Osnovy_biokhimii_Nelson_i_Kokh_tom_1 (Д. Нельсон, М. Кокс - Основы биохимии Ленинджера в 3-х томах), страница 2

Диссертация Кокса посвящена применению модели общего кислотно-основного ката>ьнза лля изучения фсрчентативных реакций. В Стэнфордском унивсрситете он занимался изучением ферментов, участвующих в рекомбинации генов, уделив основное внимание изучснию белка КесЛ и установлснию механизма переноса нити ДНК; разработанные Коксом методы вылеления и анализа бслка КесА используются ло сих пор. Главной темой в научной работс Кокса всегда было изучение фсрмснтов, участвующих в генетической рекомбинации.

В университете Висконсина Кокс руководи>. болыпой и активной научной группой, !В] 06 авторах книги работающей в области энзимологии, топологии и энергетики рекомбинации генов. Основные темы научных работ его сотрудников посвящены механизмам обмена нитей ДНК при участии белка КесА, роли АТР в системе КесА и регуляции рекомбипациоиной репарации. Частичио группа занята изучением клеток 0етососсиз гагггоггигапз, обладающих удивительно мощной системой репарации, и применением этой системы репарации в биотехнологии.

На протяжении последней более четверти века Кокс совместно с Д. Нельсоном препо- дает курс биохимии студентам и читает лекции по структуре и топологии ДНК, ДНК-белковым взаимодействиям и биохимии рекомбинации аспирантам. Аспиранты первого года слушают его курс о профессиональной ответственности будущих ученых. За свои научные исследования и преподавательскую леятельпость Кокс был награжден премией Дрейфуса для пелагоговученых и премией компании Е!г !.!!!! по биологической химии в 1989 г. Хобби Кокса — садоводство, коллекционирование вип и участие в планировании зданий для научных исслсдоваиий.

в наступившем ХХ1 в. при получении классического естественно-научного образования не уделяется должного внимания философии науки и философским обоснованиям научных теорий. Поскольку предполагается, что в булущем вы будете заниматься научной деятельностью, здесь уместно еще раз остановиться на сути таких понятий, как наука, ученый и научньй метод. Наука подразумевает одновременно способ наблюдения за окружан>щим миром, а также сумму данных и теорий, вытекающих из этого наблюдения. Мощь науки и ее успех напрямую следуют яз тех ее положений, которые можно проверить, всслелуя природные явления, которые можно наблюдать, измерить и воспроизвести, или предлагая теории, имеющие предсказатсльную силу.

Прогресс науки базируется на фундаментальном принципе, о котором редко говорят, но который чрезвычайно важен„этот принцип заключается в постоянстве законов, управляющих силами и явлениями во всей Вселенной. Лауреат Нобелевской премии Жак Моно назвал этот принцип «постулатом объективности природы». Таким образом, мир вокруг нас можно понять, применив научный метод, как это делают при научных исследованиях. Если бы мир не подчинялся строгим законам, наука не могла бы успешно развиваться. Кроме постулата объективности паука пе выдвигает никаких предположений об окружающем мире, которые не подлежали бы изменению и уточнению. Приемлимы линн те научные идеи илн предположения, которые (1) воспроизводимо подтверждаются и (2) могут быть использованы для точного предсказания новых явлений.

Научные идеи могут быть воплощены в разные формы, причем смысл терминов, которые ученые при атом используют, в значительной степени отличается от того„что под этими терминами понимают люди, не занятые научной деятельностью. Так, гипотезой называют идею или предположение„которое обеспечивает разумное и проверяемое объяснение олного или нескольких наблюдений, но которое может не иметь большо>о числа экспериментальных подтверждений. Научная теория — это уже нечто большее; это »дея, которая в достаточной степени подтверждается экспериментальным путем и объясняет основную часть наблюлений определенного рода. Научная теория всегда основана на фактах и может быть проверена, поэтому теорию можно применить при лальнейших исследованиях. Если научная теория многократно проверена на фактах и подтверждена по многим параметрам, ее можно принять как научный факт. Можно сказать, что научные идеи составляют содержание научных статей, которые публикуются в научных журналах по рецензии других ученых.

Ежегодно в мире в 16000 научных журналов публикуется около 1,4 миллиона статей, и этой информацией может воспользоваться любой человек. Ученые — это люди, которые применяют научный л>етод к познанию окружающего мира. Ученым не становятся просто при получении научной степени или звания, а отсутствие таковых не мешает человеку внести весомый вклад в развитие науки. Настоящему ученому свойсгвешю пытаться сформулировать какую-либо гипотезу в ответ на появление новь>х ланных. Принимаемые научные гипотезы должны основываться на измеряемых н воспроизводимых наблюдениях, причем излагать эти наблюдения ученый должен абсолютно честно. Научный метод включает целый набор путей исследования, причем любой путь может привести к научному открытию.

