotidici collegati da legami idrogeno e reciprocamente attorcigliati l'uno rispetto all'altro. L’ipotesi di Watson e Crick spiegava in modo così semplice la maggior parte dei misteri sul funzionamento del DNA come matrice genetica che fu letteralmente immediatamente accettata dai genetisti e fu dimostrata sperimentalmente in breve tempo”.

Sulla base di ciò, Watson e Crick hanno proposto il seguente modello di DNA:

1. Due filamenti nella struttura del DNA sono attorcigliati l'uno attorno all'altro e formano un'elica destrorsa.

2. Ciascuna catena è composta da residui di acido fosforico e zucchero desossiribosio che si ripetono regolarmente. Ai residui zuccherini sono attaccate basi azotate (una per ogni residuo zuccherino).

3. Le catene sono fissate l'una rispetto all'altra mediante legami idrogeno che collegano coppie di basi azotate. Di conseguenza, si scopre che i residui di fosforo e carboidrati si trovano all'esterno dell'elica e le basi sono contenute al suo interno. Le basi sono perpendicolari all'asse delle catene.

4. Esiste una regola di selezione per l'accoppiamento delle basi. Una base purinica può combinarsi con una base pirimidinica, e inoltre la timina può combinarsi solo con l'adenina, e la guanina con la citosina...

5. Puoi scambiare: a) i partecipanti di questa coppia; b) qualsiasi coppia su un'altra coppia, e ciò non porterà alla disgregazione della struttura, anche se avrà un impatto decisivo sulla sua attività biologica.

“La nostra struttura”, hanno scritto Watson e Crick, “consiste quindi di due catene, ciascuna complementare all’altra”.

Nel febbraio 1953, Crick e Watson scoprirono la struttura del DNA. Un mese dopo, hanno creato un modello tridimensionale della molecola del DNA, realizzato con perline, pezzi di cartone e filo.

Watson scrisse della scoperta al suo capo Delbrück, che scrisse a Niels Bohr: “Nella biologia stanno accadendo cose sorprendenti. Penso che Jim Watson abbia fatto una scoperta paragonabile a quella fatta da Rutherford nel 1911." Vale la pena ricordare che nel 1911 Rutherford scoprì il nucleo atomico.

Il modello ha consentito ad altri ricercatori di visualizzare chiaramente la replicazione del DNA. I due filamenti della molecola si separano nei siti di legame a idrogeno, come l'apertura di una cerniera, e poi ne viene sintetizzato uno nuovo su ciascuna metà della vecchia molecola di DNA. La sequenza di basi funge da modello, o modello, per una nuova molecola.

La struttura del DNA proposta da Watson e Crick soddisfaceva perfettamente il criterio principale, il cui adempimento era necessario affinché una molecola affermasse di essere depositaria di informazioni ereditarie. "La struttura portante del nostro modello è altamente ordinata e la sequenza delle coppie di basi è l'unica proprietà che può mediare il trasferimento di informazioni genetiche", hanno scritto.

Crick e Watson completarono il modello del DNA nel 1953 e nove anni dopo, insieme a Wilkins, ricevettero nel 1962 il Premio Nobel per la Fisiologia e la Medicina "per le loro scoperte riguardanti la struttura molecolare degli acidi nucleici e la loro importanza per la trasmissione dell'informazione negli organismi viventi". sistemi." Maurice Wilkins - I suoi esperimenti con la diffrazione dei raggi X hanno contribuito a stabilire la struttura a doppio filamento del DNA. Rosalind Franklin (1920–58), il cui contributo alla scoperta della struttura del DNA fu considerato da molti molto significativo, non ricevette il Premio Nobel perché non visse abbastanza da vedere quell'epoca.

Dopo aver riassunto i dati sulle proprietà fisiche e chimiche del DNA e aver analizzato i risultati di M. Wilkins e R. Franklin sulla diffusione dei raggi X sui cristalli di DNA, J. Watson e F. Crick nel 1953 costruirono un modello dei tre- struttura dimensionale di questa molecola. Il principio della complementarità delle catene in una molecola a doppio filamento da loro proposto era della massima importanza. J. Watson ha un'ipotesi su un meccanismo semi-conservativo di replicazione del DNA. Nel 1958-1959 J. Watson e A. Tissier condussero studi sui ribosomi batterici che divennero classici. È noto anche il lavoro dello scienziato sullo studio della struttura dei virus. Nel 1989-1992 J. Watson ha diretto il programma scientifico internazionale "Genoma umano".

