Георгий Гамов - Мистер Томпкинс внутри самого себя

— Боюсь, что я не совсем понял вас, — признался мистер Томпкинс. — Если белки состоят из одних и тех же 20 аминокислот, то почему сами белки не одни и те же?

— Различия между белками зависят от того, в какой последовательности расположены 20 аминокислот в цепочке. Дело обстоит так же, как с использованием 26 букв английского алфавита. В зависимости от того, в какой последовательности вы расположите буквы, включая пробелы и знаки препинания, вы можете писать целые книги. Каждый белок должен нести в организме определенную функцию. Инструкции относительно того, какую именно функцию должен выполнять тот или иной белок, задаются порядком, в котором аминокислоты следуют одна за другой.

— У меня с собой, — продолжал д-р Стритс, доставая из кармана листок бумаги, на котором что-то было напечатано, — два рецепта, которые я выписал из поваренной книги. И он прочитал:

— Оладьи из картофеля с ветчиной. Соедините порцию картофельного пюре с порцией провернутой через мясорубку прожаренной ветчины, добавьте столовую ложку измельченной петрушки, половину чайной ложки протертого лука и одну восьмую чайной ложки перца. Из полученной массы вылепите плоские оладьи, обваляйте слегка в муке и поджарьте на жире, оставшемся от жарки ветчины.

Плам-пудинг. Просейте через сито одну чашку сахара. Полчашки сливочного масла взбейте, пока масло не станет мягким, постепенно добавляя сахар. Оба ингредиента перемешайте, пока смесь по консистенции не станет напоминать густую сметану. Вбейте в смесь шесть яиц. Добавьте чашку изюма, коринки и орешков, и все тщательно перемешайте. Слегка посыпьте мукой. Соедините с двумя чашками хлебных крошек, двумя чайными ложками корицы, половиной чайной ложки гвоздики и половиной чайной ложки душистого перца. Тщательно перемешайте. Выпекать на сковороде, смазанной маслом, при температуре 200°С в течение примерно получаса.

Каждый из рецептов содержит всего лишь несколько сотен букв, но в зависимости от того, в каком порядке расположены буквы, вы получаете совершенно различные блюда.

Точно так же гемоглобин, который я держу в своих руках, помогает эритроцитам переносить кислород к легким; инсулин, состоящий из 51 аминокислоты, регулирует использование сахара в организме; а вазопрессин, длиной всего лишь из 9 аминокислот, сжимает стенки кровеносных сосудов и увеличивает кровяное давление. Весь живой организм представляет собой сложную химическую фабрику, содержащую бесчисленное количество компонент самого различного рода, которые и приводят фабрику в действие.

Мистер Томпкинс задумался.

— Теперь я понимаю, каким образом из одних и тех же аминокислот могут образовываться различные белки. Но для того, чтобы прочитать рецепт и выполнить содержащиеся в нем инструкции, нужен повар. А кто читает инструкции, записанные в белках?

— Инструкции считывают различные молекулы и ведут себя соответствующим образом, — ответил д-р Стритс. — Вот, взгляните.

Он отпустил один из концов гемоглобина, и молекула тотчас же свернулась в полоску, покрытую складками и завитками.

— В зависимости от того, каким образом сцеплены между собой аминокислоты, молекула белка складывается или закручивается по-разному. Поэтому и молекулы белков получаются различной формы.

Отчасти в зависимости от их формы белки могут агрегировать, образуя более крупные структуры. Мышечные белки образуют тонкие волоконца, не будь которых мускулы, не могли бы сокращаться.

Другой белок образует волосы. Из белков других разновидностей состоит упругая пленка — поверхность красной клетки, на которой мы сейчас сидим. Но самое важное из того, что делают белки, — их роль катализаторов химических реакций, происходящих в наших телах.

Так как молекула белка может принимать всевозможные формы, в ней может оказаться полость, в которой поместится другая молекула.

Структура молекулы-квартиранта может деформироваться настолько, что молекула разрушится или станет легче вступать в реакцию с какой-нибудь другой молекулой. Так как одна молекула белка может заставить реагировать многие молекулы, оставаясь сама без изменений, мы говорим, что молекула белка катализирует реакцию и называем ее ферментом.

Наличие различных ферментов решает, какие химические реакции происходят в организме. Например, ферменты в вашем желудке и кишечнике катализируют химические реакции, которые переваривают, или расщепляют пищу на простые соединения, используемых вашим телом. Внутри клеток ферменты расщепляют питательные вещества, извлекая содержащуюся в них энергию, превращают сахар в жир, синтезируют аминокислоты и т.д. Короче говоря, белки определяют то, чем вы являетесь, и — буквально — какую форму вы обретаете.