Георгий Гамов - Мистер Томпкинс внутри самого себя

— Дурацкая шутка! — произнес мистер Томпкинс. — Должно быть, он превратил меня в рыбу!

— Чтобы дышать, находясь внутри собственного кровотока, —раздался где-то совсем рядом голос доктора, — вам вовсе не нужно быть рыбой. Ведь ваш кровоток переносит весь запас кислорода, димый для дыхания клеток вашего тела. Если вам не нравится плавать в плазме, то почему бы вам не взобраться хотя бы вот на этот эритроцит и немного не отдохнуть? По удобствам эритроцит ничуть не уступает пресловутому ковру-самолету.

Только теперь мистер Томпкинс заметил, что в потоке жидкости плавает огромное количество дискообразных тел, сплюснутых в середине. Диски имели в толщину около 60 см и около 4,5 м в диаметре, были ярко-красного цвета, напоминая один из тех надувных резиновых плотов, на которых спасаются в океане потерпевшие аварию летчики. Взобравшись с помощью доктора на один из таких «плотов» мистер Томпкинс почувствовал, что все его злоключения позади.

— Скажите, а эти эритроциты, как вы их называете, не то, что в просторечье именуют красными кровяными тельцами? — спросил он, растягиваясь рядом с д-ром Стритсом на мягкой бархатистой поверхности.

— Совершенно верно! — последовал ответ. — «Эритрос» по-гречески означает «красный». Вещество, которое придает эритроцитам ярко-красный цвет называется гемоглобином. Это сложное химическое соединение, обладающее большим сродством с кислородом. Когда кровоток проходит через легкие, красные кровяные тельца поглощают большое количество кислорода и доставляет его к различным колониям клеток в теле. Хотя эритроциты занимают менее 50 % объема крови, они способны поглотить в 75 раз больше кислорода, чем может раствориться в самой плазме.

Мистер Томпкинс почувствовал, что все его злоключения позади

— Хитрое, должно быть, вещество, этот самый гемоглобин, — задумчиво произнес мистер Томпкинс.

— Да уж непростое, — согласился д-р Стритс. — Биохимикам пришлось немало потрудиться, чтобы установить его состав. Если вы воспользуетесь вот этим увеличительным стеклом, то сможете разглядеть, насколько сложна структура гемоглобина.

— Вы хотите сказать, что я смогу разглядеть отдельные атомы, из которых состоит молекула гемоглобина? — с удивлением спросил мистер Томпкинс.

— Вот именно, сейчас вы ростом около двух микронов. Это означает, что атомы выглядят для вас как шарики диаметром в несколько десятых миллиметра. Простой карманной лупы вполне достаточно, чтобы легко рассмотреть, как устроена молекула гемоглобина. Взгляните хотя бы на крохотные пупырышки, покрывающие поверхность, на которой вы сидите.

Мистер Томпкинс взял лупу из рук доктора, растянулся на животе и принялся разглядывать молекулы гемоглобина. По виду она напоминала четыре длинные ленты, свободно завязанные вокруг плоских дисков.

— То, что похоже на ленту, — пояснил д-р Стритс, — белковая часть гемоглобина, которая называется глобином, а диски — это гемы, небелковая, так сказать, деловая часть молекулы. Именно гемы придают ей красный цвет. Как видите, они имеют симметричную структуру, в центре которой располагается тяжелый атом железа. Его окружает группа из 4 атомов азота и 20 атомов углерода. Снаружи к группе прикреплены углеводородные цепи, простирающиеся во все стороны, как щупальцы осьминога. Присмотревшись повнимательнее, вы увидите, что молекулы кислорода пойманы атомами железа, как мухи, попавшие на липучку. Некоторым молекулам кислорода время от времени удается оторваться, но прилипают они гораздо чаще, чем высвобождаются.

— Но если кислород улавливают гемы, то для чего глобин? — спросил мистер Томпкинс.

— Прежде чем я отвечу на этот вопрос, — предложил д-р Стритс, — может быть, вы лучше присмотритесь к глобину? Ваше тело не могло бы жить, если бы большая часть его не состояла из белка. Чтобы понять, что такое жизнь, вам необходимо узнать, что такое белок. Глобин — очень хороший пример белка для начинающих. Давайте пройдем сквозь линзу и растянем одну из завязанных глобиновых лент, чтобы посмотреть, как она устроена.

Так они и сделали. Взяв завязанную ленту в двух местах, доктор растянул ленту, словно она была резиновой.

Я бы сказал, что она выглядит как изящный браслет с подвесками различной формы, — заметил мистер Томпкинс.

— Действительно, очень похоже, — согласился д-р Стритс. — Брелки, или, как вы сказали, подвески известны среди биохимиков как аминокислоты, а у различного рода простых органических молекул имеются специальные «застежки», которыми молекулы сцепляются между собой, образуя иногда очень длинные цепи. В том белке, который вы видите перед собой, таких цепей четыре. Из них две содержат по 146 аминокислот, а две другие — по 141. Поэтому молекулы белка выглядят такими сложными.

— А как действуют эти застежки? — поинтересовался мистер Томпкинс. — Ведь они не похожи на те застежки, которые портные пришивают к нашей одежде?

— Я легко могу показать вам молекулярные застежки, — обрадовался д-р Стритс, доставая из кармана две модели молекул из цветных деревянных шариков. — Я построил эти модели для лекции, которую мне довелось как-то прочитать персоналу госпиталя. В каждой аминокислоте имеется атом углерода, называемый альфа-углеродом, к которому прикреплены две застежки. Одну из застежек химики называют аминогруппой, так как она некоторым образом состоит в родстве с молекулой аммиака.

Выглядит, как изящный браслет с подвесками различной формы. («Подвесками» в этой недоразвитой форме молекулы гемоглобина служат: [1] глицин, [2] гистидин, [3] фенилаланин, [4] треонин, [5] глутаминовая кислота, [6] глутаминовая кислота, [7] аспарагиновая кислота, [8] лизин, [9] аланин, [10] треонин, [11] изолюцин, [12] треонин, [13] серии, [14] лейцин)

В каждой аминокислоте имеется атом углерода, к которому прикреплены две застежки

— Вы имеете в виду, — осторожно спросил мистер Томпкинс, — то вещество с резким запахом, которым моя жена имеет обыкновение счищать грязь с оконных стекол?

— Да, ваша жена пользуется водным раствором аммиака. Это вещество состоит из одного атома азота, вокруг которого расположены три атома водорода. Если один из атомов водорода удалить, а вместо него поместить какую-нибудь более сложную конфигурацию атомов углерода, то вы получите соединение аммиака, которое называется амином.