Watson e Crick scoprirono la struttura dell'acido desossiribonucleico (DNA), una sostanza che contiene tutte le informazioni ereditarie.

Negli anni Cinquanta si sapeva che il DNA è una grande molecola composta da migliaia di piccole molecole di quattro tipi diversi collegate tra loro in una linea: nucleotidi. Gli scienziati sapevano anche che era il DNA ad essere responsabile della conservazione e dell'ereditarietà delle informazioni genetiche, simile al testo scritto in un alfabeto di quattro lettere. La struttura spaziale di questa molecola e i meccanismi attraverso i quali il DNA viene ereditato da cellula a cellula e da organismo a organismo sono rimasti sconosciuti.

Nel 1948, Linus Pauling scoprì la struttura spaziale di altre macromolecole – proteine ​​– e creò un modello della struttura chiamato “alfa elica”.

Pauling credeva anche che il DNA fosse un'elica, inoltre, composta da tre filamenti. Tuttavia, non è riuscito a spiegare né la natura di tale struttura né i meccanismi di autoduplicazione del DNA per la trasmissione alle cellule figlie.

La scoperta della struttura a doppio filamento avvenne dopo che Maurice Wilkins mostrò segretamente a Watson e Crick una radiografia di una molecola di DNA scattata dalla sua collaboratrice Rosalind Franklin. In questa immagine hanno riconosciuto chiaramente i segni di una spirale e si sono diretti in laboratorio per verificare il tutto su un modello tridimensionale.

In laboratorio, si è scoperto che l'officina non aveva fornito le piastre metalliche necessarie per il modello stereo e Watson ha ritagliato quattro tipi di modelli nucleotidici dal cartone: guanina (G), citosina (C), timina (T) e adenina. (A) - e cominciò a disporli sul tavolo. E poi scoprì che l'adenina si combina con la timina e la guanina con la citosina secondo il principio della “serratura a chiave”. Questo è esattamente il modo in cui i due filamenti dell'elica del DNA sono collegati tra loro, cioè di fronte alla timina di un filamento ci sarà sempre l'adenina dell'altro e nient'altro.

Questa disposizione ha permesso di spiegare i meccanismi di copiatura del DNA: due filamenti dell'elica divergono e a ciascuno di essi viene aggiunta dai nucleotidi una copia esatta del suo ex "partner" nell'elica. Utilizzando lo stesso principio della stampa di un positivo da un negativo in una fotografia.

Sebbene Franklin non sostenesse l'ipotesi della struttura elicoidale del DNA, furono le sue fotografie a svolgere un ruolo decisivo nella scoperta di Watson e Crick. Rosalind non visse abbastanza da vedere il premio ricevuto da Wilkins, Watson e Crick.

È ovvio che la scoperta della struttura spaziale del DNA ha rivoluzionato il mondo della scienza e ha comportato tutta una serie di nuove scoperte, senza le quali è impossibile immaginare non solo la scienza moderna, ma anche la vita moderna in generale.

Negli anni sessanta del secolo scorso, l'ipotesi di Watson e Crick sul meccanismo di replicazione (raddoppio) del DNA fu completamente confermata. Inoltre, è stato dimostrato che in questo processo prende parte una proteina speciale, la DNA polimerasi.

Nello stesso periodo fu fatta un'altra importante scoperta: il codice genetico. Come accennato in precedenza, il DNA contiene informazioni su tutto ciò che viene ereditato, inclusa la struttura lineare di ogni proteina del corpo. Le proteine, come il DNA, sono lunghe catene molecolari di amminoacidi. Questi amminoacidi sono 20. Pertanto non è chiaro come il “linguaggio” del DNA, costituito da un alfabeto di quattro lettere, venga tradotto nel “linguaggio” delle proteine, dove vengono utilizzate 20 “lettere”.

Si è scoperto che la combinazione di tre nucleotidi del DNA corrisponde chiaramente a uno dei 20 amminoacidi. E così, ciò che è “scritto” sul DNA viene tradotto inequivocabilmente in proteine.

