Терри Пратчетт - Наука Плоского Мира

Часто Долли называют идеальной копией своей «мамы», но это не совсем так. Хотя бы потому, что источником некоторых фрагментов ДНК Долли является не ее «мама», а донор яйцеклетки. Но даже если бы это различие удалось устранить, Долли все равно бы во многом отличалась от биологической «матери», поскольку ДНК содержит не полный перечень инструкций для «сборки овцы». ДНК больше похожа на рецепт — при этом подразумевается, что вы сами знаете, как нужно подготовить кухню. То есть в рецепте не говорится, к примеру «выложите смесь на смазанный маслом противень и поставьте его в духовку, нагретую до 400°F ( около 205 °C — прим. пер. )» — там будет сказано: «поставьте смесь в духовку» в предположении , что вы сами выложите ее на противень и разогреете духовку до стандартной температуры. В частности, ДНК овцы не содержит весьма существенной инструкции «положите смесь внутрь овцы», однако это единственное место (пока что), где оплодотворенная яйцеклетка овцы может превратиться в ягненка. Так что даже суррогатная мать играет заметную роль в процессе «приготовления» Долли по «рецепту», записанному в ее ДНК.

Многие биологи считают это замечание несущественным — в конечном счете, донор яйцеклетки и суррогатная мать выполняют свои функции, благодаря тому, что информация об этих функциях присутствует в их ДНК. Однако неотъемлемой частью репродуктивного цикла могут быть факторы, не связанные с ДНК какого-либо организма. В качестве примера можно привести дрожжи — микроскопические грибы, способные превращать сахар в спирт, выделяя углекислый газ. К настоящему времени нам удалось полностью расшифровать ДНК-код одного из видов дрожжей. Тысячи ученых-экспериментаторов играли с дрожжами в генетические игры, чтобы затем отделить их ДНК в центрифуге и изучить генетический код. В ходе этого процесса на дне пробирки остается грязный осадок — поскольку это не ДНК, вы его выбрасываете, так как уверены, что ничего важного с точки зрения генетики там быть не может. Так все и делали, пока в 1997 году один генетик не задал глупый вопрос. Если это не ДНК, то зачем он нужен? И вообще, из чего состоит этот грязный осадок?

Ответ озадачил ученых, хотя и оказался простым. Прионы. Множество прионов.

Прион — это крохотная молекула белка, которая может выступать катализатором в процессе образования новых молекул белка, подобных ей самой. В отличие от ДНК, копирования при этом процессе не происходит. Вместо этого прионы используют уже существующие белки, устроенные почти так же, как и они сами, но не совсем — те же атомы, в том же порядке, но молекула свернута по-другому. Прион соединяется с таким белком, немного трясет его и придает ему форму приона. В итоге получается еще больше прионов и процесс ускоряется.

Прионы — это молекулярные проповедники: они создают себе подобных, обращая в неверующих в свою религию — а не за счет разделения на одинаковые молекулы-близнецы. Один из печально известных прионов, как считается, является источником ГЭКРС [85] Губчатая энцефалопатия крупного рогатого скота — прим. пер. , так называемого «коровьего бешенства». Оказывается, преобразуемый им белок является ключевой составляющей мозга коров — по этой причине зараженные животные теряют координацию, бесцельно бродят, пускают слюну и кажутся безумными. Для чего прионы нужны дрожжам? Без прионов дрожжи не способны к размножению. Инструкции по созданию белков в ДНК дрожжей иногда производят белок, свернутый в неправильную форму. Когда дрожжевая клетка делится, она каждая половинка получает свою копию ДНК и часть прионов исходной клетки (их запас может быть пополнен за счет преобразования других белков). Таким образом, этот пример показывает, что даже на молекулярном уровне ДНК живого организма не дает о нем полной информации.

Мы еще многого не понимаем в системе кодирования ДНК, однако кое-в-чем мы смогли разобраться — например, в «генетическом коде». Некоторые фрагменты ДНК представляют собой инструкции по созданию белковых молекул. По сути, их можно довольно точно назвать чертежами белков, поскольку они точно перечисляют компоненты белка в правильном порядке. Белки состоят из ограниченного набора относительно коротких молекул, называемых аминокислотами. Для большинства организмов, в том числе и человека, этот набор содержит ровно 22 аминокислоты. Если соединить в один в ряд множество аминокислот и позволить их цепочке свернуться в достаточно компактный клубок, как раз и получится молекула белка. ДНК не содержит информацию о том, как нужно свернуть получившуюся молекулу, но, как правило, она сама сворачивается нужным образом. В тех случаях, когда этого не происходит, несколько вспомогательных молекул помогают ей принять правильную форму. Пока мы пишем эти строки, одна из таких молекул, известная как HSP90 [86] HSP90 (Heat Shock Protein-90) — белок теплового шока с молекулярной массой около 90 тысяч — прим. пер. , переворачивает молекулярную генетику с ног на голову. Она «заставляет» белки принимать нормальную форму, даже если фрагмент ДНК, отвечающий за эти белки, содержит несколько мутаций. Когда организм находится в состоянии стресса, HSP90 используется для других целей, в результате чего эти скрытые мутации неожиданно становятся выраженными — белки принимают нестандартную форму, соответствующую своим мутировавшим кодам ДНК. Так что генетические изменения можно вызвать и вполне негенетическим способом.

Наименование «гены» относится к сегментам ДНК, кодирующим функциональные белки. Прочие сегменты могут называться по-разному. Некоторые из них кодируют белки, регулирующие момент «включения» какого-либо гена, то есть запуск синтеза соответствующих белков — это так называемые регуляторные (или гомеотические) гены. Некоторые фрагменты в разговорной речи именуются «избыточной ДНК» — это научный термин, означающий «мы не знаем, для чего нужны эти кусочки ДНК». Некоторые ученые понимают эти слова буквально как «они не нужны», ставя тем самым коня эволюции вровень с телегой человеческого понимания. Скорее всего, эти фрагменты представляют собой некую смесь: ДНК, которая выполняла определенные функции на ранних этапах эволюции, но сейчас дремлет (и, возможно, однажды проснется, если, к примеру, снова появится какой-нибудь древний паразит); ДНК, управляющая процессом включения производства белков для тех или иных генов; ДНК, управляющая этими генами , и так далее. Некоторые части ДНК и в самом деле могут оказаться избыточными. А в некоторых (как в анекдоте) может быть закодировано сообщение: «Это был Я, Бог. Я существовал с самого начала, ха-ха».