| |
 |
Но даже такие белки отличаются друг от друга. Так, например, возможно получение антител к компонентам именно человеческой крови, которые будут реагировать только с ней. Именно таким образом засохшую человеческую кровь отличают, скажем, от куриной в криминалистике.
Впрочем, антитела к компонентам куриной крови иногда могут вступать в слабую реакцию с кровью утиной, а антитела к собачьей крови - с волчьей. Эти факты являются лишним подтверждением близкого родства обоих биологических видов.
Подводя итоги, мы можем уверенно сказать, что каждому виду живых существ свойственны свои особые белки и ферменты, что они присутствуют у каждой особи вида и в каждой клетке организма.
Ключевое слово здесь - "ферменты", поскольку белки формируются в каждом организме путем долгой серии реакций, катализируемых ферментами. Если организмы различаются какими-то небелковыми веществами, то вполне возможно, что эти вещества тоже были созданы с помощью каталитической деятельности определенных ферментов.
Ферменты в беспорядке
Изменение количественного содержания того или иного фермента может привести к поразительным переменам не только в клетках, для деятельности которых он непосредственно необходим, но и в организме в целом.
Например, в клетках кожи путем долгой цепочки химических реакций, каждой их которых управляет отдельный фермент, может формироваться черно-коричневый пигмент. Если все необходимые ферменты присутствуют в большом количестве - кожа такого человека смуглая, волосы - темные, глаза - карие. Если хоть один из нужных ферментов представлен в недостаточном количестве, то производство пигмента снижается; у такого индивидуума кожа и волосы - светлые, глаза - голубые. Иногда бывает так, что у отдельных людей какой-то из необходимых пигментов не вырабатывается вообще. Тогда пигмент не формируется, кожа и волосы такого человека белые, а глаза - розовые, потому что в отсутствие пигмента становятся видны кровеносные сосуды. Таких людей называют альбиносами.
Иными словами, те характеристики, которые мы считаем наследственными (цвет глаз или волос), или вообще странной мутацией (альбинизм) могут вызываться не согласованной деятельностью клеток, а изменениями уровня содержания одного-единственного фермента в этих клетках.
Проследить путь от ферментов к внешнему результату не всегда так легко. Отсутствие одного фермента, или несбалансированность нескольких могут привести к тому, что некая реакция не пойдет нормальным образом, или даже, наоборот, вызвать какую-нибудь неестественную реакцию. Не сформируется какое-нибудь вещество из тех, что должны бы сформироваться, или наоборот, сформируется в количестве, превышающем норму. И в том, и в ином случае это окажет влияние на работу других ферментов, что, в свою очередь, нарушит деятельность третьих, и так далее. Любое вмешательство в ферментативную деятельность практически в любом случае вызовет цепную реакцию, которая неизвестно, чем может закончиться.
Есть такой фермент, называется он фенилаланиназа, который в некоторых редких случаях у людей не вырабатывается. Он катализирует одну из реакций, в результате которых производится один из материалов, из которых в ходе других реакций строится тот самый черно-коричневый пигмент, о котором вы только что читали. В отсутствие этого фермента формирование пигмента затруднено, и человек становится блондином. Но, по неизвестным нам пока причинам, отсутствие этого фермента приводит также и к умственному расстройству, известному под названием "фенилпировиноградная олигофрения".
В очень многих случаях свойства организма можно логически вывести из соотношения содержания ферментов в клетке. Кажется не лишенным оснований предположение о том, что вообще все свойства организма являются видимым проявлением внутриклеточного баланса ферментов.
Если мы хотим решить загадку наследственности, то нам необходимо ответить на два вопроса:
1. Что за свойства белка позволяют ему формировать так много разных ферментов?
2. Что за свойства хромосом позволяют им осуществлять формирование именно нужных ферментов?
Для ответа на эти вопросы нам придется погрузиться в океан химического языка символов и формул. Пытаться досконально разобраться в генетике, не касаясь химии - это то же самое, что смотреть телеспектакль без звука. Общий смысл происходящего уловить, в принципе, можно, но что там на самом деле происходит - останется загадкой.
Язык химии
Атомы
Язык химии начинается с химических элементов. Химические элементы - это вещества, неделимые на более простые составляющие (по крайней мере, неделимые с помощью тех средств, которыми располагали химики девятнадцатого столетия). Всего на данный момент известно 103 химических элемента (1). Некоторые из них имеют исключительно лабораторное происхождение, и в естественном виде на земле не встречаются. Есть среди них и те, что встречаются достаточно часто, но для живых существ значения не имеют.
(1) Имеется в виду момент написания книги; на самом деле сейчас, в 2005 году, известно уже 114 элементов периодической таблицы Менделеева - прим. пер.
