Тимо Зибер - Дикие гены

Все это прекрасно, но почему открытие структуры ДНК считается в генетике таким же значимым событием, как высадка на Луну? Потому, что теперь окончательно стало ясно, как ДНК хранит информацию. Это происходит в длинных цепочках оснований. Все дело – в их последовательности. Если известно, в какой последовательности располагаются буквы в книге, ее можно прочесть. Если же последовательность не определена, мы имеем дело с бессмысленным набором, как в пакете с макаронными изделиями в виде букв. Это, может быть, и аппетитно, но с содержательной точки зрения равно нулю.

Однако благодаря открытию структуры удалось понять и еще кое-что. Для того чтобы установить полную последовательность, достаточно всего одной цепочки. Зачем же нужна вторая? Дело в том, что они зависят друг от друга. Если в одной цепочке имеется основание А, то в другой на этом месте должно быть Т. Таким образом, вторая нить – зеркальная копия первой. Уотсон и Крик сразу поняли, для чего нужно это двойное повторение: одна нить служит образцом для изготовления второй. Если в молекуле ДНК отделить одну нить от другой (что не так уж трудно сделать, как видно на примере застежки-липучки), то из полученных частей можно образовать две новые молекулы и так далее. Таким образом, структура позволила понять, каким образом осуществляется передача наследственной информации при размножении.

Итак, настал великий момент. Все чудесно! Тайна жизни разгадана! Наука шумно праздновала грандиозную победу.

Но уже на следующее утро пришло отрезвление. Да, теперь было известно, как в принципе выглядит ДНК. Но что значит АГТТЦГАТЦЦААГТЦТ? Ведь из этой мешанины непонятно, почему у тети Хедвиг крепкое здоровье, а у ее соседа выпадают волосы. Короче говоря, ученые теперь знали, как устроена ДНК, но не имели ни малейшего понятия о том, как хранящаяся в ней информация используется в клетках. Особенно их интересовало, с помощью каких кодов в ДНК записываются инструкции по синтезу белков. Ведь к тому времени было уже известно, что белки выполняют в клетках множество важных функций. Итак, ученым пришлось опять облачиться в лабораторные халаты, вытряхнуть остатки конфетти из волос и, превозмогая похмелье, отправиться по своим лабораториям.

Чтобы расшифровать эти коды, биологам пришлось немало поломать голову. Представим себе, например, как Джеймс Уотсон сидит в одиночестве в полумраке гостиничного бара, склонив голову над стаканом виски, и бормочет: «Надо взломать этот чертов код… Но как? Как?» «Извините, – вмешивается скрипучий голос с русским акцентом, – вы, кажется, что-то говорили про взламывание кодов?» Этот голос принадлежит Георгию Гамову, русско-американскому физику, который в то время как раз искал доказательства теории Большого взрыва. Правда, одновременно его внимание привлекла загадка генетического кода, и он решил всерьез взяться за это дело совместно с Уотсоном. Но не просто всерьез, а еще и с шиком! Поэтому в 1954 году они основали «Клуб галстуков РНК». В этот джентльменский клуб вошли научные тяжеловесы того времени.

Данная организация поставила перед собой цель выяснить, как кодируется информация в ДНК, то есть каким образом с ее помощью синтезируются белки и какое отношение к этому имеет РНК (если вообще имеет). Минуточку, а причем здесь РНК? Мы совершенно упустили этот момент из виду, но немедленно исправим допущенную ошибку. РНК звучит похоже на ДНК, да и во многих других отношениях схожа с ней. По своей структуре это сестры. С химической точки зрения они отличаются друг от друга лишь двумя вещами. В РНК используется сахар под названием рибоза, а в ДНК – дезоксирибоза. Поэтому РНК и расшифровывается как рибонуклеиновая кислота, а не дезоксирибонуклеиновая. Кроме того, основание Т (тимин) заменено в ней на У (урацил). Но, как это часто бывает у сестер, они при всей своей похожести ведут себя совершенно по-разному. Если ДНК представляет собой длинную спираль с двумя нитями, то РНК, как правило, существует в виде множества коротких фрагментов, состоящих всего из одной нити. К тому же она отличается очень коротким сроком жизни (что и по сей день приводит биологов в отчаяние). В то время об этой неустойчивой сестре ДНК было известно очень мало, но высказывались предположения, что она имеет какое-то отношение к производству белков.

«Клуб галстуков РНК» был особым миром. Это учреждение отличалось от нынешних научных организаций примерно так же, как сходка завсегдатаев пивной от собрания акционеров Telecom. С сегодняшней точки зрения это было просто сборище взбалмошных чудаков. Клуб (или «Галстучное братство», как его порой именовал Гамов), состоял из 20 индивидуально отобранных членов, каждый из которых отвечал за одну из аминокислот. Себе Гамов выделил первую по алфавиту аминокислоту – аланин (Ala). Уотсону досталась Pro (пролин, что, впрочем, могло расшифровываться и как «профессионал»…). Разумеется, Крик тоже не остался в стороне и получил аббревиатуру Туг (тирозин, а также имя древнегерманского бога войны). Аналогичным образом были распределены и все остальные аминокислоты. Затем в состав клуба вошли еще четыре почетных члена, которые символизировали четыре основания ДНК. Каждому члену джентльменского клуба был вручен именной галстук (черный, с изображением желто-зеленой спирали, стоимостью 4 доллара за штуку) и заколка к нему с соответствующей аббревиатурой. Не менее изящно выглядела структура клуба и распределение обязанностей в нем. Так, например, официально существовали должности клубного пессимиста (Крик) и оптимиста (Уотсон). Как это выглядело на практике? Возможно, так: