Мистер Томпкинс внутри самого себя. - Гамов Г.
ISBN 5-7029-0343-9
Скачать (прямая ссылка):
Разумеется, в любом организме существует много тысяч различных белков, но отличаются они друг от друга только порядком, в котором сцеплены между собой аминокислоты. Даже цепочка, состоящая всего лишь из 100 аминокислот, может быть реализована 20100 различными способами, и это разнообразие делает возможным множество различных функций, выполняемых белками.
— Мне приходилось недавно читать об этом, — кивнул мистер Томпкинс.
— Тогда тебе, должно быть, известно, что, взаимодействуя между собой множеством различных способов, аминокислоты образуют более сложные структуры, а это определяет, какую форму обретает организм. Кем быть — скунсом или розой, капустой или человеком, в конечном счете зависит от того, в какой последовательности сцеплены между собой аминокислоты в белках.
Еще более важную роль играет другая функция белков. Многие белки катализируют, или, попросту говоря, ускоряют, химические реакции. В отсутствие белков такие реакции протекают чрезвычайно медленно, можно сказать, почти совсем приостанавливаются. Таким образом, белки определяют, какие химические реакции должны протекать в
Озеро мечтаний
309
организме. Например, от наличия или отсутствия тех или иных белков зависит, какая пища переваривается организмом, какие типы сахаров усваиваются и какого рода витамины синтезируются (потребность в веществе, которое не синтезируется организмом, удовлетворяется введением недостающего вещества в пище). Как тебе хорошо известно, белки-катализаторы принято называть ферментами.
Разнообразие белков приводит к тому, что они порождают эффекты на первый взгляд странные и неожиданные. Растения, как я уже говорил, поглощают свет, который используют как пищу. Как хорошо известно океанографам, существуют другие организмы, которые поглощают пищу, вырабатывая свет. Как показывают несложные расчеты, на глубине нескольких десятков метров в морской воде весь солнечный свет поглощается, и теоретически при погружении на еще большую глубину в толще вод должна царить кромешная тьма. Тем не менее когда фотопластинки были впервые опущены на значительные глубины и экспонированы там, они неожиданно оказались засвеченными. Теперь нам известно, почему так произошло: дело в том, что в океанских глубинах существуют всевозможные необычные организмы от одноклеточных простейших до рыб и кальмаров и у некоторых из них имеются ферменты, катализирующие реакции, которые сопровождаются излучением света. У некоторых видов даже имеются белковые линзы, позволяющие фокусировать испускаемый свет в определенном направлении, как автомобильные фары. Мы не всегда понимаем, для чего глубоководным организмам нужно свечение. Возможно, свет позволяет находить брачных партнеров и тем самым способствует продолжению рода. Некоторые светящиеся организмы существуют и на суше. Они нам более знакомы. Это светляки, их личинки и грибы, которые заставляют светиться гнилушки. В белках всех организмов имеется некоторая последовательность аминокислот, от которой зависит, быть свечению или не быть.
Резюмируя, я бы сказал, что второй фундаментальный биологический принцип заключается в следующем: специфику организма определяет последовательность аминокислот.
— Кажется, я понял, — прервал сына мистер Томпсон. — Специфичность организма определяется тем, в каком порядке аминокислоты расположены в белках. Но, если я правильно припоминаю один из моих снов, организму доподлинно известно, как расположить аминокислоты в надлежащем порядке.
310
Мистер Томпкинс внутри самого себя
— Совершенно верно, — подтвердил Уилфред, — ив этом заключается третий фундаментальный принцип, лишь недавно установленный биологами. Информация о последовательности аминокислот записана в молекуле ДНК, или дезоксирибонуклеиновой кислоты, т. е. того самого вещества, из которого построены гены. Несмотря на весьма сложное название, ДНК в действительности представляет собой упорядоченный набор из четырех различных групп, называемых основаниями, подобно тому, как белки представляют собой упорядоченные наборы из двадцати различных аминокислот. Упорядоченный набор оснований определяет порядок следования аминокислот в белках. Набор оснований «кодирует» последовательности аминокислот в белках, и мы можем рассматривать его как число, записанное о помощью многих миллионов цифр, которое, задавая специфические белки, тем самым определяет и весь организм. Разумеется, это число, или, если угодно, цифровой код, содержит инструкции, позволяющие построить фермент, который копирует код, или, на молекулярном языке, строит новую молекулу ДНК, точную копию оригинала. Так «план» построений всего организма передается из поколения в поколение. Более того, в план по мере его использования вносятся усовершенствования. Дело в том, что при копировании плана время от времени возникают небольшие ошибки, и некоторые из них порождают планы, которые распространяются лучше, чем оригинал.
— Все это удалось выяснить за несколько последних лет. Ныне мы твердо уверены, что проблема биологической организации на уровне атомов и молекул вскоре будет полностью решена.