Negli anni settanta apparvero altri due metodi importanti, basati sulla scoperta di Watson e Crick. Questo è il sequenziamento e l'ottenimento del DNA ricombinante. Il sequenziamento consente di “leggere” la sequenza dei nucleotidi nel DNA. È su questo metodo che si basa l’intero programma Genoma Umano.

L'ottenimento di DNA ricombinante è altrimenti chiamato clonazione molecolare. L'essenza di questo metodo è che un frammento contenente un gene specifico viene inserito in una molecola di DNA. In questo modo, ad esempio, si ottengono batteri che contengono il gene per l'insulina umana. L'insulina ottenuta in questo modo è detta ricombinante. Tutti i “prodotti geneticamente modificati” vengono creati utilizzando lo stesso metodo.

Paradossalmente, la clonazione riproduttiva, di cui tutti parlano adesso, è apparsa prima che fosse scoperta la struttura del DNA. È chiaro che ora gli scienziati che conducono tali esperimenti utilizzano attivamente i risultati della scoperta di Watson e Crick. Ma inizialmente il metodo non si basava su questo.

Il successivo passo importante nella scienza fu lo sviluppo della reazione a catena della polimerasi negli anni ottanta. Questa tecnologia viene utilizzata per “riprodurre” rapidamente il frammento di DNA desiderato e ha già trovato numerose applicazioni nella scienza, nella medicina e nella tecnologia. In medicina, la PCR viene utilizzata per diagnosticare in modo rapido e accurato le malattie virali. Se la massa di Dna ottenuta dall’analisi di un paziente contiene geni portati dal virus, anche in quantità minime, allora utilizzando la PCR è possibile “moltiplicarli” e quindi identificarli facilmente.

AV. Engström del Karolinska Institutet ha dichiarato alla cerimonia di premiazione: "La scoperta della struttura molecolare spaziale... Il DNA è estremamente importante perché delinea la possibilità di comprendere in grande dettaglio le caratteristiche generali e individuali di tutti gli esseri viventi." Engström ha osservato che “svelare la struttura a doppia elica dell’acido desossiribonucleico con il suo specifico accoppiamento di basi azotate apre fantastiche possibilità per svelare i dettagli del controllo e della trasmissione dell’informazione genetica”.

Lavoro di biologia

Romanova Anastasia

Francesco Crick

James Watson

"Scoperta della struttura secondaria del DNA"

L'inizio di questa storia può essere preso come uno scherzo. "E abbiamo appena scoperto il segreto della vita!" - disse uno dei due uomini che entrarono al Cambridge Eagle Pub esattamente 57 anni fa - il 28 febbraio 1953. E queste persone che lavoravano in un laboratorio lì vicino non esageravano affatto. Uno di loro si chiamava Francis Crick e l'altro era James Watson.

Biografia:

Francesco Creek

Durante gli anni della guerra, Crick lavorò alla creazione di mine nel laboratorio di ricerca del Ministero della Marina britannica. Per due anni dopo la fine della guerra continuò a lavorare in questo ministero e fu allora che lesse il famoso libro di Erwin Schrödinger “Cos’è la vita? Aspetti fisici della cellula vivente", pubblicato nel 1944. Nel libro Schrödinger pone la domanda: “Come si possono spiegare gli eventi spaziotemporali che si verificano in un organismo vivente dal punto di vista della fisica e della chimica?”
Le idee presentate nel libro influenzarono così tanto Crick che, con l'intenzione di studiare la fisica delle particelle, passò alla biologia. Con il sostegno di Archibald W. Will, Crick ricevette una borsa di studio del Medical Research Council e iniziò a lavorare allo Strangeway Laboratory di Cambridge nel 1947. Qui studiò biologia, chimica organica e tecniche di diffrazione dei raggi X utilizzate per determinare la struttura spaziale delle molecole.

James Deway Watson

Nato il 6 aprile 1928 a Chicago, Illinois, da James D. Watson, un uomo d'affari, e Jean (Mitchell) Watson, il suo unico figlio.

