Молекула ДНК — один із найвпізнаваніших символів науки. Її зображають на обкладинках наукових журналів, у фільмах та науково-популярних роликах. Навіть ті, хто не цікавиться наукою, багато разів бачили яскраві ілюстрації подвійної спіралі. Але чи завжди ці ілюстрації правильні? Інтернет переповнений спотвореними зображеннями ДНК, а художники часто нехтують фундаментальними особливостями її структури.
Існують три основні форми ДНК: А-, B- і Z-форми. Усі вони є хіральними, тобто несумісними зі своїм дзеркальним відображенням. Форми A і B — правозакручені, а форма Z — лівозакручена.
Майже завжди на зображеннях ми бачимо B-форму, адже вона є найпоширенішою в живих організмах. В-форма, зображена на знаменитому «Фото 51» Розалінд Франклін, лягла в основу моделі подвійної спіралі, яку в 1950-х роках прославили Джеймс Вотсон, Френсіс Крік та Моріс Вілкінс. Хоч В-форма закручена вправо, автори зображень інколи ігнорують цей момент і зображують її лівозакрученою. Це помилка, адже дзеркальної В-форми взагалі не існує, і з хімічної та біологічної точки зору вона не має сенсу. Якби ми замінили правозакручену ДНК у своїх клітинах на лівозакручену, ферменти, які зчитують і копіюють нашу ДНК, не могли б її розпізнати або взаємодіяти з нею. Правозакручена В-форма ДНК — один із ключових доказів спільного походження всього живого на Землі.
Лівозакручена ДНК настільки поширена, що не раз з’являлася на обкладинках наукової літератури. Наприклад, її малювали на палітурці першого британського видання книжки Джеймса Вотсона «The Double Helix». Також лівозакручену подвійну спіраль можна побачити на обкладинці журналу Nature від 9 вересня 2010 року. І навіть в українському підручнику з біології для 9 класу.
Генетик Майкл Айзен, коментуючи зображення на обкладинці Nature, писав: «Не міг не помітити, що на обкладинці вашого випуску зображена лівозакручена молекула ДНК. Однак у структурі, яку Джеймс Вотсон і Френсіс Крік першими запропонували на сторінках вашого журналу, ланцюги ДНК утворюють правозакручену спіраль. Пропоную розмістити цей ескіз ДНК на найвиднішому місці у ваших кабінетах, щоб у майбутньому уникати таких прикрих помилок».
У 2019 році провідний журнал у галузі генетики The American Journal of Human Genetics (AJHG) випустив номер із зображенням лівозакрученої ДНК. Після обурення науковців редакція журналу прокоментувала: «Ми просимо вибачення за цей прикрий недогляд і вже працюємо над якнайшвидшою заміною обкладинки. Проте нас завжди цікавило, скільки людей насправді розглядають обкладинку. Тепер знаємо!»
Біолог Том Шнайдер створив сайт, на якому багато років поспіль збирає зображення лівозакрученої ДНК. Відвідавши його «Галерею слави лівозакрученої ДНК», ви знайдете сотні випадків, коли подвійну спіраль малювали спотворено. Левова частина прикладів — це зображення, які безпосередньо стосуються лабораторій, інститутів та навчальної періодики.
Якщо на зображенні ДНК вам важко зрозуміти, у який бік вона закручена, ось кілька корисних порад. Уявіть, що ДНК — це гвинтові сходи. Якщо під час спуску ви повертаєте праворуч, значить, ДНК є правозакрученою. Можна ще уявити підйом — якщо, йдучи вгору, ви притримуєтеся правою рукою, то ДНК також правильна.
На монеті, випущеній Національним банком України у 2015 році на честь Одеського національного університету імені І. І. Мечникова, увічнено лівозакручену ДНК.
Можна припустити, що художники свідомо зображують лівозакручену Z-форму. Але Z-форма трапляється вкрай рідко, за особливих умов, до того ж вона має зовсім іншу структуру — її ланцюги йдуть зиґзаґом.
Заради справедливості варто зазначити, що не всі науковці поділяють прискіпливий погляд на зображення ДНК. Вони зазначають, що не так уже й важливо, у який бік вона закручена на зображеннях.
Автори зображень нехтують не лише напрямком закручування. Досить часто можна зустріти ілюстрації, на яких порушено принцип комплементарності. У ДНК азотисті основи з’єднуються в пари строго визначено: аденін утворює пару з тиміном, а гуанін — із цитозином (А-Т і Г-Ц). Проте на багатьох ілюстраціях азотисті основи з’єднані довільно. Трапляються випадки, коли азотисті основи розфарбовані усіма кольорами веселки.
Наступна деталь, яку художники часто переінакшують, — кількість пар на виток. B-форма має 10–10,5 пар (А-форма — 11, Z-форма — 12), але на багатьох зображеннях кількість «сходинок» абсолютно випадкова. На обкладинці Nature якось зобразили приблизно 20 пар.
Також варто згадати і про жолобки. У ДНК вони мають різні розміри: один широкий, а інший — вужчий. Жолобки надзвичайно важливі для функціонування молекули, і дуже прикро, коли подвійну спіраль малюють симетричною, не показуючи її справжню складність. Це стосується й логотипів лабораторій та реклами. Для науковців прагнення до достовірності має стояти попереду графічних міркувань.
Можливо, після цієї статті ви інакше дивитиметеся на зображення ДНК. Отримали брошуру з рекламою генетичних тестів, на якій B-форма закручена ліворуч, а гуанін утворює пару з аденіном? Будьте обачні. І пам’ятайте: найкращий дизайн завжди ґрунтується на достовірності.