Феликс Филатов - Клеймо создателя

…………………

«Номер» этой главы назван «инициалами» ее «главного героя» – G enetic C ode . Автор хотел, однако, не только отметить их совпадение с принятым обозначением пары гуанин-цитозин ( GC ), но акцентировать комплементарность этой пары, которую в названии главы подчеркивает вторая комплементарная пара – аденин-тимин ( АТ ), символ которой (предлог at ) обозначается на «компьютерном языке» знаком @. Если пару АТ встроить между G и C , вся четверка – GA‖TC – оказывается упорядоченной по массе и зеркально симметричной по комплементарности относительно центра, отмеченного двумя короткими вертикалями. В составе двуцепочечной молекулы нуклеиновой кислоты пара GC демонстрирует сильное, S, взаимодействие, образуя три межнуклеотидных водородных связи CΞG (нижняя пара на рисунке), в то время, как пара АТ (верхняя часть рисунка) демонстрирует слабое, W, взаимодействие:

Результатом комплементарности пар оснований является первое правило Чаргаффа: число гуанинов ( G ) в двуцепочечной ДНК равно числу цитозинов ( С ), а число аденинов (А) равно числу тиминов ( Т ). Это правило стало одним из краеугольных камней открытия спиральной структуры этой молекулы, о чем можно прочитать в любом учебнике.

Позднее мы коротко коснемся и так называемого второго правила Чаргаффа, которое относится только к одной природной полинуклеотидной цепи. Существуют и некомплементарные взаимодействия пар оснований – «качающиеся» и хугстеновские (см. ниже). В природе все намного интереснее и богаче, чем в любом учебнике. Мы не можем обусловить начало жизни только формированием генетического кода (тогда ее дефиниция оказалась бы не слишком трудной задачей и упомянутое выше следствие теоремы Гѐделя удалось бы обойти), какие-то свойства жизни мы различаем и до этого события, но беспрецедентная универсальность кода – при физико-химической произвольности – делает его едва ли не главной меткой нуклеиново-белковой жизни. И далее мы будем говорить именно о генетическом коде.

Об этом можно прочитать в любом учебнике. И все же – чтобы облегчить понимание последующих рассуждений – позволим себе очень коротко остановиться на работе машины кодирования. Барбьери связывает формирование таких машин с возникновением молекул, названных им codemakers – термин, который мы выше перевели как декодеры .

Что это за молекулы? В тех случаях, когда генетическую информацию содержит ДНК (другие варианты мы не рассматриваем, поскольку они принципиально не отличаются от общей схемы), первой такой молекулой становится информационная или матричная РНК (иРНК или мРНК) – комплементарная копия отрезка той нити ДНК ( минус —нити или Nonsense , N , « бессмысленной »), которая, в свою очередь, в двойной цепи комплементарна кодирующей, « смысловой » ( Sense , S , то есть, содержащей ген) или плюс -нити. Между прочим, двунитевую структуру ДНК обозначают иногда не только как NS , но также – соответственно – как WC , чтобы подчеркнуть совпадающими порядками букв парадоксальный ум Джеймса Уотсона, не всеми с порога принимаемый и понимаемый. мРНК, как правило, содержит копию гена, которая, как правило же, начинается с триплета AUG , кодирующего аминокислоту метионин – М. Этот триплет называется старт -кодоном или кодоном инициации. Транскрибируемый фрагмент ДНК заканчивается сразу перед одним из кодонов терминации ( стоп -кодоном). Детали матричного синтеза мРНК или транскрипции (промоторные зоны плюс-цепи ДНК, работу и характер РНК-полимераз и проч.) и детали строения самой мРНК (например, наличие и вариации поли-А сигнала и проч.) большого значения для нас здесь не имеют. У эукариот трансляции , то есть, переводу генетической информации в полипептид, предшествует так называемый процессинг мРНК, в ходе которого из тела этой молекулы вырезаются некодирующие сегменты, интроны , а оставшиеся сегменты, экзоны , формируют кодирующий полинуклеотид. У прокариот интронов нет, их мРНК практически готова к трансляции сразу после синтеза. Дальнейшие события реализации генетической информации, то есть, синтеза полипептида, кодированного в полинуклеотиде, описываются в учебниках примерно так, как коротко изложено ниже.