Все для детей

Валерий Сойфер. Арифметика наследственности

Глава 16. Генетический код

<< НазадДальше >>

Есть ли у природы язык?

Единый ли у природы язык? Не существует ли у растений, животных, микроорганизмов, а может быть, и у менее крупных групп живых существ своих наречий, подобно тому как человеческое общество разделено языковым барьером на французов и немцев, англичан и русских? Может быть, то, что узнали ученые из исследований микробов, характеризует лишь этих мельчайших живых существ?

Надеюсь, ясно, как этот вопрос интересует ученых и как они хотели бы поскорее узнать ответ. Первые данные уже получены. Все типы экспериментов по выяснению «универсальности» кода — так называют в науке эту проблему — можно разделить на два типа: изучение поведения нуклеиновых кислот разных организмов в искусственно созданных фабриках белков, тех бесклеточных системах, с которыми работали Ниренберг, Очоа и многие другие; и попытка получения тех же результатов на живых, не разрушенных многоклеточных организмах.

Экспериментов первого типа больше (с разрушенными клетками работать проще), но и на клеточном уровне проведено не одно исследование. Суть тех и других опытов достаточно проста. Ниренберг, создавая свою бесклеточную систему, разрушал клетки бактерий, из них добывал рибосомы, аминокислоты, ферменты, транспортные РНК и вообще все, что нужно для синтеза белка. Все компоненты этой системы до этого имели дело только с бактериальной ДНК, то есть «говорили» на бактериальном языке. И вот в такую фабрику белков Ниренберг подсовывал искусственно синтезированные матрицы. Если бы язык этих матриц оказался им непонятным, то синтеза белка не было бы вовсе. Но белок синтезировался. Не значит ли это, что нет особого бактериального языка, раз любые приказы понятны? Нет, пока еще не значит. Разве нельзя предположить, что, строя белок по приказу незнакомой матрицы, строители из бактериальной клетки возводят нелепое, лишенное смысла здание? Не напоминает ли их работа случай, рассказанный А. П. Чеховым, когда ученик, читая надпись учителя латинского языка на своем сочинении, прочел вместо слова «чепуха» — по латыни «реникса». Но как решить, имеет ли синтезированный белок действительно тот смысл, какой записан в матрице?

Одну и ту же искусственную матрицу ученые поместили в бесклеточные системы из разных животных и растительных организмов. А затем исследовали белки, синтезированные на такой матрице компонентами клеток млекопитающих и бактерий. Если их генетические языки различны, то белки будут разными. В одной системе будет прочитано, как у Чехова «чепуха», а в другой — «реникса». Но в опыте ученые обнаружили идентичные белки. Млекопитающие и бактерии прочли одну и ту же фразу совершенно одинаково. Значит, все-таки взаимопонимание есть!

Были проведены и другие опыты. Добытую из бактерий ДНК ввели в бесклеточную систему из животных клеток. Она была прочитана. Другой опыт: в бактериальную бесклеточную систему ввели нуклеиновую кислоту вируса табачной мозаики. Синтезированный белок действительно оказался белком вируса табачной мозаики.

Но эти опыты не уничтожили всех сомнений. А вдруг, когда мы разрушаем клетки и вынимаем из них нужные для синтеза белка компоненты, они изменяются до неузнаваемости? Против этого можно возразить единственным образом: опытами на неповрежденных организмах. Такие эксперименты были поставлены.

Любой вирус или бактериофаг строго специализирован на определенных хозяевах. Например, фаги кишечной палочки не поражают млекопитающих: они не могут к ним прикрепиться, впрыснуть свою нуклеиновую кислоту. То же самое касается вирусов животных. Для них бактерия остается неведомой страной, и в нее они проникнуть не в состоянии. Можно ли вырастить животный вирус в колбе с бактериями, а бактериальный вирус — в растительном организме? Нельзя! Это противоречит азам науки. И все-таки...

Сотрудники Тюбингенского института вирусных исследований имени Макса Планка осуществили удивительный опыт. Они попытались перехитрить природу, заставить ее делать то, чего она раньше не умела. Взяли бактериофаг, заразили им листья табака и стали ждать: вдруг бактериофаг размножится в растении? Не дождались. Тогда решили попробовать иначе, ввести в листья не целый фаг, а его нуклеиновую кислоту. Может быть, ей без белковой шубы будет легче размножаться в чужом доме? Белок, окружающий ДНК, удалили, а нуклеиновой кислотой фага заразили листья табака. И в листьях действительно стали появляться зрелые фаговые частицы. Автор открытия Ева-Мария Зандер самым придирчивым образом проверила частицы фагов, полученные из листьев. Сомнений не осталось: в листьях, зараженных нуклеиновой кислотой фагов, образовались полноценные фаговые частицы. Клетки растений поняли приказы совершенно не знакомого им вируса и точно выполнили их.

Если соединить воедино результаты экспериментов с бесклеточными системами и опытов с неповрежденными организмами, то можно признать, что виды, населяющие нашу планету, пользуются одним и тем же генетическим языком. Дальнейшие опыты должны показать, насколько справедливо это утверждение.

<< НазадДальше >>

В. Сойфер. Арифметика наследственности