• Город
  • Люди
  • Еда
  • Культура
  • Путешествия
  • Наука и технологии
  • Колонки
  • Показаны результаты для: Array


  • Warning: include(../inc/globals.php): failed to open stream: No such file or directory in /var/www/vhosts/v-94035.webspace/www/chronicle.kz/certainBlog/index.php on line 408

    Warning: include(../inc/globals.php): failed to open stream: No such file or directory in /var/www/vhosts/v-94035.webspace/www/chronicle.kz/certainBlog/index.php on line 408

    Warning: include(): Failed opening '../inc/globals.php' for inclusion (include_path='.:/opt/alt/php55/usr/share/pear:/opt/alt/php55/usr/share/php') in /var/www/vhosts/v-94035.webspace/www/chronicle.kz/certainBlog/index.php on line 408

    Chronicle уже рассказывал вам о самой «напичканной» гениями фотографии. Сегодня мы познакомим вас с величайшей, на наш взгляд, научной фотографией, раскрывшей тайну строения всего живого на Земле.

    Итак, встречайте – «Фотография 51». Она была сделана Розалинд Франклин и ее коллегой-докторантом Рэймондом Гослингом в 1952 году, пытавшихся понять структуру и внешний вид самой главной молекулы живого организма – молекулы ДНК.

    Image title

    Не сликшом похоже на известную нам спираль ДНК, не правда ли? 

    На момент получения фотографии, ученые уже почти десятилетие пытались найти способ «заглянуть» в микромир для разгадки главной тайны жизни – из чего состоит молекула, которая передает генетическую информацию? Но вот несостыковочка: размер атомов почти в 4000 раз меньше длины волны видимого света. То есть, проходя через молекулы, видимый глазу свет от них не отразится и не сможет быть запечатлен.

    А вот если направить на молекулы излучение с длиной волны, равной размерам атома – рентгеновские лучи - то волны смогут отражаться. Причем умные люди (отец и сын Брэгги и Макс фон Лауэ) еще в 1912 году выяснили, что для каждого кристаллического вещества характерна своя уникальная картина рассеивания, или дифракции, рентгеновских лучей. Знаешь картину дифракции – можешь узнать форму молекулы.

    Этим-то и воспользовались Розалинд Франклин и Гослинг. Они, в отличие от большинства исследователей своего времени, сделали эксперимент наиболее четко: брали тончайшие волокна ДНК определённой влажности, минимизировали всяческие движения аппаратуры и выдерживали образцы под воздействием рентгеновских лучей в течение десятков часов. Так и получилась знаменитая «Фотография 51»

    Но как вообще в этой фотографии, больше похожей на тест Роршаха, можно разглядеть «спираль»??

    Во-первых, любой «шарящий» физик, знакомый с правилами дифракции, поймет, что когда рентгеновский луч падает на спираль, то «отражением» будет крест. Все потому, что спираль, если посмотреть на нее сбоку, будет состоять из повторяющихся плоскостей, расположенных под постоянным углом друг к другу. Угол между плоскостями спирали и будет тем самым углом между частями «икса» на «фотографии 51»:

    Image title

    Соответственно, можно определить, насколько «сжата» спираль: чем более вытянут крест, тем более «сжата» спираль.

    Image title

    Далее, на фотографии видны светлые горизонтальные линии, рассекающие «икс». Эти светлые линии повторяются через одно и то же расстояние. Специалисты по дифракции скажут вам, что такие линии образуются при преломлении лучей от тех частей спирали, которые более-менее параллельны центральной оси. Отсюда важный вывод – если светлые линии чередуются равномерно, то и сама спираль имеет равномерную «закрученность». То есть она не выпрямляется в одном месте и не сжимается в другом.

    Но наблюдательный читатель увидит, что ближе к концу «икс» имеет слишком большой светлый зазор, словно часть молекулы ДНК не была обнаружена. Действительно, так и есть: когда две спирали пересекаются, то, по правилам дифракции, их отражения «отменяют» друг друга. Именно так и было открыто, что спирали в молекуле ДНК – две.

    Image title

    Продолжаем догадываться дальше. Видите ромбовидные пятна между ветвями «икса»? Для специалистов это важный признак того, что выше и ниже сделанной фотографии, молекулы повторяют уже обнаруженную структуру, а значит, спираль относительно длинная. Более того, сверху и снизу ромбы посветлее, слева и справа потемнее. Это наблюдение развеяло сомнения, что сами спирали образованы сахарами и фосфатами, а «перемычками» между спиралями являются азотистые основания.

    Image title

    Для полноты картины, разбирающиеся в предмете спецы, при помощи нехитрой математики и масштабов фотографии, смогли рассчитать еще и размеры молекулы (кстати, за все эти исследования и была вручена  Нобелевская премия по физиологии и медицине в 1962 году - о том, как при этом была не награждена автор "фотографии 51", вы можете еще раз вспомнить из нашего предыдущего материала об "обделенных" Нобелевской премией). В итоге, выяснилось, что радиус каждой из двух спиралей – 1 нанометр, то есть одна миллионная миллиметра. Расстояние между «ступеньками» спирали – 0.34 нанометра, а один оборот спирали занимает всего 3.4 нанометра, и состоит из 10 «ступенек».

    Вот так, благодаря всего одной фотографии, мы проникли в тайну главной молекулы всех живых организмов. Одна миллионная миллиметра, которая на протяжении миллионов лет передает генетическую информацию из поколения в поколения. Одна миллионная миллиметра, которая ответственна за внешность, болезни, характер, привычки – в общем, за наше существование.

    обсуждение
    Читать по этой теме