Два — волшебное число. Вот почему выбор сексуального партнера и ухаживания важны для самых разных представителей фауны. Вспомните, как эффектно павлин привлекает внимание самки. При этом половое поведение животного идеально приспособлено к его среде обитания. Если бы рыба атерина-грунион могла обойтись без естественного отбора, ей бы не пришлось танцевать на калифорнийском пляже в лунном свете. Секс — сам по себе часть естественного отбора, он выявляет наиболее приспособленных и здоровых особей. Олени-самцы дерутся насмерть не ради драки, а только чтобы отстоять право на самку. Множественность формы, цвета и поведения у людей и у животных обусловлена сочетанием генов, как правильно определил Мендель. По сути, гены растянуты вдоль хромосом, которые становятся видимыми только в процессе деления клетки.

Гены растянуты вдоль хромосом, которые становятся видимыми в процессе деления клетки.

Большие хромосомы клеток луковой шелухи.

Однако основной вопрос генетики заключается не в том, где гены расположены. Важно то, как они действуют. Каждый ген представляет собой набор нуклеиновых кислот. Там все и происходит.

Каким образом признаки передаются от одного поколения к другому, было открыто в 1953 году. Действие начало разворачиваться осенью 1951 года, когда двадцатилетний Джеймс Уотсон и тридцатипятилетний Фрэнсис Крик объединили свои усилия в Кембридже, чтобы расшифровать структуру дезоксирибонуклеиновой кислоты, которую чаще для краткости именуют ДНК. ДНК представляет собой нуклеиновую кислоту, то есть кислоту в ядре клетки, и в предыдущее десятилетие уже было установлено, что нуклеиновые кислоты несут химическую информацию о наследовании от поколения к поколению. Исследователей в Кембридже и в лабораториях Калифорнии занимали два вопроса: каков химический состав? какова архитектура?

Каков химический состав? То есть каковы составные части ДНК, которые можно перетасовать и получить различные формы? Это было известно довольно хорошо. ДНК состоит из сахаров и фосфатов (без них никак, из соображений структуры) и четырех азотистых оснований. Два из них — это тимин и цитозин, они выглядят как правильные шестиугольники, образованные атомами углерода, азота, кислорода и водорода. Два других — гуанин и аденин — образованы соединенными вместе шести- и пятиугольниками. Мы представляем эти основания в виде многогранников, потому что нам важно увидеть общую форму за отдельными атомами.

Какова архитектура? То есть какова структура оснований ДНК, которая дает ей способность нести разнообразную генетическую информацию? Здание не груда камней, а молекула ДНК не нагромождение оснований. Она представляет собой длинную, но довольно ригидную цепочку — что-то типа органического кристалла — и имеет винтовую (спиралевидную) форму. Может ли ДНК содержать две, три или четыре спирали? Мнения ученых разделились: одни утверждали, что ДНК состоит из двух цепочек, другие настаивали на трех. В конце 1952 года великий гений структурной химии Лайнус Полинг, работавший в Калифорнии, предложил модель ДНК, состоящую из трех спиралей. Сахара и фосфаты образуют несущую конструкцию, а основания торчат во всех направлениях. Статья Полинга попала в Кембридж в феврале 1953 года. Крику и Уотсону сразу стало очевидно, что в ней что-то не так.

Возможно, Джим Уотсон хотел упростить модель или сыграла роль его несговорчивость, но он решил, что спиралей должно быть две. После визита в Лондон:

Я вернулся в колледж, перелез через задние ворота и решил построить модель ДНК с двумя цепочками. Фрэнсису пришлось согласиться. Конечно, он был физик, но знал, что значимые биологические объекты обычно существуют парами.