Путь от гипотезы до экспер>шеип>а — ученый формулирует гипотезу и проверяет ее экспериментальным методом. Многие биохимические процессы, с которыми биохимики сталкиваются в своей ежедневной работе, были открыты именно таким образом. Джеймс Уотсон и Френсис Крик установили структуру ДНК; благодаря этому открытию была сформулирована гипотеза о том, что спаривание оснований ДНК лежит в основе передачи генетической информации при синтезе нолинуклеотидных последовательностей. Эта гипотеза помогла в открытии РНК- и ДНК-полимераз. Уотсон и Крик открыли структуру ДНК, используя метал моделирования и расчетов.

Они не проводили никаких самостоятельных экспериментов, а использовали экспериментальныс данные, полученные ранее другими учеными. Некоторые смелые ученые в качестве научного метода избрали метод наблюдении. Открытия, сделанные известными путешественниками, в том числе Чарльзом Дарвином при путешествии на «Битле» в 1831 г., позволили создать карту нашей планеты, описать ее обитателей и изменили 1101 Несколько слов о науке наши представления об окружаюшем мире. Современные ученые, исследующие морские глубины или цосылаюшие ракеты к другим планетам, идут тем жс путем познания. Еще один путь, напоминающий путь гипотезы — эксперимента, основан на методе гипотеза — дедукция. Крик считал, что должна существовать молекуланосрелник, отвечающая за перенос информации матричной РНК в белок. Эта гсниальная гипотеза привела к открытию Малоном Хогландоы и Полом Замечником транспортных РНК.

Не все научные открытия совершаются «по плану»; часто важную роль играет интуиция (' прозорливость) ученого. Открытия пенициллина Александром Флечингом в 1928 г. и каталитической активности РНК Томасом Чеком в начале 1980-х гг. до некоторой степени были счастливыми случайностями, однако эти ученые были готовы к восприятию и использованию своих открытий. Немаловажную роль может сыграть и вдохновение. Так, метод полимеразной цепной реакции (ПЦР), который теперь зани- мает центральное место в биотехнологических исследованиях, был создан Кэри Мюллисом в порыве вдохновения во время путешествия по Северной Калифорнии в 1983 г. Перечисленные нами пути к научному открытиюмогутноказатьсяцикакнссвязанными межлу собой, однако у них есть важные общие свойства. Все они направлены на изучение природы. Все они опираются на воспроизводимое наблюдение и (или) эксперимент.

Все идеи и эксцериментэльные подтверждения, связанные с научным поиском, могут быть проверены и воспроизведены учеными в любой точке света. Всеми научными гипотезами и открытиями могут воспользоваться другис учсныс лля создания новых гипотез и совершения новых открытий. Все они приносят информацию, которая соотвстствуюшим образом пополняет информационное богатство научного знания. Изучение устройства мира — тяжелая работа.

Но нет более захватывающего и достойного занятия, чем пытаться хотя бы частично понять устройство мира. п ервое издание книги «1>г>пс1р>ез о/ Вюсйет1гг>у», написанной Альбертом Ленинджером 25 лет назад, послужило отправной точкой и моделью для последующих четырех изданий. За четверть века биохимические анании неимоверно расширились. Двадцать пять лет назад пе был расшифрован ни один геном, не был проведен рентгсноструктурный анализ ни одного мембранно>о белка н не существовало пи одной нокаутной мьшш. Только-только были открыты рибозимы и внедрена технология ПЦР, а археи были признаны отдельным царством организмов. Сегодня новые генетические последовательности публикуются еженедельно, а новые белковые структуры появляются и того чаще; ученые создали тысячи разных нокаутных животных, что способствует успешному развитию биохимии, физиологии и медицины.

В этом пятом издании книги представлены фотографии 31 Нобелевского лауреата, которые получили свои премии в области химии, физиологии или медицины уже после выхода в свет первого издания. Одной из задач каждого последующего издания б>ыло в какой-то степени отразить поток поступающей новой информации, по при этом не перегрузить издание, ведь по этой книге студенты часто впервые знакомятся с биохимией. Тщательный отбор информации позволил пам изложить основные принципы биохимии и при этом поведать о захватывающих научных достижениях последних лет, об их значении для будущего человечества. Пример такого удивительного исследования иллюстрирует рснтгеноструктурный анализ РНК-полимеразы, когда в атомном разрешении удалось идентифицировать информационную функцию ДНК, РНК и белка в ключевой момент передачи информации.