Перерастая бога. Пособие для начинающих

Вернемся к основному повествованию. Как мы видели, последовательность аминокислот, составляющих «ожерелье», отвечает — посредством «самосборки пазла» — за изобилующую буграми и впадинами форму белкового «клубка». Еще нам известно, что впадины эти, в свою очередь, отвечают за специфическую функцию белка как фермента, ускоряя — обычно настолько сильно, что можно сказать «запуская», — некую конкретную химическую реакцию. В клетке в любой отдельно взятый момент времени могло бы протекать много таких реакций. Все реагенты в наличии и готовы взаимодействовать. Однако для каждой реакции требуется свой фермент. И в клетке могло бы находиться множество различных ферментов, но присутствует только один. Или всего несколько. Поэтому чрезвычайно важно, какие ферменты окажутся в клетке. От этого зависит, что именно делает клетка. Чем она вообще является.

Ну, теперь вы, должно быть, задаетесь вопросом: а что же определяет саму последовательность бусин-аминокислот в цепочке каждого конкретного фермента, определяющую, в свою очередь, его бугорчатую форму, в которую данная цепочка сворачивается? Очевидно, что вопрос этот — громадной важности, ведь от ответа на него зависит столь многое.

И ответ таков: молекула наследственности, ДНК. Преувеличить его значимость невозможно. Вот почему я вынес этот ответ в отдельный абзац.

Как и белковая молекула, ДНК представляет собой цепь — ожерелье, состоящее из кусочков пазла. Но «бусинки» тут не аминокислоты, а другие химические единицы: азотистые основания нуклеотидов. Разновидностей в данном случае не двадцать, а всего четыре. Их названия принято сокращать до одной буквы: A, T, C и G. Деталь T этого «пазла» подходит только к детали A (а A — только к T). C — только к G (а G — только к C). Цепь молекулы ДНК чрезвычайно длинна — намного длиннее белковых молекул. В отличие от цепочки из аминокислот, ДНК не завязывает сама себя в «узел». Она так и остается длинной нитью — точнее, двумя нитями, пристегнутыми друг к другу в виде изящной спиральной лестницы. Каждая «ступенька» этой лестницы состоит из пары азотистых оснований, скрепленных наподобие кусочков пазла. Такие ступеньки бывают только четырех разновидностей:

A — T

T — A

C — G

G — C

Последовательность оснований ДНК хранит в себе информацию — примерно таким же образом (а на самом деле почти абсолютно таким же образом), как и компьютерный диск. И информация эта используется двумя совершенно разными способами: генетическим и эмбриологическим.

Генетический способ — обычное копирование. В результате некоего довольно громоздкого варианта сборки пазла создается полная копия всей лестницы. Происходит это в ходе деления клетки. Эмбриологический же путь совершенно ошеломляющий. Буквы кода считываются триплетами, то есть по три враз. Для четырех букв возможны 64 тройные комбинации (4 × 4 × 4 = 64), и каждый из этих 64 триплетов «переводится» при изготовлении белковых цепей либо как знак препинания, либо как одна из 20 аминокислот. Говоря «считываются», я, разумеется, не имел в виду, будто их кто-то читает. Опять-таки все происходит автоматически, с использованием принципа пазла. Мне бы очень хотелось углубиться в детали, но наша книга о другом. Здесь для нас существенно лишь то, что последовательностью участка ДНК, составленной из четырех типов оснований, определяется — если считывать эти основания тройками — последовательность из двадцати аминокислот в белковой цепи. А аминокислотная последовательность затем определяет, в какой именно «узел» свернется белок. А форма «узла» (его «ямки» и прочее) определяет функционирование белка как фермента — ту химическую реакцию, которую он запускает в клетке. А протекающие в клетке реакции определяют, к какому типу относится данная клетка и чем она занимается. В конечном итоге — что, вероятно, поразительнее всего — совместная деятельность клеток зародыша определяет, как он развивается и превращается в младенца. Выходит, именно наша ДНК лежала в основе того, каким именно образом каждый из нас, будучи вначале одной-единственной клеткой, становился младенцем, а затем и вырастал до своего теперешнего состояния. Это и будет предметом следующей главы.

Глава 10 Снизу вверх или сверху вниз?

Как-то раз Дж. Б. С. Холдейн, великий ученый двадцатого века и грандиозная личность, читал публичную лекцию, после которой поднялась одна дама и сказала что-то вроде следующего: