Ян Схюттен - Загадка жизни и грязные носки Йоса Гротьеса из Дрила

И вот тут мы подходим ко второму этапу: как возникают белки? Очень просто: с помощью дезоксирибонуклеиновой кислоты. Дезоксирибонуклеиновая кислота — это молекула, которая преобразует аминокислоты в белки, ну, как твоя рука формует из глины чашку. Дезоксирибо… (Ты уже по горло сыт длиннющим названием? Ученые тоже. Потому-то и сократили его до ДНК, а это сокращение тебе, конечно, знакомо. Создатели детективов его прямо-таки обожают. Прочитаешь дальше — поймешь почему. Форма молекулы ДНК тебе тоже наверняка знакома. Она похожа на веревочную лестницу, закрученную винтом. В науке, правда, принято говорить о «двойной спирали».) В общем, для жизни на Земле ДНК совершенно необходима.

В ДНК заложена полная информация о твоем облике и внутреннем устройстве. Некоторые люди сравнивают ДНК с поваренной книгой, где записан рецепт человека, животного или растения. Другие видят в ней инструкции по сборке. В каждой молекуле ДНК Йоса Гротьеса из Дрила, стало быть, записаны инструкции, как строить Йоса Гротьеса. Но ДНК — это нечто большее. Ее можно также рассматривать как крохотную фабрику, превращающую аминокислоты в белки, из которых выстроены все компоненты твоего тела.

ДНК состоит из длинных цепочек молекул. Большая часть генов располагается именно в молекулах ДНК. Они образуют звенья цепочки. Для простоты можешь сравнить гены с вагонами длинного поезда. Все люди выглядят по-разному, поэтому у каждого ДНК своя. Смекаешь теперь, почему ДНК — любимое сокращение каждого следователя, расследующего убийство? В любой клетке твоего тела ДНК одна и та же. Значит, имея волос убийцы и выделив из него ДНК, ты можешь сравнить ее с ДНК подозреваемого. Они совпали? Тогда подозреваемый и есть убийца.

Молекулы ДНК содержатся в каждой живой клетке и потому очень-очень малы. И все же цепочка одной такой молекулы, если ее развернуть, будет длиной целых два метра! А в твоем теле клеток столько… Если развернуть все молекулы ДНК из твоего тела, их совокупная длина составит 500 расстояний до Солнца и обратно.

Итак, миллиарды лет назад наверняка существовали аминокислоты, а также должны были возникнуть молекулы ДНК, которые могли превратить аминокислоты в белки. Иными словами… э-э… н-да… хм. К сожалению, все не так просто. Ведь ДНК сама собой не возникает. Для этого опять-таки нужны определенные молекулы. Попробуй с одного раза догадаться какие. Вот именно: молекулы белка! ДНК нужна, чтобы получить белок, а белок — чтобы получить ДНК. По сути, самая настоящая проблема яйца и курицы. Что было раньше — курица или яйцо? Курица появляется из яйца, а яйцо из… курицы. Стало быть, загадка возникновения ДНК — древнейшая на свете проблема яйца и курицы. Жизнь без белков невозможна. А белки невозможны без ДНК. То есть без ДНК невозможна жизнь. Да уж!

Проблема курицы и яйца кажется неразрешимой. Однако мы знаем: решение должно быть, ведь курица и яйцо существуют. Значит, должно быть решение и для проблемы ДНК и белка. Самое очевидное — это РНК. РНК (так принято коротко называть рибонуклеиновую кислоту) во многом похожа на ДНК, только по форме не… не двойная спираль. РНК, как и ДНК, хранит информацию о жизни. А что еще важнее, может сама себя копировать. Таким образом, молекулы РНК были первыми молекулами, которые могли обеспечить себе «потомство». Ведь чтобы существовать, РНК не нуждается в белке. И вполне возможно, именно она играла в начале жизни роль белков и ДНК. Впоследствии из нее развилась ДНК, которая создала белки. Неопровержимых доказательств пока нет, но ученые очень стараются их найти.

Перед нами встает очередная проблема — как же тогда возникла РНК? РНК тоже длинная молекула с очень сложной структурой. Представь, что ты высыпаешь в океан миллиарды пакетов макарон «Алфавит» и ждешь, когда к берегу сами собой прибьются тексты песен Джастина Бибера. Вероятность, что это случится, есть, но настолько ничтожная, что можно назвать ее несуществующей.

К счастью, с РНК обстоит несколько иначе. РНК образована из различных химических веществ, которые подчинены определенным химическим закономерностям. Одни молекулы в этих веществах притягиваются друг к другу, другие отталкиваются. Тут вроде как с буквами: одни часто стоят рядом, других же рядом никогда не встретишь. Ты нипочем не наткнешься на сочетания вроде «ФСДГ», «XXРТРГДД» или «УУУТТУИИ», зато можно встретить «ОХАБ», «ИБАБА», «ЭББИ». А отсюда уже недалеко до «Бэби, бэби, бэби…», верно?

Ты можешь провести в домашних условиях простой опыт, чтобы посмотреть, как происходит нечто подобное. Молекулы самых обыкновенных веществ сразу образуют цепочку, сами по себе принимают такую форму, будто они живые. Сделать надо вот что:

И что получится? А вот что: вырастет деревце из соляных кристаллов. Пока вода испаряется, кристаллы соли медленно ползут вверх, будто живое существо. На самом деле соль, конечно, не живет, она просто следует разным химическим законам. РНК формируется примерно так же, только этот процесс в миллионы раз сложнее.

Но это не страшно. Ведь чтобы сформироваться, РНК имела в своем распоряжении сотни миллионов лет. Ученые, кстати, уже провели эксперименты по созданию РНК. И как? Успешно! РНК все-таки менее сложна, чем ДНК. Стало быть, ДНК почти наверняка возникла из РНК.

Самая примитивная жизнь, известная нам сейчас на Земле, это жизнь совсем простых клеток. Но и такая простая клетка довольно сложна. Это как бы маленькое тельце. Там есть ядро с молекулами ДНК и генами — вроде как мозг клетки. Есть части с красивыми названиями — рибосомы и митохондрии, это, так сказать, органы клетки. Есть цитоплазма, которую можно отдаленно сравнить с кровью. И есть мембрана, оболочка, в которой все это помещается. И еще кое-какие необходимые компоненты, обеспечивающие исправное состояние клетки. Словом, клетка весьма сложна. Поэтому первая жизнь едва ли изначально выглядела так.

Первые клетки наверняка были гораздо проще. Как мешочек с набором заготовок. Они не имели ни ядра, ни митохондрий, ни рибосом. Вместо них были аминокислоты, белки и молекулы РНК и ДНК. Молекулы РНК и ДНК отдавали «команды» аминокислотам и белкам. Сообща все они делали то, что положено делать клетке: поглощали полезные вещества, выводили отходы и выращивали новые «клетки».