Найти в Дзене
Бионаука

Как открыли структуру ДНК?

Побуду немного Википедией. Известно, что структуру открыли два ученых, одного звали дяденька Уотсон, другого дяденька Крик, была еще тетенька Франклин, но, к сожалению, она умерла и Нобелевку не получила, так как посмертно ее не присуждают и бла-бла-бла. А вот Уотсон и Крик дожили до своей премии и стали одними из самых известных в биологии и медицине личностями. И хочется поговорить о том, как именно они смогли определить структуру. Ведь это таблица может присниться, а такая сложная структура, как у ДНК, может присниться разве что в кошмаре. Дак как же они это сделали? И почему они, а не я… Начнем с метода, который они использовали. Этот метод РСА (не путать с РСЗО). РСА – это рентгеноструктурный анализ. Как это работает? Все, наверное, видели такое явление как дифракция. Более подробно можно почитать в спец. литературе, но суть в том, что свет проходит через маленькую щель (размер ее сопоставим с длиной волны света) и сама щель становится как бы вторичным источником излучения. На эт

Побуду немного Википедией. Известно, что структуру открыли два ученых, одного звали дяденька Уотсон, другого дяденька Крик, была еще тетенька Франклин, но, к сожалению, она умерла и Нобелевку не получила, так как посмертно ее не присуждают и бла-бла-бла. А вот Уотсон и Крик дожили до своей премии и стали одними из самых известных в биологии и медицине личностями.

Уотсон, Крик и структура ДНК. Источник: scientificrussia.ru
Уотсон, Крик и структура ДНК. Источник: scientificrussia.ru
Р. Франклин. Источник: scientificrussia.ru
Р. Франклин. Источник: scientificrussia.ru

И хочется поговорить о том, как именно они смогли определить структуру. Ведь это таблица может присниться, а такая сложная структура, как у ДНК, может присниться разве что в кошмаре.

Дак как же они это сделали? И почему они, а не я…

Источник: радиоактивные пустоши интернета
Источник: радиоактивные пустоши интернета

Начнем с метода, который они использовали. Этот метод РСА (не путать с РСЗО). РСА – это рентгеноструктурный анализ.

Как это работает? Все, наверное, видели такое явление как дифракция.

Дифракция. Источник: gfycat.com
Дифракция. Источник: gfycat.com

Более подробно можно почитать в спец. литературе, но суть в том, что свет проходит через маленькую щель (размер ее сопоставим с длиной волны света) и сама щель становится как бы вторичным источником излучения. На этом же принципе основано действие дифракционной решетки (это которая раскладывает свет в спектр), например.

Дифракционная решетка. Источник: online.mephi.ru
Дифракционная решетка. Источник: online.mephi.ru

Да что ты такое….

Идея в том, что луч света, а при этом он должен иметь четкое значение длинны волны (такое можно сделать с помощью лазера), падает на решетку, затем преломляется и летит себе дальше, но тот угол, на который он преломляется зависит от размера щели решетки. Смекаете? Меняем размер щели, меняется угол преломления, то есть между двумя этими величинами есть связь… А если знаем угол отклонения, можно узнать размер щели.

Итак, а если у нас лететь будут не фотоны, а электроны, а размер щели будет измеряться не в мм, а в нм? Что будет? А будет все то же самое.
То есть, ДНК имеет некоторую кристаллическую структуру, расстояния между атомами – это «щели в дифракционной решетке», длина волны света, то есть электронов (а квантовая теория позволяет рассматривать электроны и как волну, и как частицу) равна расстоянию между атомами. Вуаля! Получаем структуру.

Рентгенограмма ДНК. Источник: researchgate.net
Рентгенограмма ДНК. Источник: researchgate.net

Не очень похоже на те красивые рисунки, которые нам рисуют, а если подумать…

Определение структуры ДНК. Источник: opg.optica.org
Определение структуры ДНК. Источник: opg.optica.org

Как все оказывается просто, и что они до этого додуматься не могли раньше, правда?
Чао!