Литмир - Электронная Библиотека
Содержание  
A
A

Данные молекулярной биологии

Правильные ориентиры в области эмбриологии подсказывает современная молекулярная биология. Обратимся к фактам, установленным этой наукой, именно к фактам! Начнём с самого известного – с генетического кода. Как показали новейшие исследования, генетическое кодирование признаков осуществляется благодаря функционированию не одного только генетического кода, триплетного, – а нескольких, как минимум, трёх кодов. Другими словами, передача наследственной информации реализуется с помощью трёх геномных языков – с помощью, позволим себе сказать, системы тройной символики! Что же это за языки?

Первый, наиболее исследованный и известный – это триплетный код хромосомной ДНК и мРНК. Этот язык обеспечивает передачу наследственной информации меж поколениями, от предков к потомкам, определяя синтез основополагающих белков. Для исполнения своей функции этот основной язык нуждается в помощи дополнительных языков, ещё двух: тРНК-синтетазного (полное его название – аминоацил-тРНК-синтетазный) и гистонового языков, так называемой «мусорной ДНК» (junkDNA).

Что представляют собой эти два дополнительных языка? Чтобы синтезировать в рибосоме закодированную в ДНК, а затем скопированную в мРНК, молекулу какого-нибудь белка, у тРНК-синтетазы должна иметься система паролей для узнавания в сонме тРНК (их 32 вида) именно той тРНК, которая подходит для требуемой данной аминокислоты[75]. Чтобы соответствующая синтетаза правильно узнавала нужную (свою) аминокислоту (из 20 видов), необходимо иметь в наличии столько же синтетаз, то есть набор из 20 ферментов, каждый из которых специфичен для своей аминокислоты[76]. Мало того, тРНК-синтетазы имеют двойной «пароль»: как для распознавания своей аминокислоты, так и для узнавания своей тРНК. «Каждая аминоацил-тРНК-синтетаза, – читаем у Ленинджера, – специфична не только к определённой аминокислоте, но также к определённой тРНК»[77]. Поэтому-то очень правильно систему тРНК-синтетаз называют «вторым генетическим кодом». (Взаимодействия между аминоацил-тРНК-синтетазами и тРНК называют «вторым генетическим кодом»»[78], – гласит всё тот же знаменитый Ленинджер.)

Здесь следует отметить характерное исключение: «Для некоторых синтетаз при распознавании (тРНК – автор) важна не последовательность тРНК, а другие особенности (её – автор) строения»[79]. Скорее всего, важна топология тРНК. Так, от бактерии до человека для распознавания аланиновой тРНК «..главную роль играет одна-единственная пара оснований G=U в аминокислотном плече тРНК-Ala»[80]. (Известно, что обычная тРНК содержит 76 нуклеотидов, «клеверный листок»; урезанная же тРНК, называемая «шпилькой», содержит 25 нуклеотидов.)

Вообще, можно предположить, что явление вырождённости триплетного кода имеет значение не только «качания» третьего нуклеотида и «скоростного» считывания при трансляции, но и особого вида кодирования («дырчатого», «пробелами»)[81].

* * *

Кроме вышеназванных систем, внутри клетки существуют сложные транспортные системы, которые используют свой особенный язык «сигнальных последовательностей»[82]. Таких последовательностей сотни. Каждая из них специфична для транспорта своего белка. Сигнальная последовательность (обычно состоит из 13–26 аминокислот) присоединяется к своему белку и затем «ведёт» его к месту назначения (в митохондрию, в хлоропласт или в ядро). Им помогают особые белки – шапероны-транспортники. («Предшественники белков, предназначенных для митохондрий и хлоропластов, связываются с цитоплазматическими шаперонами и доставляются к рецепторам на внешней поверхности органеллы (митохондрии или хлоропласта – автор)»[83].)

Пользуясь случаем, хочу отметить, что особые белки, именуемые шаперонами, выполняют в клетке многие и другие важнейшие функции. Они вообще «мастера на все руки». В том числе они эффективно осуществляют процесс складывания одномерных аминокислотных цепочек в трёхмерную структуру белка.

