Сергей Бабичев: Медицинская микробиология, иммунология и вирусология

Выяснение роли генетической системы информации в самозарождении и эволюции жизни на Земле позволяет сделать однозначное заключение о том, что возникновение и развитие жизни на любой планете в космосе невозможно без одновременного самозарождения генетического кода, первородных генов и первородных белков. Без генов нет белков, а без белков нет генов, или, возможно, аналогичных им на других планетах соответствующих структур, а без генов, или, возможно, аналогичных им на других планетах структур, нет наследственности, а без наследственности нет и не может быть эволюции живой природы.

Самым убедительным доказательством в пользу такого заключения служит тот неопровержимый факт, что жизнь на Земле представлена огромным количеством видов растительных и животных организмов. Но ведь организм каждого вида есть не что иное, как продукт реализации той генетической информации, которая содержится в его геноме. Поэтому ген и служит главным носителем и хранителем жизни, а его продукт – белок – творцом жизни. Следует признать, что возникновение и развитие жизни на любой планете в космосе возможно только в результате возникновения и реализации генетической информации. Несмотря на огромное разнообразие видов живых существ, жизнь представляет собой единую совокупность организмов. Их единство обусловлено исключительно универсальностью генетического кода. Единство всех живых существо заключается в единстве биологических структур и их функций, т. е. в единстве тех биологических процессов, которые реализуют самую жизнь.

Итак, на вопрос о том, как самозародилась жизнь на Земле и шло ее дальнейшее развитие, в настоящее время можно дать следующее краткое объяснение. Решающее значение для самозарождения жизни и дальнейшего ее развития имело возникновение генетического кода и обусловленного им одновременного и взаимосвязанного возникновения первородных генов и первородных белков посредством образования цепочек из аминокодонов. Аминокодон – структура, состоящая из аминокислоты, соединенной со своим кодоном. Из цепочек аминокислот формируются полипептидные цепи (белки), а из цепочек кодонов (триплетов) – полинуклеотиды (гены). Ген стал главным конструктором (архитектором) жизни, а белок – ее главным творцом. Благодаря взаимодействию генов с белками возникли биологические системы синтеза ДНК (генов) и белка и всех остальных систем жизнеобеспечения, которые при организующей роли генов, соединившихся в единую хромосому, соединились в единую целостную систему жизнеобеспечения и сформировали универсальную структурную единицу живой материи – клетку. Дальнейшая эволюция жизни вначале на уровне одноклеточных, а затем и многоклеточных организмов шла путем усложнения структуры, а стало быть, и функции живых организмов при одновременном наращивании объема генома каждого вновь образующегося организма за счет включения в его состав тех новых генов, которые определяли новые приобретенные структуры и их новые функции. Следовательно, жизнь каждого живущего на Земле организма, его эмбриональное и постэмбриональное развитие запрограммировано генетической информацией в его же собственном геноме. Поэтому каждое живое существо может рассматриваться как продукт реализации его генетической информации, а сам этот процесс реализуется и находит свое проявление в конкретном способе жизни данного организма.

В настоящее время еще невозможно детально объяснить, как происходил сам процесс наращивания генов. Ведь чем сложнее организм, тем больше он имеет генов. Как они возникают и включаются в состав того или иного генома? Дело ведь в том, что возникшая в ходе самозарождения жизни биологическая система синтеза генов (ДНК) не может «печатать» (синтезировать) новые гены. Она способна лишь копировать уже имеющиеся в хромосоме гены с помощью матричного механизма. Поскольку никакой другой механизм синтеза новых генов не известен, то остается предполагать, что синтез первородных генов (и первородных белков) происходил и происходит в течение всей эволюции жизни. Как известно, мутации не увеличивают количества новых генов, а лишь изменяют структуру генов или вообще приводят к их гибели. Что же касается различных типов рекомбинаций, то они не всегда могут привести к включению новых генов в хромосому, так как все организмы, от бактерий до человека, обладают механизмами самозащиты генома. К их числу относятся так называемые системы ограничения и модификации. Системы ограничения распознают чужеродную ДНК и разрушают ее, а системы модификации специфически метят «свою» ДНК и защищают ее от действия системы ограничения. Кроме того, клетки могут обладать факторами, которые подавляют репродукцию чужеродного генома (например, интерфероны подавляют различные вирусы в клетках). Наконец, особые мелкие молекулы РНК (РНК-интерференс) играют важную цензорную роль у всех организмов. Такие РНК-и также контролируют поток генетической информации в клетках и блокируют реализацию чужеродной информации. Пока можно только предполагать, что образующиеся новые гены (возможно, что именно первородные гены) каким-то образом модифицируются, как собственные гены, и поэтому включаются в состав генома данной клетки. Однако это всего лишь предположения. Истинные механизмы процесса наращивания генома в ходе эволюции живой природы предстоит еще подробно изучить и понять. Известно, что природа всегда находила самые простые решения даже для самых сложных проблем.