Ha ricevuto la sua istruzione elementare e secondaria a Chicago. Ben presto divenne evidente che James era un bambino insolitamente dotato e fu invitato a comparire nel programma radiofonico "Quiz for Children". Dopo soli due anni di liceo, Watson ricevette una borsa di studio nel 1943 per frequentare un college sperimentale quadriennale presso l'Università di Chicago, dove sviluppò un interesse per lo studio dell'ornitologia. Dopo aver conseguito un Bachelor of Science presso l'Università di Chicago nel 1947, ha continuato la sua formazione presso l'Indiana University Bloomington.
A questo punto, Watson si interessò alla genetica e iniziò a studiare in Indiana sotto la guida dello specialista in questo campo Herman J. Meller e del batteriologo Salvador Luria. Watson scrisse una dissertazione sugli effetti dei raggi X sulla riproduzione dei batteriofagi (virus che infettano i batteri) e conseguì un dottorato di ricerca nel 1950. Una borsa di studio della National Research Society gli ha permesso di continuare le sue ricerche sui batteriofagi presso l'Università di Copenaghen in Danimarca. Lì studiò le proprietà biochimiche del DNA del batteriofago. Tuttavia, come ricordò in seguito, gli esperimenti con il fago iniziarono a pesargli: voleva saperne di più sulla vera struttura delle molecole di DNA, di cui i genetisti parlavano con così tanto entusiasmo.

Nell'ottobre 1951 L'anno successivo lo scienziato si recò al Laboratorio Cavendish dell'Università di Cambridge per studiare la struttura spaziale delle proteine ​​insieme a John C. Kendrew. Lì incontrò Francis Crick, (un fisico interessato alla biologia), che in quel periodo stava scrivendo la sua tesi di dottorato.
Successivamente, hanno stabilito stretti contatti creativi. “Fu amore intellettuale a prima vista”, dice uno storico della scienza. Nonostante i loro interessi comuni, la loro visione della vita e il loro stile di pensiero, Watson e Crick si criticarono a vicenda senza pietà, anche se educatamente. I loro ruoli in questo duetto intellettuale erano diversi. "Francis era il cervello e io il sentimento", afferma Watson

A partire dal 1952, basandosi sui primi lavori di Chargaff, Wilkins e Franklin, Crick e Watson decisero di provare a determinare la struttura chimica del DNA.

Negli anni Cinquanta si sapeva che il DNA è una grande molecola costituita da nucleotidi collegati tra loro in linea. Gli scienziati sapevano anche che il DNA è responsabile della conservazione e dell'ereditarietà delle informazioni genetiche. La struttura spaziale di questa molecola e i meccanismi attraverso i quali il DNA viene ereditato da cellula a cellula e da organismo a organismo sono rimasti sconosciuti.

IN 1948 Nello stesso anno Linus Pauling scoprì la struttura spaziale di altre macromolecole: le proteine. Costretto a letto dalla giada, Pauling trascorse diverse ore a piegare la carta con la quale cercò di modellare la configurazione di una molecola proteica e creò un modello di una struttura chiamata “alfa elica”.

Secondo Watson, dopo questa scoperta, nel loro laboratorio divenne popolare l'ipotesi sulla struttura elicoidale del DNA. Watson e Crick hanno collaborato con i maggiori esperti nell'analisi della diffrazione dei raggi X e Crick è stato in grado di rilevare in modo quasi accurato i segni di una spirale nelle immagini ottenute in questo modo.

Pauling credeva anche che il DNA fosse un'elica, inoltre, composta da tre filamenti. Tuttavia, non è riuscito a spiegare né la natura di tale struttura né i meccanismi di autoduplicazione del DNA per la trasmissione alle cellule figlie.

La scoperta della struttura a doppio filamento avvenne dopo che Maurice Wilkins mostrò segretamente a Watson e Crick una radiografia di una molecola di DNA scattata dalla sua collaboratrice Rosalind Franklin. In questa immagine hanno riconosciuto chiaramente i segni di una spirale e si sono diretti in laboratorio per verificare il tutto su un modello tridimensionale.

In laboratorio, si è scoperto che l'officina non aveva fornito le piastre metalliche necessarie per il modello stereo e Watson ha ritagliato quattro tipi di modelli nucleotidici dal cartone: guanina (G), citosina (C), timina (T) e adenina. (A) - e cominciò a disporli sul tavolo. E poi scoprì che l'adenina si combina con la timina e la guanina con la citosina secondo il principio della “serratura a chiave”. Questo è esattamente il modo in cui i due filamenti dell'elica del DNA sono collegati tra loro, cioè di fronte alla timina di un filamento ci sarà sempre l'adenina dell'altro e nient'altro.

