Илья Рухленко - Что ответить дарвинисту? Часть I

Столь разнообразные способности белки имеют благодаря тому, что они сами, в свою очередь, являются неким подобием конструктора. Белковые нити собираются из 20 разных аминокислот, которые можно соединять в произвольном порядке. В результате получаются разные белковые нити, обладающие разнымисвойствами. То есть, соберем белковую нить, выстраивая аминокислоты одним способом – получим, допустим, инсулин, фермент, который расщепляет сахар у нас в крови и бережет нас от сахарного диабета. А соберем (те же самые 20 аминокислот) в другом порядке – и получим, например, актин – белок, который помогает сокращать наши мышцы. А соберем третьим способом, и получим кристаллин – удивительно прозрачный белок, входящий в состав хрусталика нашего глаза.

Получается, что если мы знаем, в какой последовательности и сколько раз нужно соединить между собой определенные аминокислоты, то мы сможем получить такой белок, который будет выполнять ту или иную полезную работу в организме. А вот если мы не знаемэтого правильного рецепта, то скорее всего, вместо полезного белка мы получим какую-нибудь «абракадабру», то есть, тоже белковую нить, но не выполняющую никакой полезной работы, а лежащую в организме «мертвым грузом».

И вот чтобы такого не происходило, все правильные рецептывсех нужных белков – записаныв ДНК живых существ, в виде последовательности нуклеотидов.

Например, в ДНК имеется следующая последовательность нуклеотидов:

Т-Т-Т-Г-Т-Г-Г-А-Ц-Г-А-А-Ц-А-Т-Ц-Т-Г

На самом деле, здесь записана информация. Информация об определенной последовательностиаминокислот, в которую эти аминокислоты должны выстроиться(на конкретном участке белковой нити), чтобы соответствующий белок мог успешно выполнять свою работу в организме. Последовательность нуклеотидов (в ДНК) переводится в точный порядок аминокислот (в белке) с помощью генетического кода в специальных органоидах живой клетки – в рибосомах.

Это делается так. Сначала с ДНК снимается копия, так называемая информационная РНК (иРНК). Копирование производится по матричному принципу (матрица/оттиск). Где А комплементарен У; Т комплементарен А; а Г комплементарен Ц (и наоборот). В результате, снятая копия иРНК будет иметь такую последовательность нуклеотидов:

А-А-А-Ц-А-Ц-Ц-У-Г-Ц-У-У-Г-У-А-Г-А-Ц

То есть, получается как бы «оттиск» с исходной матрицы ДНК (сравните с приведенной выше строчкой ДНК).

Далее эта нить (иРНК) попадает в рибосому. Рибосома – один из самых замечательных органоидов клетки. Она является, по сути, аналогом компиляторакомпьютерной программы. В компиляторе компьютерной программы язык программирования высокого уровня (например, бейсик или паскаль) переводится в язык машинного кода, то есть, в машинные команды, предписания компьютеру выполнить какие-то действия. Аналогично и в рибосоме – язык нуклеотидов переводится в язык аминокислот. А именно, в рибосоме идет построение определенного белка по той самой информации, которая закодирована в последовательности нуклеотидов. После этого созданный белок начинает выполнять какие-то полезные действия в организме.

Генетический код, используемый рибосомой, можно посмотреть здесь (Рис. 14):

Рисунок 14. Наиболее распространенный вариант генетического кода живых организмов. Таблица соответствия кодонов (последовательностей из трёх конкретных нуклеотидов) конкретным аминокислотам. Английские буквы A, G, C, U соответствуют аденину, гуанину, цитозину и урацилу.

Здесь определенная последовательность из трёхнуклеотидов (так называемый кодон) соответствует одной определенной аминокислоте. Например, в нашем случае (расшифровываем нашу иРНК) последовательность из первых трех аденинов (ААА) соответствует аминокислоте лизину. Следующий кодон САС – соответствует аминокислоте гистидину. Следующий кодон СUG – это аминокислота лейцин. Далее CUU – это тоже аминокислота лейцин(такие взаимозаменяемые кодоны можно назвать синонимичными). Далее кодон GUA – обозначает аминокислоту валин. И наконец, кодон GAC обозначает аспарагиновую кислоту.

В результате, если в рибосоме окажется иРНК с последовательностью нуклеотидов:

А-А-А-Ц-А-Ц-Ц-У-Г-Ц-У-У-Г-У-А-Г-А-Ц

то на выходе рибосома выдаст следующую белковую цепочку (названия аминокислот сокращены):

Лиз-Гис-Лей-Лей-Вал-Асп

Таким образом, рибосома создаёт нужные организму белки строго по рецепту, записанному в ДНК в виде последовательности нуклеотидов. А сами белки, в свою очередь, отвечают за разные признаки и свойства конкретного живого организма.

Получается серьезная аналогия с компьютерной программой. [25] Еще более точно – с интерактивной компьютерной программой. Допустим, целью и результатом работы какой-нибудь компьютернойпрограммы является построение определенного изображения на компьютерном мониторе. Пусть это будет «прорисовка» какого-нибудь виртуального игрового персонажа. Например, какой-нибудь виртуальной девушки. Помимо прорисовки соответствующего виртуального объекта, будет неплохо, если компьютерная программа обеспечит еще и правильное « функционирование» этого изображения на компьютерном мониторе – запрограммирует соответствующие движения игрового персонажа, обеспечит целесообразное взаимодействие этой виртуальной девушки с окружающим её игровым миром. И тому подобное.

Точно так же, целью и результатом работы генетическойпрограммы, записанной в ДНК, является построение конкретного живого существа. И поддержание его существования. То есть, результатом работы генетической программы является не только построение тела живого существа (инфузории, дождевого червя или колибри), но еще и то, как это тело будет взаимодействоватьс миром: избегать опасностей, искать источники пищи и т. п.

Таким образом, определенные аналогии между компьютерной и генетической программой очевидны. [26] Причем характернейшей чертой генетических программ является то, что генетические программы исключительно интерактивны . Подобно тому, как в компьютере (например, в какой-нибудь компьютерной игре) – программа (точнее, программно-аппаратный комплекс) постоянно ожидает от своего пользователя определенных внешних сигналов (нажатий на мышку, клавиатуру или прикосновений пальцев к сенсорному экрану) – чтобы определиться в каждый новый момент времени, какие программные действия далее исполнять. Так же и в геноме – каждую секунду сотни разных генных комплексов (аналоги отдельных программных функций, процедур или подпрограмм) – ожидают внешних сигналов (в виде специфических сигнальных веществ), чтобы определить, начинать ли исполнение данной «генетической процедуры», или не начинать (или же исполнять процедуру только строго определенным способом).