Читаем Беседы об информатике полностью

Когда на страницах этой книги впервые описывался подобный процесс, мы ограничились туманной фразой о том, что, мол, синтез белка начинается при определенных условиях. Мы поступили так, чтобы сразу не усложнять и без того сложное описание. Настала пора сказать, что эти условия более чем определенные. Молекула РНК сколь угодно долго пребывает в растворе аминокислот, и при этом ничего не происходит, если в том же растворе не присутствуют химические соединения, называемые ферментами. Причем для каждой молекулы РНК и соответственно для данного вида белка требуются совершенно определенные ферменты.

Откуда берется фермент? Он вносится в раствор извне или синтезируется в том же растворе из тех же аминокислот на основании информации, записанной на молекуле РНК. При этом большая часть молекулы РНК содержит информацию, используемую при синтезе конечного продукта — белка. Эта информация активизируется лишь под действием фермента. Другая часть молекулы РНК (меньшая) содержит информацию, используемую для синтеза фермента.

На самом деле все происходит гораздо сложнее — мы дали весьма примитивное описание. Однако его довольно, чтобы установить: командой, переводящей информацию из пассивной формы в активную, является та же информация.

Молекулярные загадки

Пятое свойство информации — способность быть переданной на расстояние. Это свойство непосредственно следует из свойства информации сохраняться. Действительно, если информация записана на молекуле РНК, на электроне или на любом другом носителе, то перемещение носителя повлечет за собой перемещение записанной на нем информации.

Наконец, шестое свойство — свойство информации подвергаться переработке. Поясним это свойство на примере молекулы РНК. Молекула РНК представляет собой последовательность нуклеотидов, связанных друг с другом так, что они образуют длинную нить. В случае РНК в построении участвуют четыре типа нуклеотидов: аденин, гуанин, урацил, цитозин (для сокращения этих названий мы использовали большие буквы, так же поступим в дальнейшем). Каждая молекула РНК отличается от аналогичных молекул количеством и порядком расположения нуклеотидов.

Число различных молекул РНК чрезвычайно велико. Нить, составленная из четырех нуклеотидов, может быть построена 256 способами. Нить из ста нуклеотидов может быть образована 4100 способами. Это настолько огромное число (порядка единицы с двадцатью пятью нулями), что нет смысла вычислять здесь его точное значение. Что же говорить о молекуле РНК столь простого организма, как кишечная палочка, которая состоит из двадцати миллионов нуклеотидов?

Количество способов, которыми из заданного количества аминокислот можно построить пептидную нить, или молекулу белка, во много раз больше, поскольку больше типов аминокислот — их двадцать. Трудно удержаться, чтобы в очередной раз не выразить удивления природой, умеющей, пользуясь молекулами РНК, синтезировать совершенно определенный вид белка из бесчисленного количества возможностей.

Как на самом деле происходит процесс синтеза? Представьте себе нить РНК, которая состоит из такой последовательности: А—У—Г—Ц—А—У—У—А—Г—Ц—У—А…, и пептидную нить, также представляющую собой последовательность, но не нуклеотидов, а аминокислот. Каким образом осуществить синтез пептидной нити, то есть заданной последовательности аминокислот, на основании имеющейся последовательности нуклеотидов?

Казалось бы, очень просто. Каждому нуклеотиду нужно ставить в соответствие какую-нибудь аминокислоту. Там, где в цепочке РНК расположен, к примеру, аденин, в пептидной цепи ставить треанин, там, где в цепочке РНК находится гуанин, в пептидную цепь ставить аланин и т. д. Но не тут-то было! Нуклеотидов насчитывается всего четыре типа. Следуя предложенному правилу, можно выбирать лишь четыре типа аминокислот. А различных аминокислот — двадцать, и все они нужны для построения белков. Как выходит природа из подобного затруднительного положения?

Для выбора одной аминокислоты используется не один нуклеотид, а последовательность, состоящая из трех соединенных друг с другом нуклеотидов. Например, три соединенных между собой одинаковых нуклеотида УУУ — подобные тройки называют триплетами — выбирают аминокислоту фенилаланин. Триплет АУГ используется для выбора аминокислоты метионина, триплет ГУУ — валина и т. д.