* * *

А теперь самое интересное и самое свежее! Уж никак нельзя не сказать о самой, может быть, необычной языковой системе в клетке, в расшифровке которой сделаны лишь первые шаги. Речь о так называемой «мусорной ДНК», о «junkДНК», той самой, которая занимает 98 % от всей ДНК генома (% junkДНК из книги Н. Кэри) и которая до сих пор считалась «эгоистической», «паразитической», «никчёмной». Однако вновь восторжествовал принцип функциональности: в клетке, как и во всём здоровом организме, ничего бесполезного и нефункционирующего нет! Речь о гистоновом языке генома[84], от которого в большей мере, собственно, и зависит, быть ли существу мышью или человеком (первичная последовательность их ДНК совпадает на 99 %).

Оказалось, что именно от «узоров» гистонной модификации зависит и форма носа, и длина рук, и красота кистей рук и т. д.

Итак, о гистоновых модификациях, чаще всего осуществляемых присоединением к гистоновым белкам метильной или ацетильной группы. Изучение этого явления заставило говорить биологов об особом гистоновом языке генома: «Характер модификаций позволяет предполагать существование гистонового кода, с помощью которого эти модификации узнаются ферментами, изменяющими структуру хроматина»[85].

Таким образом, современная наука открыла ещё одну языковую систему клетки, которая осуществляет эпигенетический уровень регуляции генной активности. Это язык метилирования, и, вообще, язык модификации и ДНК, и гистонов, которые действуют в одной «упряжке» (ДНК плюс гистоны) благодаря длинным некодирующим РНК. Известный биохимик, шотландка Несса Кэри, в связи с этим в книге о «мусорной» ДНК отметила: «Гистонные модификации также могут применяться для модулирования экспрессии гена: его можно включать слегка, посильнее, очень сильно, на всю катушку. Метилирование ДНК в этом смысле подобно выключателю, а модификации гистонов – регулятору громкости»[86].

Все названные эмпирические данные можно подытожить одним фундаментальным положением, высказанным американским генетиком Мэттом Ридли в книге «Геном»: секрет жизни заключается в том, что «…код жизни записан символами…»[87]. И далее он продолжает: «Наследственность – это изменяемая и сохраняемая программа, а метаболизм – универсальная машина. Их связывает между собой код – система абстрактных сообщений, которые могут быть записаны не важно в чём – в химических веществах, в физических явлениях или даже в нематериальной форме»[88]. Там же Ридли обобщает: «Сначала было Слово. Слово обратило в свою веру доисторическое море и с его помощью стало беспрерывно копировать себя. Слово нашло способ трансформировать химические соединения таким способом, чтобы зациклить и зафиксировать слабые завихрения в беспрерывном потоке энтропии, зародив жизнь. Слово преобразовало безжизненную и пустынную поверхность планет в цветущий рай»[89].

Итак, наконец-то сказано, что жизнь – это Слово, что это прежде всего словесность (биологическая!), а не химия, не физика, вообще никакой не физикализм.

вернуться

75

Нельсон Д., Кокс М. Основы биохимии Ленинджира: в 3 т. Т. 3: Пути передачи информации). М., 2015. С. 174.

вернуться

76

Там же. С. 189.

вернуться

77

Там же. С. 189.

вернуться

78

Там же. С. 189.

вернуться

79

Там же. С. 189.

вернуться

80

Там же. С. 190.

вернуться

81

Там же. С. 174.

вернуться

82

Нельсон Д., Кокс М. Основы биохимии Ленинджира… С. 211.

вернуться

83

Там же. С. 215–216.

вернуться

84

Гистоны – это хромосомные белки, которые своими нуклеосомами организуют динамику и топологию ядерной ДНК.

вернуться

85

Там же. С. 258.

вернуться

86

Кэри Несса. Мусорная ДНК. М., 2016. С. 124.

вернуться

87

Ридли Мэтт. Геном. М., 2008. С. 21.

вернуться

88

Ридли Мэтт. Геном. С. 24.

вернуться

89

Там же. С. 19.

10
{"b":"938741","o":1}