Фрэнсис Крик - Что за безумное стремленье! [litres]

Из этой мысли следовало несколько выводов. Здесь я подчеркну один из них – что генетический код может иметь практически любую структуру, поскольку конкретные детали зависят от того, какая аминокислота каким адаптором переносится. Это соответствие, скорее всего, установилось на очень раннем этапе эволюции и, возможно, случайным образом. По причине этого пессимистического вывода статья открывалась цитатой из малоизвестного персидского автора XI века: «Ибо сильнее всего сбивается с пути тот, кто ищет пути там, где его нет» [36] Автор цитаты – Кей-Кавус ибн Искандер, персидский князь и писатель середины XI в. Русский текст цит. по: Кей-Кавус. Кабус-наме. Гл. 1 / пер. Е. Э. Бертельса // Энциклопедия персидско-таджикской прозы. Душанбе, 1983. , – а завершалась замечанием: «В достаточно изолированных условиях Кембриджа мне, надо признаться, часто не хватает духу, чтобы взяться за проблему кода».

Статья была разослана членам Галстучного клуба РНК, но так и не вышла в настоящем журнале. Это самая резонансная из моих напечатанных статей. Позже я опубликовал краткую заметку с изложением этой идеи, где условно допускал, что адаптором может быть маленький отрезок нуклеиновой кислоты. Вскоре выяснилось, что Малон Хогланд, биохимик из Гарвардской медицинской школы, независимо получил экспериментальные свидетельства в поддержку моей гипотезы. В наши дни каждому молекулярному биологу известно, что данную функцию выполняет семейство молекул, которые теперь называют транспортными РНК. По иронии судьбы, я не сумел с ходу распознать в этих молекулах транспортной РНК искомый адаптор, потому что они были значительно крупнее, чем я ожидал, но вскоре я убедился, что мой скепсис безоснователен. Вскоре после этого Малон приехал на год в Кембридж, и мы вместе занялись опытами с транспортной РНК. Мы работали в маленькой комнатке на верхнем этаже в Мольтеновском институте [37] Мольтеновский институт паразитологии в Кембриджском университете, в 1987 г. расформирован и слит с отделением патологии. Не путать с Мольтеновским институтом языка и литературы – благотворительной организацией по распространению грамотности, существующей по сей день. , которую директор любезно уступил нам в пользование, пока она временно пустовала.

В этот период теоретики усиленно бились над попытками разрешить проблему кода – в первую очередь Гамов, Ичас и Рич. Гамов и Ичас выдвинули идею «комбинаторного кода», где порядок оснований в триплете не имел значения, а важна была только их комбинация. Хотя эта гипотеза была неправдоподобна со структурной точки зрения, в ней что-то было, поскольку возможных комбинаций из четырех элементов, взятых по три, получается как раз двадцать. Но по-прежнему оставалось совершенно неясным, как соотнести каждую аминокислоту с комбинацией оснований.

Ученые всё еще думали, что код должен быть перекрывающимся, поэтому поиск ограничений на аминокислотную последовательность продолжался. По мере того как открывали новые последовательности, их добавляли к уже известным, но не находилось ни малейших признаков того, что какие-либо последовательности запрещены, пусть поначалу данные и были чересчур скудными, чтобы мы могли быть уверены в том, что ничего не упустили. Внимание было сосредоточено в основном на соседних аминокислотах. Комбинаций из двух аминокислот возможно общим счетом 400 (20х20). Любая перекрывающаяся тройка могла бы кодировать лишь 256 (64 возможных тройки, помноженных на 4), так что код подобного рода должен был иметь ограничения. Сидни Бреннер сообразил, что этот довод можно усилить. С любым триплетом могли соседствовать по одну сторону лишь четыре других триплета. Например, если речь идет о триплете AAT, то предшествовать ему могли только TAA, ЦAA, AAA и ГAA, тогда как следовать после него – только ATT, ATЦ, ATA и ATГ, если принять, что код перекрывается. Следовательно, если в известных последовательностях у определенной аминокислоты окажется девять и более «соседей», следующих после нее, значит, ее кодирует не менее трех триплетов, поскольку два триплета дают лишь восемь. Сидни сумел показать, что необходимое количество триплетов существенно превышает 64 и что, следовательно, все перекрывающиеся варианты триплетного кода невозможны. Это рассуждение исходило из посылки, что код «универсален» – то есть одинаков для всех организмов, для которых получены экспериментальные данные, – но оно было достаточно убедительно, чтобы мы практически уверились в ошибочности идеи перекрывающегося кода.