Задача эта совсем не простая. Каким механизмом пользуется природа, чтобы, располагая одним триплетом, выбрать требуемую молекулу из смеси двадцати видов аминокислот. Что получается? Вроде бы что-то где-то должно помнить таблицу соответствий триплетов аминокислотам, то есть своеобразный словарь. Каким образом составлять триплеты? Можно образовывать триплеты, начиная с первой буквы (то бишь с первого нуклеотида), например, так: АУГ ЦАУ УАГ ЦУА. Но можно иначе: АУГ ГЦА АУУ УАГ и т. д. Да и сам выбор первого нуклеотида снова сложная задача. Реальная, даже относительно простая молекула РНК может содержать сотни тысяч нуклеотидов и так быть закручена в спираль, что где начало, где конец, разобраться весьма и весьма трудно.

Перейти на страницу:

Все книги серии Эврика

Похожие книги

102 способа хищения электроэнергии
102 способа хищения электроэнергии

Рассмотрена проблема хищений электроэнергии и снижения коммерческих потерь в электрических сетях потребителей. Приведены законодательно–правовые основы для привлечения к ответственности виновных в хищении электроэнергии. Изложены вопросы определения расчетных параметров средств учета электроэнергии, показаны схемы подключения счетчиков электрической энергии. Описаны расчетные и технологические способы хищения электроэнергии. Обсуждаются организационные и технические мероприятия по обнаружению, предотвращению и устранению хищений.Для работников энергоснабжающих организаций и инспекторского состава органов Ростехнадзора. Материалы книги могут быть использованы руководителями и специалистами энергослужб предприятий (организаций) для правильного определения расчетных параметров средств учета и потерь электроэнергии в электрических сетях.Если потенциальные расхитители электроэнергии надеются найти в книге «полезные советы», они должны отдавать себе отчет, что контролирующие структуры информированы в не меньшей степени и, следовательно, вооружены для эффективной борьбы с противоправной деятельностью.Настоящая книга является переработанным и дополненным изданием выпущенной в 2005 г. книги «101 способ хищения электроэнергии».

Валентин Викторович Красник

Технические науки / Образование и наука
Электроника для начинающих (2-е издание)
Электроника для начинающих (2-е издание)

В ходе практических экспериментов рассмотрены основы электроники и показано, как проектировать, отлаживать и изготавливать электронные устройства в домашних условиях. Материал излагается последовательно от простого к сложному, начиная с простых опытов с электрическим током и заканчивая созданием сложных устройств с использованием транзисторов и микроконтроллеров. Описаны основные законы электроники, а также принципы функционирования различных электронных компонентов. Показано, как изготовить охранную сигнализацию, елочные огни, электронные украшения, устройство преобразования звука, кодовый замок и др. Приведены пошаговые инструкции и более 500 наглядных рисунков и фотографий. Во втором издании существенно переработан текст книги, в экспериментах используются более доступные электронные компоненты, добавлены новые проекты, в том числе с контроллером Arduino.

Чарльз Платт

Радиоэлектроника / Технические науки
100 великих чудес инженерной мысли
100 великих чудес инженерной мысли

За два последних столетия научно-технический прогресс совершил ошеломляющий рывок. На что ранее человечество затрачивало века, теперь уходят десятилетия или всего лишь годы. При таких темпах развития науки и техники сегодня удивить мир чем-то особенным очень трудно. Но в прежние времена появление нового творения инженерной мысли зачастую означало преодоление очередного рубежа, решение той или иной крайне актуальной задачи. Человечество «брало очередную высоту», и эта «высота» служила отправной точкой для новых свершений. Довольно много сооружений и изделий, даже утративших утилитарное значение, тем не менее остались в памяти людей как чудеса науки и техники. Новая книга серии «Популярная коллекция «100 великих» рассказывает о чудесах инженерной мысли разных стран и эпох: от изобретений и построек Древнего Востока и Античности до небоскребов в сегодняшних странах Юго-Восточной и Восточной Азии.

Андрей Юрьевич Низовский

История / Технические науки / Образование и наука