Достижения в области биологии («двойная спираль» ДНК: модель Д. Уотсона и Ф. Крика)

Естествознание 20 - 21 в.в. Важнейшие естественнонаучные открытия 20 века. Современная естественнонаучная картина мира.

Итоги естествознания первой половины 20 века.

Даниил Данин пишет: «1900 год. Финиширует XIX век и стартует XX. На их рубеже рождаются в интеллектуальном обиходе человечества два новых слова — КВАНТ и ГЕН. Они становятся ключевыми в природоведении современности. И потому — судьбоносными: жизнь и смерть на нашей планете глубинно связались с открытиями и надеждами фундаментальной науки именно в этих ныне главенствующих ее ипостасях — квантовой и генетической».

Важной вехой первой половины XX века стало экспериментальное наблюдение в конце 30-х годов немецкими физиками О. Ганом и Ф. Штрассманом процесса деления ядер урана и объяснение этого явления в работе Л. Майтнер и О. Фриша. Стало ясным, что физикам удалось осуществить цепную ядерную реакцию, которая может привести к ядерному взрыву с выделением огромной энергии. В условиях начавшейся второй мировой войны группа ученых США во главе с А. Эйнштейном обратилась к тогдашнему американскому президенту Ф. Рузвельту и обосновала настоятельную необходимость развертывания исследований в этом направлении. Начатые после этого исследовательские работы в Лос-Аламосской лаборатории (США, штат Нью-Мексико) привели в середине 40-х годов к созданию первой атомной бомбы.

Другими достижениями естествознания первой половины 20 века стали: открытие фотона М. Планком и А. Эйнштейном, групп крови Ландштейнером, химиотерапии П. Эрлихом, открытие атомного ядра Э. Резерфордом, открытие космических лучей В. Гессом, создание теории относительности А. Эйнштейном, открытие протона Э. Резерфордом, создание модели расширяющейся Вселенной А. Фридманом, открытие пионов и каонов.

Достижения в области биологии («двойная спираль» ДНК: модель Д. Уотсона и Ф. Крика).

Модель Уотсона-Крика - двойная спираль, структурная модель (гипотеза) дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК), согласно которой молекула ДНК состоит из двух антипараллельных полинуклеотидных цепей, образующих правильную правозакрученную перевитую спираль и удерживаемых имеете водородными связями за счёт взаимодействия пар азотистых оснований. Предложена в 1953 Дж. Уотсоном и Ф. Криком.-«Чтобы придти к этому правильному решению, потребовалось найти такую конфигурацию, которая была бы стереохимически наиболее выгодной и в то же время не противоречила бы данным рентгено-структурного анализа» (Дж. Уотсон). Создание модели было подготовлено работами М. Уилкинса и Р.Франклин (получивших в 1950—52 высококачественные рентгенограммы ДНК), Л. Полинга (создавшего в 1951 теорию, позволявшую предсказывать вид рентгенограмм для различных спиральных структур), А. Тодда и его сотрудников (выяснивших в 1952 природу химических связей между нуклеотидами, из которых построена ДНК), Э. Чаргаффа (установившего в 1947—50 соотношение азотистых оснований в ДНК). Модель Уотсона-Крика позволила предсказать возможный механизм полуконсервативной матричной редупликации ДНК, общий принцип кодирования и транскрипции генетической информации, некоторые молекулярные механизмы мутационного процесса. Позднее в многочисленных исследованиях основные положения и следствия из модели Уотсона-Крика получили экспериментальное подтверждение. Уточнения коснулись более точного описания геометрических параметров и конформационных возможностей двойной спирали при различных условиях. В связи с обнаружением значит, конформационной подвижности структуры ДНК не раз поднимался вопрос о степени соответствия модели Уотсона-Крика структуре нативной ДНК. Предлагались другие гипотетические модели ДНК, например неперевитая зигзагообразная модель ДНК, имеющая на границах поворотов-зигзагов право- и левозакрученные участки полинуклеотидных цепей. Существование левозакрученной, т. е. Z-ДНК, на отдельных участках генома подтверждено экспериментально в работах А. Рича. Создание модели Уотсона-Крика послужило мощным толчком к развитию молекулярной биологии, начало которой нередко датируют 1953.