Горизонты науки и техники - Бестужев И.В.
Скачать (прямая ссылка):
Допустим, что все перечисленные проблемы решены. И все же одна тканевая культура не сможет обеспечить нас этими важными веществами. К 1984 году намного расширятся возможности синтеза биологических продуктов без посредства клеток. Этот синтез, возможно, будет происходить совершенно новыми путями, например с помощью весьма своеобразных пептидных связей, которые сейчас революционизируют искусственный синтез белковоподобных веществ.
Методы культуры тканей будут занимать в органической химии такое же место, какое сейчас в аналитической химии занимает метод биологических проб. Продукты, которые сегодня синтезируются и анализируются биологическими способами, завтра перейдут в сферу деятельности химика. Это, конечно, не означает, что биологические методы вообще выйдут из употребления: наоборот, все только что открываемые и потому особенно интересные вещества всегда будут вырабатываться и исследоваться биологами, а химики будут догонять их.
Соперницей органической химии станет биохимия. Например, чтобы получить биологически активный продукт, химический синтез белков, как и в природе, должен начинаться только с левых аминокислот. В то
246
же время биохимическое производство использует способность клеточных белковых фабрик — рибосом — отвергать правые аминокислоты Pt поэтому потребует не столь чистого и гораздо более дешевого исходного сырья.
Клетки в культуре станут, вероятно, использоваться как источник закодированных в молекулах ДНК или РНК инструкций для различных «биологических машин». Сами «машины», возможно, будут представлять собой недифференцированные клетки универсального назначения, выращиваемые в культуре. Полученная таким путем вирусная нуклеиновая кислота уже используется для изготовления вакцин. Возможно, это будут бактериальные клетки для выращивания вируса коровьей оспы по инструкциям, записанным в молекулах нуклеиновых кислот, а может быть, — совершенно лишенные клеток системы, например цистерны с синтетическими рибосомами.
ДЖОФРИ Г. БИЛ, профессор, Эдинбургский университет
ИЗМЕНЕНИЕ НАСЛЕДСТВЕННОСТИ КЛЕТОК
Когда станет возможным направленное и предсказуемое изменение наследственности живых клеток? Разумеется, сейчас нам это недоступно. Несмотря на поразительные успехи в области изучения химической основы наследственности, достигнутые в последнее время, нельзя даже предполагать, что такую задачу удастся решить в предвидимом будущем..
Прежде всего рассмотрим возможность изменения самых основных наследственных элементов клетки -— генов, состоящих, как мы знаем, из молекул ДИК.
С тех пор как в 1927 году Г. И, Мёллер обнаружил, что рентгеновские лучи вызывают мутации генов, была проделана огромная работа по искусственному созданию мутантов с помощью различных видов радиации и химических веществ. Однако все такие мутагены действуют, в сущности, случайным образом, попросту
247
увеличивая статистическую вероятность мутации данного гена, но без всякой гарантии, что именно это и произойдет. А подавляющее большинство мутаций, как нам хорошо известно, вредно или даже гибельно для организма.
Возможность получить действительно специфичные химические мутагены, которые вызывали бы нужную мутацию в определенном гене, сомнительна, хотя некоторые из таких мутагенов (например, аналоги аде-нина и тимина), как полагают, действуют непосредственно на ДНК. В настоящее время считается, что генетический материал состоит из бесконечного числа сочетаний четырех основных химических единиц, образующих код. Хотя можно представить себе такое вещество, которое изменяло бы любую из этих четырех единиц, не затрагивая остальных, тем не менее при этом изменению подвергался бы, очевидно, почти весь генетический код, а не какая-то его часть.
Более перспективно использование явления трансформации у бактерий. Выделяют ДНК одного штамма бактерий, очищают ее и вводят другому штамму. В результате последний может приобрести некоторые наследственные черты первого. Этот метод сейчас детально разработан для многих видов бактерий. Тем не менее никому еще не удалось получить препарат ДНК, состоящий лишь из одного гена: приходится пользоваться суммарной ДНК клетки. К тому же трансформация с помощью экстракта ДНК осуществлена только у бактерий; сообщения о возможности аналогичного процесса у уток и других высших животных не подтвердились. В принципе мы не видим причин, почему бы чужая ДНК, введенная высшему организму, не могла включиться в его хромосомы; но этого еще никто не добился, и здесь существуют большие технические трудности, особенно связанные с доступом к находящемуся в центре клетки ядру, где расположены гены.
Оставив в стороне трудную проблему прямого изменения генов, обратимся к другим составным частям клетки, которые могут оказаться более доступными и играют не меньшую роль, чем гены. Следует обратить особое внимание на РНК, где положение также крайне интересно.
248
Считается, что ДНК клетки сначала вырабатывает информационную РНК, которая в свою очередь управляет образованием специальных белков, особенно ферментов, и в конечном счете всех веществ, составляющих организм. Первоначально исследованная информационная РНК бактерий считалась крайне неустойчивым веществом, но впоследствии изучение материала, полученного из тканей млекопитающих, показало, что иногда она бывает более стабильна.