Nel corso dei successivi otto mesi, Watson e Crick combinarono le loro scoperte con quelle già disponibili, riportando la struttura del DNA a febbraio 1953 dell'anno.

Un mese dopo, hanno creato un modello tridimensionale della molecola del DNA, realizzato con perline, pezzi di cartone e filo.
Secondo il modello di Crick-Watson, il DNA è una doppia elica costituita da due catene di desossiribosio fosfato collegate da coppie di basi, simili ai pioli di una scala. Attraverso i legami idrogeno, l'adenina si combina con la timina e la guanina con la citosina.

Puoi scambiare:

a) i partecipanti di questa coppia;

b) qualsiasi coppia su un'altra coppia, e ciò non porterà alla disgregazione della struttura, anche se avrà un impatto decisivo sulla sua attività biologica.

La struttura del DNA proposta da Watson e Crick soddisfaceva perfettamente il criterio principale, il cui adempimento era necessario affinché una molecola affermasse di essere depositaria di informazioni ereditarie. "La struttura portante del nostro modello è altamente ordinata e la sequenza delle coppie di basi è l'unica proprietà che può mediare il trasferimento di informazioni genetiche", hanno scritto.
“La nostra struttura”, hanno scritto Watson e Crick, “consiste quindi di due catene, ciascuna complementare all’altra”.

Watson scrisse della scoperta al suo capo Delbrück, che scrisse a Niels Bohr: “Nella biologia stanno accadendo cose sorprendenti. Penso che Jim Watson abbia fatto una scoperta paragonabile a quella fatta da Rutherford nel 1911." Vale la pena ricordare che nel 1911 Rutherford scoprì il nucleo atomico.

Questa disposizione ha permesso di spiegare i meccanismi di copiatura del DNA: due filamenti dell'elica divergono e a ciascuno di essi viene aggiunta dai nucleotidi una copia esatta del suo ex "partner" nell'elica. Utilizzando lo stesso principio della stampa di un positivo da un negativo in una fotografia.

Sebbene Rosalind Franklin non sostenesse l'ipotesi della struttura elicoidale del DNA, furono le sue fotografie a svolgere un ruolo decisivo nella scoperta di Watson e Crick.

Successivamente è stato dimostrato il modello della struttura del DNA proposto da Watson e Crick. E dentro 1962 il loro lavoro è stato insignito del Premio Nobel per la Fisiologia e la Medicina “per le loro scoperte nel campo della struttura molecolare degli acidi nucleici e per aver determinato il loro ruolo nella trasmissione delle informazioni nella materia vivente”. Tra i vincitori non c'era Rosalind Franklin, che a quel tempo era morta (di cancro nel 1958), poiché il premio non viene assegnato postumo.

Yom dell’Istituto Karolinska ha dichiarato alla cerimonia di premiazione: “La scoperta della struttura molecolare spaziale del DNA è estremamente importante perché delinea la possibilità di comprendere in grande dettaglio le caratteristiche generali e individuali di tutti gli esseri viventi”. Engström ha osservato che “svelare la struttura a doppia elica dell’acido desossiribonucleico con il suo specifico accoppiamento di basi azotate apre fantastiche possibilità per svelare i dettagli del controllo e della trasmissione dell’informazione genetica”.

https://pandia.ru/text/78/209/images/image004_142.jpg" larghezza="624" altezza="631 src=">

FRANCESCO CREEK, JAMES WATSON

(1916-2004) (nato nel 1928)

Il biologo molecolare inglese Francis Harry Compton Crick è nato l'8 giugno 1916 a Northampton, il maggiore di due figli di Harry Compton Crick, un ricco produttore di scarpe, e Anna Elizabeth (Wilkins) Crick. Trascorrendo la sua infanzia a Northampton, ha frequentato la scuola superiore. Durante la crisi economica che seguì la prima guerra mondiale, gli affari della famiglia diminuirono e i genitori di Francis si trasferirono a Londra. Come studente alla Mill Hill School, Crick sviluppò un vivo interesse per la fisica, la chimica e la matematica. Nel 1934 entrò all'University College di Londra per studiare fisica e tre anni dopo si laureò con una laurea. Mentre completava i suoi studi all'University College, il giovane scienziato considerò i problemi della viscosità dell'acqua alle alte temperature; questi lavori furono interrotti nel 1939 dallo scoppio della seconda guerra mondiale.

