Мистер Томпкинс внутри самого себя. - Гамов Г.
ISBN 5-7029-0343-9
Скачать (прямая ссылка):
160
Мистер Томпкинс внутри самого себя
— Кажется, я начинаю понимать, — задумчиво произнес мистер Томпкинс, — но кое-что мне кажется весьма любопытным. Такие слова, как «словарь», «чушь» и т. п., не очень похожи на биологические термины. Вы пользуетесь ими только для того, чтобы объяснить на понятном мне языке суть дела, или такие термины и в самом деле употребляются в биологии?
— Вам придется привыкнуть к столь необычно звучащим терминам, — ответил доктор Экскинс. — Дело в том, что над расшифровкой биологического кода трудилась смешанная группа математиков, физиков, инженеров, химиков и биологов, которые мыслили терминами, заимствованными из языкознания, теории информации и лексикона инженеров-связистов. Поэтому сейчас в биологии вы можете встретить такие термины, как сообщение, перевод, транскрипция, словарь, чушь и т. д. Поначалу для биологов и биохимиков старшего поколения они звучали несколько странно, но постепенно те привыкли.
— Все же одно мне осталось неясным, — настаивал ненасытный мистер Томпкинс. — Молекулы ДНК во всех клетках моего тела должны быть одинаковыми, так как все они некогда возникли из одной клетки. Как же потом случилось, что одни клетки стали нервными клетками, другие мышечными, третьи — клетками кожи и т. д.? Если они получили одни и те же инструкции, то и стать они должны были одинаковыми.
— Вы задали действительно трудный вопрос, — признал доктор Экскинс, — ия должен сказать прямо, что полного ответа на него не знает никто. Мы называем это проблемой дифференциации — каким образом клетки с одинаковой ДНК дифференцируются, т. е. становятся различными. Ясно, что в каждой разновидности клеток источником инструкций служит лишь какая-то часть ДНК, и от того, какая часть молекулы ДНК, так сказать, «закрывается», зависит, какая клетка получится, к сожалению, мы пока не знаем, как закрывается та или иная часть ДНК.
Тем не менее кое-какие наводящие соображения относительно того, как это может происходить, все же имеются. Мы знаем, что некоторые гены в нормальном состоянии не активны, т. е. не копируются в информационную РНК и теперь нам известно, почему так происходит. Существует специальный класс генов, управляющих синтезом белков, но белки эти особого свойства. Они не принадлежат к числу ферментов и не создают структуру клетки, а комбинируются с другими гена-
Число зверя
161
ми так, что те утрачивают способность быть транскриированными в информационную РНК. Таким образом, гены, вырабатывающие такие белки-ингибиторы, запрещающие транскрипцию, регулируют функционирование других генов. Мы называем их регуляторными генами, или генами-регуляторами.
Открытие регуляторных генов позволило объяснить кое-что из того, что до того казалось почти чудом, — способность вырабатывать так называемые адаптивные ферменты. Некоторые бактерии обладают весьма остроумным способом защиты от пенициллина. Если в среду их обитания добавить пенициллина, то они сразу же начинают вырабатывать фермент, разрушающий антибиотик. Но как только весь пенициллин оказывается уничтоженным, бактерии перестают вырабатывать чудодейственный фермент — до тех пор, пока в среду не будет снова добавлен пенициллин. Другим весьма близким примером могут служить бактерии, вырабатывающие фермент, который расщепляет один из сахаров — лактозу, содержащуюся в молоке.
В расщепленном виде лактоза становится питательным веществом. Как и в предыдущем примере, фермент вырабатывается бактериями только в том случае, если имеется лактоза. Таких примеров много. Они свидетельствуют о том, что бактерии обладают способностью к адаптации. Но как они проделывают столь удивительные вещи?
Ответ в действительности очень прост. У некоторых бактерий есть ген, управляющий производством фермента, который разрушает пенициллин. Но обычно этот ген не действует, так как другой ген, регуляторный, вырабатывает особый белок, предотвращающий функционирование гена-разрушителя пенициллина. Но когда в среде оказывается пенициллин, он вступает в реакцию с особым белком, и тот перестает подавлять функционирование гена, разрушающего пенициллин. Ингибитор (как принято называть вещества, подавляющие или замедляющие химические реакции) сам оказывается ингибированным, и — как пример того, что минус на минус дает плюс, — ничто не мешает производству фермента, разрушающего пенициллина.
— Простите, но я не вполне понимаю, какое отношение имеет все это к дифференциации клеток, — заметил мистер Томпкинс.
— Возможно, что имеет и самое непосредственное, но мы в этом еще не вполне уверены. Возможно, что существуют такие регуляторные гены, которые вырабатывают белки, выключающие определенные гены, ненужные в клетках одного типа, а другие регуляторные гены управ-
162
Мистер Томпкинс внутри самого себя
ляют таким же образом другими генами. На мысль о существовании таких регуляторных генов у человека наводит, например, то, что одна из многочисленных форм лейкемии — рака белых кровяных клеток — по-видимому, вызывается стиранием части одной из хромосом человека. Дело обстоит так, как если бы вследствие этого был подавлен ген, ингибирующий рост. По современным представлениям кажется вполне вероятным, что некоторые из гормонов, играющих столь важную роль в регуляторной деятельности нашего организма, могут комбинироваться с белками, ингибирующими те или иные гены, и либо подавлять, либо усиливать действие этих белков. Теперь вам понятно, почему ученые так стремятся узнать как можно больше об этих материях.