Собственно, нас здесь будут интересовать только шесть элементов:
1. углерод
2. водород
3. кислород
4. азот
5. сера
6. фосфор
Все они распространены на земле достаточно широко, четыре из них - очень широко. Например, уголь - это практически чистый углерод, так же, как и сажа или карандашный грифель. Еще одной особой формой углерода является алмаз.
Девяносто девять процентов вдыхаемого нами воздуха представляют собой смесь кислорода и азота в пропорции 1:4. Сера обычно предстает в виде ярко-желтого твердого вещества, водород - легкого горючего газа, которым иногда наполняют баллоны, а фосфор - красноватого твердого вещества.
Все вещества состоят из крошечных единиц - атомов. Наука двадцатого века показала, что атомы, хоть и являются невероятно малыми, тем не менее состоят сами из еще более малых частиц. Однако в данной книге строение атома мы рассматривать не будем, достаточно нам будет знать, что атом - минимальная единица вещества.
Каждый элемент состоит либо из одного атома, либо из нескольких атомов, отличающихся от атомов других элементов. Таким образом, науке известны 103 вида атомов, по одному атому для каждого известного элемента. Поскольку мы будем рассматривать только шесть элементов, то нас интересуют только шесть видов атомов - 1) атом углерода, 2) атом водорода, 3) атом кислорода, 4) атом азота, 5) атом серы, 6) атом фосфора.
Нам предстоит часто упоминать эти атомы, так что удобнее всего было бы присвоить им в дальнейшем стандартные обозначения. В отношении этих шести элементов можно сказать, что в международной системе принято обозначать их первой буквой латинского названия: углерод - буквой С, водород - Н, кислород - О, азот - N, серу - S, а фосфор - Р.
Итак, пока все просто. В английском языке мы имеем дело с 26 буквами, каждая из которых может быть строчной и заглавной, девять цифр для обозначения чисел и множество символов для дополнительных целей, например, обозначения пунктуации. Моя печатная машинка может воспроизводить 82 различных символа, и то мне мало. А для знакомства с языком химии нам потребуется сейчас всего шесть символов.
Как правило, атомы на земле не существуют сами по себе. Почти всегда один атом связан с другим или группой других. Если связанными между собой являются атомы одного и того же вида, то мы получаем химический элемент, о каких я писал в начале главы. Но бывает и так, что связанными между собой оказываются атомы разных видов, и тогда мы имеем дело с химическим соединением.
Любая устойчивая группировка связанных атомов, будь то одинаковые или разные атомы, называется молекулой.
Если атомы - это буквы химического языка, то молекулы - слова. Но перед тем, как начать составлять из букв слова, следует узнать кое-что и о правилах химического правописания. Ведь когда мы беремся писать по-английски, нам заранее известно, что мы не можем писать как угодно. Если мы пишем букву Q, то понятно, что следующей должна быть U; если мы видим букву Х, то скорее всего, это не начало слова. (1) Увидев буквосочетание типа "zwhf", мы понимаем, что это что угодно, только не английское слово.
(1) То же верно для всех языков, например, в русском слово не может начинаться с букв Ы, Ъ, или Ь, а после Ч не может стоять, например, Ю. - прим. пер.
У химического правописания тоже есть свои правила, и не стоит удивляться, что они отличаются от правил английского языка. Для начала скажем о том, что для атома кислорода (О) и атома серы (S), имеется только два возможных "места скрепления" с другими атомами, как у букв, стоящих посреди слова и соединенных с двумя буквами - предыдущей и последующей. Для атома водорода (Н) имеется возможность только для одного крепления, как у буквы, стоящей в начале или в конце слова.
А вот атом водорода может соединяться с другими атомами уже три раза одновременно, а атом углерода - не менее четырех. На этом этапе нам придется расстаться с аналогиями из области букв обычного языка (атом фосфора представляет собой особый случай, и на нем я остановлюсь подробнее, когда придет время) (1).
(1) На самом деле правила скрепления атомов несколько сложнее, чем я описал. Например, при некоторых условиях атом углерода будет крепиться только в двух местах, да и атом азота может получить возможность установления четвертой связи, а серы - третьей. Но в рамках данной книги все эти тонкости знать не обязательно. Так что я ограничусь только данным примечанием - чтобы вы не думали, что все обстоит так просто.
<<... предыдущая стр. :: следующая стр...>>
п»ї1 :: 2 :: 3 :: 4 :: 5 :: 6 :: 7 :: 8 :: 9 :: 10 :: 11 :: 12 :: 13 :: 14 :: 15 :: 16 :: 17 :: 18 :: 19 :: 20 :: 21
| |
| |
|
|
|