Nel 1940, Crick sposò Ruth Doreen Dodd; avevano un figlio. Divorziarono nel 1947 e due anni dopo Crick sposò Odile Speed. Dal suo secondo matrimonio ebbe due figlie.

Durante gli anni della guerra, Crick lavorò alla creazione di mine nel laboratorio di ricerca del Ministero della Marina britannica. Per due anni dopo la fine della guerra continuò a lavorare in questo ministero e fu allora che lesse il famoso libro di Erwin Schrödinger “Cos’è la vita? Aspetti fisici della cellula vivente", pubblicato nel 1944. Nel libro Schrödinger pone la domanda: “Come si possono spiegare gli eventi spaziotemporali che si verificano in un organismo vivente dal punto di vista della fisica e della chimica?”

Le idee presentate nel libro influenzarono così tanto Crick che, con l'intenzione di studiare la fisica delle particelle, passò alla biologia. Con il sostegno di Archibald W. Will, Crick ricevette una borsa di studio del Medical Research Council e iniziò a lavorare allo Strangeway Laboratory di Cambridge nel 1947. Qui studiò biologia, chimica organica e tecniche di diffrazione dei raggi X utilizzate per determinare la struttura spaziale delle molecole.

Sotto la guida di Max Perutz, Crick studiò la struttura molecolare delle proteine ​​e quindi si interessò al codice genetico della sequenza di aminoacidi nelle molecole proteiche. Circa venti amminoacidi essenziali fungono da unità monomeriche da cui sono costruite tutte le proteine. Studiando quello che definì “il confine tra i viventi e i non viventi”, Crick cercò di trovare le basi chimiche della genetica, che secondo lui potevano trovarsi nell’acido desossiribonucleico (DNA).

Nel 1951, il ventitreenne biologo americano James D. Watson invitò Crick a lavorare al Cavendish Laboratory.

James Deway Watson è nato il 6 aprile 1928 a Chicago, Illinois, da James D. Watson, un uomo d'affari, e Jean (Mitchell) Watson, il loro unico figlio. Ha ricevuto la sua istruzione primaria e secondaria a Chicago. Ben presto divenne evidente che James era un bambino insolitamente dotato e fu invitato a comparire nel programma radiofonico "Quiz for Children". Dopo soli due anni di liceo, Watson ricevette una borsa di studio nel 1943 per frequentare un college sperimentale quadriennale presso l'Università di Chicago, dove sviluppò un interesse per lo studio dell'ornitologia. Dopo aver conseguito un Bachelor of Science presso l'Università di Chicago nel 1947, ha continuato la sua formazione presso l'Indiana University Bloomington.

A questo punto, Watson si interessò alla genetica e iniziò a studiare in Indiana sotto la guida dello specialista in questo campo Herman J. Moeller e del batteriologo Salvador Luria. Watson scrisse una dissertazione sugli effetti dei raggi X sulla riproduzione dei batteriofagi (virus che infettano i batteri) e conseguì un dottorato di ricerca nel 1950. Una borsa di studio della National Research Society gli ha permesso di continuare le sue ricerche sui batteriofagi presso l'Università di Copenaghen in Danimarca. Lì studiò le proprietà biochimiche del DNA del batteriofago. Tuttavia, come ricordò in seguito, gli esperimenti con il fago iniziarono a pesargli: voleva saperne di più sulla vera struttura delle molecole di DNA, di cui i genetisti parlavano con così tanto entusiasmo.