Это не отменяло геометрического затруднения. Как могла в процессе синтеза белков одна аминокислота оказаться достаточно близко к другой для соединения в цепочку, если кодирующие их триплеты не перекрывались и, следовательно, были разделены некоторым расстоянием? Сидни предположил, что у постулируемых адапторов имеется гибкий хвостик, к концу которого присоединяется нужная аминокислота. В ту пору мы с Сидни не рассматривали эту идею слишком серьезно и называли ее «авось-теорией», подразумевая, что можно представить себе по крайней мере один способ, которым природа могла бы разрешить эту проблему, так что незачем на данном этапе переживать, каков в действительности правильный ответ, тем более что перед нами стояли более важные задачи. В данном случае, как оказалось, Сидни был прав. У каждой транспортной РНК в самом деле есть гибкий хвостик, к которому присоединяется аминокислота.

В скобках позволю себе заметить, что английская школа молекулярной биологии, когда ей нужно как-то назвать новое понятие, обычно использует общеизвестное английское слово, такое как «бессмысленный» ( nonsense ) или «перекрывающийся» ( overlapping ), тогда как парижане любят сочинять слова с латинскими корнями, например, «капсомер» [38] «Кирпичик» капсида, белковой оболочки вируса. ( capsomere ) или «аллостерическая регуляция» [39] Изменение активности ферментов с помощью специальных молекул – эффекторов. (allosterie ). Бывшие физики, например, Сеймур Бензер, обожают придумывать слова, оканчивающиеся на «-он»: «мутон», «рекон», «цистрон» [40] Из перечисленных трех только слово цистрон (синоним гена) прижилось в качестве термина, хотя и не общеупотребительного. . Новые слова зачастую быстро входили в обиход. Однажды молекулярный биолог Франсуа Жакоб уговорил меня выступить с докладом в парижском клубе физиологов. По тогдашним правилам все доклады следовало делать на французском. Меня не обрадовало это предложение, ибо с французским у меня совсем плохо, но Франсуа дал понять Одилии (одинаково хорошо говорившей на английском и французском), что, если я соглашусь, она тоже получит возможность съездить в Париж, так что вскоре мне пришлось сдаться. Я решил выступить по вопросу генетического кода, пребывая в убеждении – как оказалось, ложном, – что осилю доклад, написав основные положения мелом на доске. Но вскоре стало ясно, что говорить по-французски мне придется, чтобы объяснить суть идей, так что я начал с того, что надиктовал весь доклад секретарше (обычно я использую для докладов заметки). Затем я выкинул оттуда все шутки, потому что даже при выступлении перед секретаршей обнаружил, что мои импровизированные анекдоты неуместны, и понял, что вряд ли смогу прочесть их бесстрастно. Затем Одилия перевела доклад на французский, рукопись ее была перепечатана на машинке и повсюду расставлены ударения, чтобы мне было легче читать. Однако возникла проблема, как перевести термин «перекрывающиеся». Как это будет по-французски? В конце концов Одилия вспомнила подходящее слово, и мы выехали в Париж. Я настолько сомневался в этом странном слове, что по прибытии спросил у Франсуа, какое слово у них используется в значении «перекрывающиеся». «А, – ответил он, – мы просто говорим пере-кри-ваю-штиеса ».