Некто или нечто?
Шрифт:
По поводу этих опытов тогда писали, что Френкелю-Конрату удалось из двух чистых химических веществ создать в пробирке живой организм. Но, во-первых, ученый позаимствовал оба вещества в готовом виде у природы; во-вторых, надо еще доказать, будто нечто, разобранное Френкель-Конратом и вновь сотворенное в пробирке, есть живой организм!
А вот что было дальше.
В природе существует несколько разновидностей вируса табачной мозаики. Они строго специализированы. Один поражает только табак, другой — иное какое-нибудь растение. Френкель-Конрат смешал рибонуклеиновую кислоту табачного вируса с белком, взятым от вируса, паразитирующего на подорожнике. В результате образовался новый вирус. При скрещивании двух видов животных или растений
Гибридный вирус обладал лишь свойствами того возбудителя, от которого взята была нуклеиновая кислота. Не только начинка, но и белковый чехол скопированы были с вируса, поражающего табак, а не подорожник. Значит, верх взяла нуклеиновая кислота. Ясно, что когда скрещиваются животные двух пород либо растения двух сортов, то оба организма привносят свою нуклеиновую кислоту. Потому и потомство получает задатки обоих родителей. А тут — нуклеиновая кислота лишь от одной разновидности вируса. Она и возобладала.
В те же годы Шрамм, немецкий ученый из Тюбингена, проделал следующее. Он взял нуклеиновую кислоту от вируса табачной мозаики и смазал ею листья табака. Растение заболело мозаичной болезнью. Ученый попробовал заразить табак одним лишь белком, взятым от того же вируса. Ничего не вышло, растение не заболело.
Из всех этих опытов вытекало то, что не белки, как думали прежде, а нуклеиновые кислоты играют роль управителя в живой материи.
В самом деле. Фаги, перед тем как прорваться в клетку, скинули с себя белковые оболочки, оставшись в виде голой нуклеиновой кислоты; разрушив клетку, они покинули ее в таких же точно белковых костюмах, в каких занимали исходные позиции для атаки. Откуда взялись внутри клетки белковые оболочки для фагов? Кто их там заготовил? Очевидно, что молекулы нуклеиновой кислоты фага, перестроив химическую лабораторию клетки на свой лад, строили для себя новые одежды, чтобы скинуть их в нужный момент, перед тем как атаковать новую жертву.
Далее. Если при смешении двух типов вируса их потомство наделяется свойствами одного — того, от которого взята нуклеиновая кислота, то ясно, что эта кислота и диктует новому созданию, каким ему быть.
Наконец, если нуклеиновая кислота возбудителя болезни служит в одиночку носителем заразных свойств, то ясно, что эта кислота и тут главенствует.
Да, но вирус не имеет клеточного строения, — он и вообще не похож ни на какой живой организм. Можно ли в таком случае судить обо всем живом только на основании тех фактов, которые добыты при наблюдениях над вирусами?
Можно. Ведь вирус состоит из тех же веществ, что составляют основу живой клетки, живой материи вообще — из белка и нуклеиновой кислоты. Опыты подтвердили: в любых клетках, в любом организме нуклеиновая кислота ведет себя подобно хозяину, который все видит, все направляет и регулирует.
Ежеминутно в живой клетке происходит более десяти тысяч разных химических реакций. В конечном счете нуклеиновая кислота ответственна за каждую из них.
Главнейшая из всех реакций, происходящих в живой клетке, — формирование белковых молекул. Белки — носители всех признаков, отличающих один вид от другого, один организм от другого. Каков белок, таков и организм. Белковая молекула — подлинный гигант в мире молекул. Молекула гемоцианина (белковое вещество синего цвета, выполняющее в крови некоторых моллюсков функции гемоглобина), к примеру, превосходит по размерам вирус ящура.
Белковая молекула слагается из аминокислот, сложных веществ. Всех аминокислот двадцать, они отличаются друг от друга числом атомов и их расположением. Аминокислоты образуют длинные, сложно закрученные цепочки, чередуясь в белковых молекулах по-разному, подобно тому как чередуются буквы алфавита в слове, в строке печатного текста. Чередование букв-аминокислот в белковой молекуле и определяет свойства организма, передаваемые от поколения к поколению.
У вас кожа белая, а у вашего
Случается, природа что-нибудь спутает, поставит одну из аминокислот не на то место, где ей полагается быть. Тогда беда — человек будет страдать неизлечимой болезнью.
Но каким образом клетка строит белковые молекулы, играющие столь важную, решающую роль в организме? Под чью диктовку пишется и, как правило, безошибочно, длиннейшая фраза-формула, где чередуются в строгой последовательности 20 букв белкового алфавита?
Выдающийся советский биолог Н. К. Кольцов подсчитал как-то, что если взять только семнадцать аминокислот из двадцати, то, переставляя их в белковой цепочке, можно составить около триллиона разных комбинаций! Надо же безошибочно выбрать из такого числа комбинаций ту, которая свойственна, присуща, потребна данному организму, данной клетке.
Кто этим занимается?
Зная удивительные результаты опытов над вирусами, мы можем сказать не колеблясь: нуклеиновые кислоты! Да, но такой ответ носит чересчур уж общий характер. Важно доискаться, как все происходит…
Еще в прошлом веке некоторые ученые высказали догадку: носители наследственных свойств — хромосомы (хромосома — окрашенное тело). Эти нитевидные тельца, возникающие в ядре, хорошо различимы в обычный микроскоп во время деления клетки, если ее окрасить. Каждому виду организмов свойственно строго определенное число хромосом. У гороха в каждой клетке 14 хромосом, у дрозофилы — 8, у мыши — 40, у человека — 46. Хромосомы состоят из вещества, которое названо нуклеопротеином (нуклеос — ядро, протеин — белок). Это смесь белка с дезоксирибонуклеиновой кислотой (ДНК). Из этого же вещества состоят и вирусы, как мы знаем. Кроме как у вирусов и хромосом, нуклео-протеины нигде больше в природе пока что не найдены. Хромосомы состоят из генов. Это большие нуклеопротеиновые молекулы. Генетики считают, что каждый ген заведует каким-нибудь процессом в развитии организма, например образованием костей или мозга. Гены ответственны за цвет глаз, за окраску волос. Каждая зародышевая клетка содержит тысячи генов, и каждый ген имеет свою узкую специальность.
Итак, ген служит своего рода регулятором в организме. Молекула ДНК, в нем заключенная, каким-то образом формирует белковые молекулы, пишет или диктует их длинные формулы. Понадобились десятилетия, понадобились тончайшие опыты над вирусами и микробами, чтобы раскрыть этот таинственный механизм, устроенный на редкость целесообразно и надежно.
Прежде всего надо было изучить строение молекулы ДНК. Этим занимались в сотнях лабораторий.
Первыми добились успеха англичанин Крик и американец Уотсон, работавшие совместно в Англии. Они разгадали структуру молекулы ДНК и построили ее модель. За эту работу им присудили Нобелевскую премию.
Молекула ДНК устроена проще белковой. Две длинные нити (одну полушутливо называют Криком, вторую — Уотсоном), скрепленные между собою перекладинами. Все это сооружение закручено на манер винтовой лестницы. Каждая ее перекладинка составлена из двух азотистых оснований: аденина (А) в паре с тимином (Т) и цитозина (Ц) с гуанином (Г). Азотистые основания названы нуклеотидами.