La genetica come scienza nacque nel 1866, quando Gregor Mendel formulò la posizione secondo cui gli “elementi”, in seguito chiamati geni, determinano l’ereditarietà delle proprietà fisiche. Tre anni dopo, il biochimico svizzero Friedrich Miescher scoprì l'acido nucleico e dimostrò che è contenuto nel nucleo della cellula. All’inizio del secolo gli scienziati scoprirono che i geni si trovano nei cromosomi, gli elementi strutturali del nucleo cellulare. Nella prima metà del XX secolo, i biochimici determinarono la natura chimica degli acidi nucleici e negli anni Quaranta i ricercatori scoprirono che i geni sono formati da uno di questi acidi, il DNA. È stato dimostrato che i geni, o DNA, controllano la biosintesi (o formazione) delle proteine ​​cellulari, chiamate enzimi, e quindi controllano i processi biochimici nella cellula.

Nel 1944, il biologo americano Oswald Avery, che lavorava presso il Rockefeller Institute for Medical Research, fornì la prova che i geni erano costituiti da DNA. Questa ipotesi fu confermata nel 1952 da Alfred Hershey e Martha Chase. Sebbene fosse chiaro che il DNA controllasse i processi biochimici fondamentali che si verificano nella cellula, non si conosceva né la struttura né la funzione della molecola.

Nella primavera del 1951, mentre frequentava un simposio a Napoli, Watson incontrò Maurice G. F. Wilkins, un ricercatore inglese. Wilkins e Rosalyn Franklin, sua collega al King's College dell'Università di Cambridge, hanno effettuato un'analisi di diffrazione dei raggi X delle molecole di DNA e hanno dimostrato che erano una doppia elica, simile a una scala a chiocciola. I dati ottenuti portarono Watson all'idea di studiare la struttura chimica degli acidi nucleici. La Società Nazionale per lo Studio della Paralisi Infantile ha fornito una borsa di studio.

Nell'ottobre del 1951, lo scienziato si recò al Laboratorio Cavendish dell'Università di Cambridge per studiare la struttura spaziale delle proteine ​​insieme a John C. Kendrew. Lì incontrò Francis Crick, un fisico interessato alla biologia e che all'epoca stava scrivendo la sua tesi di dottorato.

Successivamente, hanno stabilito stretti contatti creativi. A partire dal 1952, basandosi sui primi lavori di Chargaff, Wilkins e Franklin, Crick e Watson decisero di provare a determinare la struttura chimica del DNA.

Sapevano che esistono due tipi di acidi nucleici: il DNA e l'acido ribonucleico (RNA), ciascuno dei quali è costituito da un monosaccaride pentoso, fosfato e quattro basi azotate: adenina, timina (uracile nell'RNA), guanina e citosina. Nel corso dei successivi otto mesi, Watson e Crick combinarono le loro scoperte con quelle già disponibili, riportando la struttura del DNA nel febbraio 1953. Un mese dopo, hanno creato un modello tridimensionale della molecola del DNA, realizzato con palline, pezzi di cartone e filo.

Secondo il modello di Crick-Watson, il DNA è una doppia elica costituita da due catene di desossiribosio fosfato collegate da coppie di basi, simili ai pioli di una scala. Attraverso i legami idrogeno, l'adenina si combina con la timina e la guanina con la citosina. Utilizzando questo modello è stato possibile tracciare la replicazione della molecola di DNA stessa.

Il modello ha consentito ad altri ricercatori di visualizzare chiaramente la replicazione del DNA. Le due catene della molecola vengono separate nei siti dei legami idrogeno, come l'apertura di una cerniera, dopo di che ne viene sintetizzata una nuova su ciascuna metà della vecchia molecola di DNA. La sequenza di basi funge da modello, o modello, per una nuova molecola.

Nel 1953 Crick e Watson completarono il loro modello di DNA. Ciò permise loro, insieme a Wilkins, di condividere nove anni dopo il Premio Nobel per la Fisiologia e la Medicina nel 1962 “per le loro scoperte riguardanti la struttura molecolare degli acidi nucleici e la loro importanza per la trasmissione delle informazioni nei sistemi viventi”.

A. W. Engström del Karolinska Institute ha dichiarato alla cerimonia di premiazione: "La scoperta della struttura molecolare spaziale del DNA è estremamente importante, perché delinea la possibilità di comprendere in grande dettaglio le caratteristiche generali e individuali di tutti gli esseri viventi". Engström ha osservato che “svelare la struttura a doppia elica dell’acido desossiribonucleico con il suo specifico accoppiamento di basi azotate apre fantastiche possibilità per svelare i dettagli del controllo e della trasmissione dell’informazione genetica”.

