Нобелови лауреати – 1962 година

Франсис Крик (Francis Crick)

8 юни 1916 г. – 29 юли 2004 г.

Нобелова награда за физиология или медицина (заедно с Джеймс Уотсън и Морис Уилкинс)

(За откритията му, свързани с молекулярната структура на нуклеиновите киселини и тяхното значение за предаването на генетичната информация в живите системи.)

Английският специалист в областта на молекулярната биология Франсис Хари Комптън Крик е роден в Нортхамптън и е по-големият от двамата синове на Хари Комптън Крик, заможен обувен фабрикант, и Ени Елизабет (Уилкинс) Крик. Като прекарва детството си в Нортхамптън, Крик учи в средно класическо училище. По време на икономическата криза, настъпила след Първата световна война, търговските дела на семейството западат и родителите на му се преместват в Лондон. Като ученик в училище в Мил Хил Крик проявява силен интерес към физиката, химията и математиката. През 1934 г. постъпва в Университетския колеж в Лондон, за да учи физика, и го завършва за три години, като получава званието бакалавър по природни науки. В края на образованието си в Университетския колеж Крик разглежда въпросите за вискозитета на водата при високи температури, но работата му е прекъсната през 1939 г. от започналата Втора световна война.

През военните години Крик създава мини в научно-изследователската лаборатория към Военноморското министерство на Великобритания. В продължение на две години след края на войната той продължава да работи в министерството и именно тогава прочита известната книга на Ервин Шрьодингер „Какво е животът? Физически аспекти на живата клетка“ („What Is Life? The Physical Aspects of the Living Cell“), която излиза през 1944 г. В тази книгата Шрьодингер задава въпроса: „Как може пространствено-временните събития, протичащи в живия организъм, да се обяснят с помощта на физиката и химията?“

Идеите, представени в книгата, повлияват дотолкова на Крик, че той се отказва от намерението си да се занимава с физика на частиците и превключва на биология. С подкрепата на Арчибалд В. Хил получава стипендия от Съвета за медицински изследвания и през 1974 г. започва да работи в лабораторията „Стренджуейз“ в Кеймбридж. Там той учи биология, органична химия и методи за рентгенова дифракция, използвани за определяне на пространствените структури на молекулите. Познанията му по биохимия се разширяват значително, след като се премества през 1949 г. в лабораторията „Кавендиш“ в Кеймбридж – един от световните центрове на молекулярната биология.

Под ръководството на Макс Перуц Крик изследва молекулярната структура на протеините, във връзка с което проявява интерес към генетичния код на последователността от аминокиселини в протеиновите молекули. Около двадесет важни аминокиселини служат за мономерни звена, от които са изградени протеините. Проучвайки въпроса, определен от него като „граница между живото и неживото“, Крик се опитва да намери химическата основа на генетиката, която, както предполага, би могла да е заложена в дезоксирибонуклеиновата киселина (ДНК).

Генетиката възниква като наука през 1866 г., когато Грегор Мендел формулира правилото, че „елементите“, наречени по-късно гени, определят наследяването на физическите свойства. След три години швейцарският биохимик Фридрих Мишер открива нуклеиновите киселини и доказва, че те се съдържат в ядрото на клетката. На прага на новия век учените откриват, че гените се намират в хромозомите, структурни елементи на клетъчното ядро. През първата половина на ХХ в. биохимиците определят химическата природа на нуклеиновите киселини, а през 40-те години изследователите откриват, че гените са образувани от една от тези киселини, ДНК. Доказва се, че гените, или ДНК, управляват биосинтеза (или образуването) на клетъчни протеини, наречени ферменти, и така контролират биохимичните процеси в клетката.

Когато Крик започва да работи над докторската си дисертация в Кеймбридж, вече е известно, че нуклеиновите киселини се състоят от ДНК и РНК (рибонуклеинова киселина), всяка от която е образувана от монозахаридни молекули от вида на пентозите (дезоксирибоза или рибоза), фосфат и четири азотни бази – аденин, тимин, гуанин и цитозин (в РНК вместо тимин има урацил). През 1950 г. Ъруин Чаргаф от Колумбийския университет доказва, че ДНК включва равни количества от тези азотни бази. Морис Уилкинс и неговата колежка Розалинда Франклин от Кралския колеж към Лондонския университет провеждат рентгенови дифракционни изследвания на молекулата на ДНК и достигат до извода, че ДНК има двойна спирала, напомняща винтова стълба.

