Георгий Гамов - Мистер Томпкинс внутри самого себя

А вот и другая застежка, прикрепленная к тому же атому, что и аминогруппа, и называется карбоксильной группой. Она состоит из атома углерода, который скреплен с двумя атомами кислорода. К одному из них присоединен атом водорода. Поэтому химики называют всю молекулу аминокислотой: она содержит и аминогруппу, и кислотную группу.

Присмотревшись к атомам повнимательнее, вы заметите атом водорода на амине, и атом кислорода и атом водорода на карбоксильной группе. Если эти атомы сложить вместе, то получится ОН + Н = Н2О.

Поэтому если я столкну аминогруппу одной аминокислоты с кислотной группой другой, то получится молекула воды, и одновременно аминогруппа соединится с кислотной группой и пристегнут одну аминокислоту к другой. Точно таким же образом пристегнутся друг к другу и другие аминокислоты, и мы получим длинную цепь.

— Как вы, должно быть, заметили, — продолжал доктор Стритс, — хотя у каждой аминокислоты имеются по две такие застежки, остальная часть молекулы не всегда одинакова. Помимо двух застежек к альфа-углероду присоединены еще две химические группы. Одна из них всегда состоит из атома водорода. Что же касается второй группы, то в зависимости от того, что она собой представляет, аминокислоты обладают различными свойствами и имеют различные названия. Десять аминокислот, образующие ту часть цепи, которую я держу между ладонями, называются: глицин, гистидин, фенилаланин, глутаминовая кислота, еще одна глутаминовая кислота, аспарагиновая кислота, лизин, аланин, треонин, серии и лейцин.

— Какие сложные названия! — воскликнул мистер Томпкинс. — И как только биохимики все их помнят?

— К счастью, природа использует только двадцать аминокислот, чтобы строить молекулы белков, хотя можно было бы синтезировать тысячи и даже миллионы различных аминокислот.

— Мне кажется, — заметил мистер Томпкинс, — что нам следует есть богатую белками пищу. Поглощаемые с пищей готовые белки мы могли бы включать в состав наших молекул и тем самым избавить себя от хлопот, связанных с синтезом белков внутри нашего тела.

— Вы заблуждаетесь, — возразил д-р Стритс. — Если бы дело обстояло так, как вы предлагаете, то последствия были бы поистине странными. То, что вы собой представляете, зависит от того, какие у вас белки. Если бы вы могли использовать чужие белки, то, сев на диету из цыплят, вы могли бы постепенно превратиться в цыпленка.

К счастью, белки цыпленка, которого вы едите, перевариваются, т.е. распадаются на аминокислоты. И из них вы образуете человеческие белки, причем специфические, присущие только Томпкинсу. Следовательно, что бы вы ни съели, вам не грозит опасность превратиться в это что-то. Правда, некогда многие думали иначе. Каннибалы и другие примитивные народы поедали мозги людей или сердца львов, чтобы стать мудрее и храбрее. Но, к их великому разочарованию, в их желудках все съеденное распадалось на одни и те же аминокислоты независимо от того, съедали ли они храбрецов или трусов. Разумеется, думая, что они стали храбрее, дикари могли действительно стать храбрее. Какой-нибудь психиатр мог бы рассказать вам об этом подробнее.

— Боюсь, что я не совсем понял вас, — признался мистер Томпкинс. — Если белки состоят из одних и тех же 20 аминокислот, то почему сами белки не одни и те же?

— Различия между белками зависят от того, в какой последовательности расположены 20 аминокислот в цепочке. Дело обстоит так же, как с использованием 26 букв английского алфавита. В зависимости от того, в какой последовательности вы расположите буквы, включая пробелы и знаки препинания, вы можете писать целые книги. Каждый белок должен нести в организме определенную функцию. Инструкции относительно того, какую именно функцию должен выполнять тот или иной белок, задаются порядком, в котором аминокислоты следуют одна за другой.

— У меня с собой, — продолжал д-р Стритс, доставая из кармана листок бумаги, на котором что-то было напечатано, — два рецепта, которые я выписал из поваренной книги. И он прочитал:

— Оладьи из картофеля с ветчиной. Соедините порцию картофельного пюре с порцией провернутой через мясорубку прожаренной ветчины, добавьте столовую ложку измельченной петрушки, половину чайной ложки протертого лука и одну восьмую чайной ложки перца. Из полученной массы вылепите плоские оладьи, обваляйте слегка в муке и поджарьте на жире, оставшемся от жарки ветчины.

Плам-пудинг. Просейте через сито одну чашку сахара. Полчашки сливочного масла взбейте, пока масло не станет мягким, постепенно добавляя сахар. Оба ингредиента перемешайте, пока смесь по консистенции не станет напоминать густую сметану. Вбейте в смесь шесть яиц. Добавьте чашку изюма, коринки и орешков, и все тщательно перемешайте. Слегка посыпьте мукой. Соедините с двумя чашками хлебных крошек, двумя чайными ложками корицы, половиной чайной ложки гвоздики и половиной чайной ложки душистого перца. Тщательно перемешайте. Выпекать на сковороде, смазанной маслом, при температуре 200°С в течение примерно получаса.

Каждый из рецептов содержит всего лишь несколько сотен букв, но в зависимости от того, в каком порядке расположены буквы, вы получаете совершенно различные блюда.

Точно так же гемоглобин, который я держу в своих руках, помогает эритроцитам переносить кислород к легким; инсулин, состоящий из 51 аминокислоты, регулирует использование сахара в организме; а вазопрессин, длиной всего лишь из 9 аминокислот, сжимает стенки кровеносных сосудов и увеличивает кровяное давление. Весь живой организм представляет собой сложную химическую фабрику, содержащую бесчисленное количество компонент самого различного рода, которые и приводят фабрику в действие.

Мистер Томпкинс задумался.

— Теперь я понимаю, каким образом из одних и тех же аминокислот могут образовываться различные белки. Но для того, чтобы прочитать рецепт и выполнить содержащиеся в нем инструкции, нужен повар. А кто читает инструкции, записанные в белках?

— Инструкции считывают различные молекулы и ведут себя соответствующим образом, — ответил д-р Стритс. — Вот, взгляните.

Он отпустил один из концов гемоглобина, и молекула тотчас же свернулась в полоску, покрытую складками и завитками.

— В зависимости от того, каким образом сцеплены между собой аминокислоты, молекула белка складывается или закручивается по-разному. Поэтому и молекулы белков получаются различной формы.

Отчасти в зависимости от их формы белки могут агрегировать, образуя более крупные структуры. Мышечные белки образуют тонкие волоконца, не будь которых мускулы, не могли бы сокращаться.

Другой белок образует волосы. Из белков других разновидностей состоит упругая пленка — поверхность красной клетки, на которой мы сейчас сидим. Но самое важное из того, что делают белки, — их роль катализаторов химических реакций, происходящих в наших телах.