Poco più di un anno dopo, Watson fu nominato ricercatore senior nel dipartimento di biologia del California Institute of Technology di Pasadena, in California. Nel 1955, mentre lavorava come assistente professore di biologia all'Università di Harvard a Cambridge (Massachusetts), il destino lo fece incontrare nuovamente con Crick, con il quale condusse ricerche congiunte fino al 1956. Watson fu nominato professore associato nel 1958 e professore ordinario nel 1961.

Nel 1965, Watson scrisse La biologia molecolare del gene, che è diventato uno dei libri di testo più famosi e popolari sulla biologia molecolare.

Dal 1968 Watson è direttore del Laboratorio di Biologia Molecolare a Cold Spring Harbor (Long Island). Dopo aver rifiutato la sua posizione ad Harvard nel 1976, si dedicò alla direzione della ricerca presso il Cold Spring Harbor Laboratory. Un posto significativo nel suo lavoro è stato occupato dalla neurobiologia e dallo studio del ruolo dei virus e del DNA nello sviluppo del cancro.

Nel 1968, Watson sposò Elizabeth Levy, che in precedenza aveva lavorato come assistente di laboratorio. Avevano due figli; la famiglia vive in una casa costruita nel XIX secolo nel campus universitario.

Quanto a Crick, conseguì il dottorato di ricerca a Cambridge nel 1953 con una tesi sull'analisi della diffrazione dei raggi X della struttura delle proteine. L'anno successivo studiò la struttura delle proteine ​​al Brooklyn Polytechnic Institute di New York e tenne conferenze in varie università degli Stati Uniti. Ritornato a Cambridge nel 1954, continuò le sue ricerche presso il Cavendish Laboratory, concentrandosi sulla decifrazione del codice genetico. Originariamente un teorico, Crick iniziò a lavorare con Sidney Brenner per studiare le mutazioni genetiche nei batteriofagi (virus che infettano le cellule batteriche).

Nel 1961 furono scoperti tre tipi di RNA: messaggero, ribosomiale e di trasporto. Crick e i suoi colleghi hanno proposto un modo per leggere il codice genetico. Secondo la teoria di Crick, l'RNA messaggero riceve informazioni genetiche dal DNA nel nucleo della cellula e le trasferisce ai ribosomi (siti di sintesi proteica) nel citoplasma della cellula. L'RNA di trasferimento trasferisce gli amminoacidi ai ribosomi. L'RNA messaggero e ribosomiale, interagendo tra loro, assicurano la connessione degli amminoacidi per formare molecole proteiche nella sequenza corretta. Il codice genetico è costituito da triplette di basi azotate nel DNA e nell'RNA per ciascuno dei 20 aminoacidi. I geni sono costituiti da numerose triplette di base, che Crick chiamava codoni; I codoni sono gli stessi nelle diverse specie.

Nel 1962, Crick divenne capo del laboratorio biologico dell'Università di Cambridge e membro straniero del Consiglio del Salk Institute di San Diego, in California. Nel 1977 si trasferì a San Diego, ricevendo un invito a una cattedra. Presso l'Istituto Salkov, Crick ha condotto ricerche nel campo della neurobiologia, in particolare ha studiato i meccanismi della visione e dei sogni.

Nel 1983, insieme al matematico inglese Graham Mitchison, propose che i sogni fossero un effetto collaterale del processo attraverso il quale il cervello umano si libera dalle associazioni eccessive o inutili accumulate durante la veglia. Gli scienziati hanno ipotizzato che questa forma di “apprendimento inverso” esista per evitare che i processi neurali vengano sovraccaricati.

Nel suo libro Life as It Is: Its Origin and Nature, Crick ha notato la sorprendente somiglianza di tutte le forme di vita. "Con l'eccezione dei mitocondri", ha scritto, "il codice genetico è identico in tutti gli oggetti viventi attualmente studiati". Citando scoperte nel campo della biologia molecolare, della paleontologia e della cosmologia, propose che la vita sulla Terra potrebbe aver avuto origine da microrganismi dispersi nello spazio da un altro pianeta; questa teoria lui e il suo collega Leslie Orgel chiamarono "panspermia diretta".