През 1951 г. двадесет и тригодишният американски биолог Джеймс Д. Уотсън кани Крик на работа в лабораторията „Кавендиш“. По-късно двамата установяват близки творчески връзки. Основавайки се на ранните изследвания на Чаргаф, Уилкинс и Франклин, Крик и Уотсън се заемат да определят химическата структура на ДНК. В продължение на две години те разработват пространствената структура на молекулата на ДНК, конструирайки нейния модел с топчета, парчета тел и картон. Според този модел ДНК е двойна спирала, състояща се от две вериги монозахариди и фосфат (дезоксирибозофосфат), свързани от две бази вътре в спиралата, при което аденинът се комбинира с тимина, гуанинът – с цитозина, а между тях има водородни връзки.

Моделът позволява на други изследователи да си представят ясно репликацията на ДНК. Двете спирали на молекулата се разделят там, където са водородните връзки, подобно на отварянето на цип, след което към всяка половина от предишната молекула на ДНК се синтезира нова. Последователността на базите действа като матрица, или образец, за новата молекула.

През 1953 година Крик и Уотсън завършват създаването на модела на ДНК. През същата година Крик получава степента доктор по философия в Кеймбридж, като защитава дисертация, посветена на рентгеновия дифракционен анализ на протеиновата структура. През следващата година той изучава тази структура в Бруклинския политехнически институт в Ню Йорк и чете лекции в различни университети в САЩ. Като се връща в Кеймбридж през 1954 г., Крик продължава изследванията си в лабораторията „Кавендиш“, концентрирайки вниманието си върху разшифроването на генетичния код. Крик е отначало теоретик, но започва заедно със Сидни Бренър да проучва генетичните мутации в бактериофагите (вируси, разрушаващи бактериалните клетки).

Към 1961 г. са открити три вида РНК: информационна, рибозомална и транспортна. Крик и неговите колеги предлагат начин за четене на генетичния код. Според теорията на Крик информационната РНК получава генетичната информация от ДНК в ядрото на клетката и я пренася до рибозомите (местата, където се синтезират протеините) в цитоплазмата на клетката. Транспортната РНК пренася в рибозомите аминокиселини.

Като си взаимодействат, информационната и рибозомната РНК осигуряват свързването на аминокиселините в правилна последователност за образуване на протеинова молекула. Генетичният код се състои от триплети на азотните бази на ДНК и РНК за всяка от двадесетте аминокиселини. Гените съдържат много на брой базови триплети, които Крик нарича кодони; кодоните са еднакви у различните видове.

През 1952 г. Крик става ръководител на биохимичната лаборатория към Кеймбриджкия университет и чуждестранен член на Съвета на института „Сколково“ в Сан Диего (щат Калифорния). През 1977 г. той пристига в Сан Диего, след като получава покана да заеме длъжността професор. В „Сколково“ Крик прави изследвания в областта на невробиологията, по-специално проучва механизмите на зрението и сънищата. През 1983 г. заедно с английския математик Греъм Мичисън той предполага, че сънищата са страничен ефект на процеса, посредством който човешкият мозък се освобождава от прекомерните или безполезните асоциации, натрупани по време на будното състояние. Учените изказват хипотезата, че тази форма на „обратно учене“ има за цел за предотврати прекомерното натоварване на нервните процеси.

В книгата си „Животът, какъвто е: произход и природа“ („Life Itself: Its Origin and Nature“, 1981 г.) Крик отбелязва удивителното сходство на всички форми на живот. „С изключение на митохондриите – пише той – генетичният код е идентичен във всички живи обекти, проучени в днешно време“. Основавайки се на откритията в молекулярната биология, палеонтологията и космологията, той предполага, че животът на Земята би могъл да произлезе от микроорганизми, които са били разсеяни по цялото пространство от друга планета; тази теория той и неговият колега Лесли Оргел наричат „непосредствена панспермия“.

През 1940 г. Крик се жени за Рут Дорин Дод; семейството има един син. През 1947 г. двамата се развеждат и две години по-късно Крик се жени за Одил Спид, от която има две дъщери.

Многобройните награди на Крик включват наградата Шарл Леополд Майер на Френската академия на науките (1961 г.), научната награда на Американското изследователско дружество (1962 г.), Кралския медал (1972 г.) и медала Копли на Кралското дружество (1976 г.). Крик е член на Лондонското кралско дружество, на Кралското дружество на Единбург, на Кралската ирландска академия, на Американската асоциация за съдействие на научното развитие, на Американската академия на науката и изкуствата и на американската Национална академия на науките.

Превод от руски: Павел Б. Николов