Сьогодні поняття "генетика" та "ДНК" в нашій свідомості нероздільні. І напевно багато згадають імена Уотсона і Крику при згадці спіральної структури цієї основи нашої спадковості. Але не всі знають, що сама дезоксирибонуклеїнова кислота (ДНК) була відкрита зовсім не ними, і не завжди вона була головною молекулою життя. Хто відкрив ДНК, яке її значення і інші аспекти – тема цієї статті.

Холодний замок

У лабораторії, де працював Фрідріх Мішер, було мало світла і дуже холодно. Адже вона була обладнана в замку Хоэтюбинген герцога Вюртемберзького (Тюбінген, Німеччина). Саме низька температура стала вдалим збігом обставин, дозволили здійснитися в 1869 році відкриття, названого згодом одним з найбільших подій XIX-XX століття в науці генетики. Сьогодні в цьому замку працює музейна експозиція, а та сама кухня називається «Колиска біохімії». Хто відкрив ДНК і що цьому передувало?

Випадковий біохімік

Йоганн Фрідріх Мішер (1844-1895) народився в сім'ї потомствених лікарів у швейцарському місті Базель. Там же 23-річний Фрідріх закінчив медичний факультет університету. Але, всупереч очікуванням сім'ї, лікарем він не став. Його цікавили виключно живі клітини і процеси, які в них відбуваються. І молодий вчений опинився в тій самій лабораторії в компанії сорока таких самих новаторів, які під керівництвом засновника біохімії Фелікса Хоппе-Зейлера (1825-1895) вивчали клітини крові людини. Це була одна з перших, в той час єдина в Європі, біохімічна лабораторія, яку заснував у 1818 році видатний хімік, що дав назву гемоглобіну і карбоксигемоглобину крові.

Дивний осад

Історія відкриття ДНК вельми цікава. Молодому Фрідріху Мишеру дісталося вивчати лейкоцити (білі клітини крові). З місцевої лікарні йому привозили бинти в крові та гною, які він промивав і досліджував білки лейкоцитів. Саме тоді він і помітив, що в пробірках після виділення білків завжди залишається якийсь білий осад у вигляді пластівців. Вивчаючи свою знахідку під мікроскопом, Мішер зауважив, що після промивання від лейкоцитів залишалися тільки ядра. Висновок напрошувався сам собою: речовина знаходиться в ядрі. Ось хто відкрив ДНК, тільки назвав він речовина нуклеином (від латинського слова ядро - nucleus).

Допитливий дослідник

Вчений міняв способи промивання лейкоцитів, реагенти і способи очищення. Так з'ясувалося, що ця речовина - не білок і не жир. Біохімія тільки зароджувалася, хімічний аналіз був справою непростим, довгим і дуже трудомістким. Але Фрідріх Мішер провів його і з'ясував, що складові ДНК - це вуглець, кисень і азот. Але що дивно – в речовині був присутній у великих концентраціях фосфор. На той момент хімія не знала сполук подібного складу, і Мішер зрозумів, що він відкрив щось особливе. Гоппе-Зейлер (наставник) підтримав його, і в 1871 році праці були опубліковані і супроводжувалися рецензією шановного хіміка того часу. Подальше вивчення показало кислотні властивості речовини, і саме тоді воно стало називатися нуклеїнової кислотою. Хоча, по правді, першовідкривачеві це не подобалося, і в своїх роботах він продовжував називати ДНК нуклеином.

Риболовля на благо науки

Повернувшись в Базель, і зайнявши посаду завідувача кафедри фізіології університету, в якому навчався, Мішер продовжив наукові дослідження. Об'єктом для вивчення ДНК він вибрав молоки лосося. До речі, і сьогодні молоки лососевих використовуються для одержання ДНК у великих кількостях. В Рейні в ті часи лосось водився в надлишку, і Фрідріх поєднував приємне проведення часу з вудкою з роботою з видобутку матеріалу для досліджень. У своїх роботах про молоці (1874 р.) він і не припускав ролі ДНК в успадкуванні ознак, а пов'язував це речовина з процесами запліднення. Від вивчення молок лососевих він перейшов до вивчення їх фізіології. Пізніше вчений приступив до дослідження питань здорового раціону для ув'язнених в'язниць. Він навіть написав куховарську книгу. Потім він заснував інститут анатомії і фізіології (Базель), зробив внесок у вивчення ролі кров'яних клітин в диханні. А про його нуклеотид надовго забули.

Крах протеїнової теорії спадковості

У XIX столітті в науці панувала теорія, що матеріальними носіями спадкової інформації є білки. Про роль такий простий субстанції, як ДНК, в даному питанні не здогадувалися. І тільки в 1944 році про відкриття Мишера згадали. Інший медик, американський, Освальд Евері (1877-1955) своїми дослідами показав генетичне значення ДНК. Досліди Евері і його співавторів Коліна Маклауда і Макліна Маккарті в Рокфеллерівському інституті медичних досліджень (Нью-Йорк) наочно довели, що саме ДНК, а не білки, є носіями генетичної інформації.

Від тисячоліть до десятків років

Тисячоліття знадобилися науки для розуміння основи спадковості. Але для розшифровки молекули ДНК, механізмів матричного синтезу та побудови геномної карти знадобилися всього лише десятки років. Досліди, які почав Ф. Гріффіт (1928), не тільки продовжили Евері із співавторами. Молекулярна біологія народилася в момент подання світові моделі структури ДНК – подвійний закрученої спіралі (1953). Імена авторів цієї моделі – Джеймс Уотсон і Френсіс Крік, отримали Нобелівську премію за свою модель структури ДНК. Хто відкрив сама речовина і досліджував його, багато джерела просто замовчують.

Трагедії і долі

В історії відкриття ДНК чимало таємниць, загадок і скривджених вчених. Наприклад, Ервін Чаргафф (1905-2002) до самої смерті вважав, що Уотсон і Крик вкрали його Нобелівську премію. І хоча він прославився своїми правилами (правила Чаргаффа або комплементарності нуклеотидів у ланцюгу ДНК), Уотсона і Крику він називав не інакше як шарлатанами. Ще одна таємниця і трагедія пов'язана з ім'ям Розалін Франклін (1920-1958) – англійського вченого-біолога. Саме її роботи за рентгеноструктурному аналізу нуклеїнових кислот показав Уотсон Крику, коли їх осяяла ідея про подвійної спіралі.

Підіб'ємо підсумок

Відкриття дезоксирибонуклеїнової кислоти, її складу і структури, не тільки дало поштовх руху людської думки. Ці відкриття перевели наукову теорію в область специфічних експериментів і практичного застосування. Сьогодні ми розшифрували геном людини, знайшли способи виявлення спадкових патологічних захворювань плода в період внутрішньоутробного розвитку, навчилися визначати спорідненість і винуватців злочинів за ДНК-аналізів. Отримали можливість вирощувати помідори з генами холодостійкості лосося, різнокольорові сосни, які змінюють колір при взаємодії з забруднюючими речовинами, і (прото неможливо не згадати) виростили світяться поросят. З відкриттям дезоксирибонуклеїнової кислоти мрії фантастів про безсмертя і модернізації людства перестають бути казкою, а переходять лише в площину часу. Адже все це сталося завдяки тому, що Йоганн Фрідріх Мішер продовжував свою роботу в лабораторії, незважаючи на замерзлі руки.