Філіпп Деттмер - Дивовижний імунітет. Про антитіла, інфекції та інші цікавинки імунної системи

За це відповідає наш код життя – ДНК. Це ніби послідовна інструкція, яка робить можливим утворення живої істоти. Приблизно 1 % ДНК складається з послідовностей, які є шаблонами для побудови білків, тобто генами . Решта ДНК регулює, які саме білки будувати, коли, як і скільки. Отже, білки настільки важливі для живих істот, що код життя – це насамперед інструкція щодо їх побудови. Але як усе це працює? З’ясуймо, бо це буде важливо для нас згодом, коли говоритимемо про віруси. Інструкції, закодовані в ДНК, перетворюються на білки шляхом двоступеневого процесу. Спеціальні білки зчитують інформацію з молекули ДНК і записують на спеціальні молекули-месенджери, які називаються мРНК і використовуються для передавання інформації, закодованої в ДНК.

Потім молекула мРНК транспортується з ядра клітини до іншої органели – рибосоми, яка відповідає за виробництво білка. Тут зчитується інформація з молекули мРНК, і, згідно з нею, амінокислоти в певній послідовності з’єднуються в молекулу білка. І вуаля! Клітина створила білок відповідно до інформації, закодованої в ДНК. Отже, наша ДНК – це здебільшого купа закодованої інформації, окремі розділи якої називають генами. ДНК – інструкція щодо побудови білка й керування роботою клітинних механізмів. Так вона зумовлює всі наші ознаки: зріст, колір очей, сприйнятливість до певних захворювань чи кучеряве волосся. ДНК не наказує нашому тілу: «Зроби волосся кучерявим!» Вона наказує клітинам: «Виробляйте ось такі білки». Якщо спростити, усі наші особисті риси виявляються саме так.

Наш генетичний код зберігає чимало інформації. Якби ми розгорнули в довжину всю ДНК лише однієї з наших клітин, вона простяглася б приблизно на два метри. Це дійсно так: спільна довжина молекул ДНК, які містяться в кожній із наших клітин, перевищує людський зріст. Якби ми взяли всю ДНК з усіх клітин нашого тіла й об’єднали її в довгу нитку, вона простяглася б від Землі до Плутона й назад. І всю цю інформацію призначено для створення довгих ланцюжків амінокислот! [5] Можливо, ви спробували полічити самі й дістали ще шаленіші числа. Адже два метри, помножені на 40 трильйонів клітин, – це приблизно 80 000 000 000 000 метрів, що вп’ятеро перевищує відстань від Землі до Плутона й назад. Але є одна деталь, про яку ми ще не згадували. Переважна більшість наших клітин насправді не мають ДНК. Червоні кров’яні клітини, зокрема, які становлять приблизно 80 % від загальної кількості всіх клітин, не мають ядра, оскільки вщерть заповнені сполуками заліза, призначеними для транспортування кисню. Тож нам доведеться вдовольнитися лише однією подорожжю до Плутона й назад.

Під час створення цих амінокислотних ланцюжків вони трансформуються з довгих двовимірних у тривимірні структури. Тобто здатні складатись у різний спосіб завдяки механізмам, які й досі не повністю розшифровано. Ланцюжок складається в структуру певної форми залежно від типу амінокислот у ньому й послідовності їх з’єднання.

Форма білків визначає, що саме вони можуть і чого не можуть робити. Форма білка для нього – усе. Білки можна уявити як шматочки складного тривимірного пазла. Залежно від своєї форми білки можуть бути або найточнішим інструментом, або будівельним матеріалом.

Клітини будують усе переважно з білків. Але білки – це не лише будівельний матеріал. Вони слугують месенджерами для передавання інформації – можуть приймати або надсилати сигнали, які змінюють форму цих білків і викликають надзвичайно складні ланцюгові реакції. Для наших клітин білки – це все. Згадайте кімнату, наповнену рисом, персиками та яблуками. Насправді всі ці білки схожі не на сфери. Разом вони нагадують радше незбагненно складне поєднання механізмів, коліщат, кісточок доміно, перемикачів і різноманітних деталей.

Поки клітина жива, у ній завжди все рухається й переміщується. Коліщата обертаються й перекидають кісточки доміно, які натискають на вимикачі, тягнуть за собою важелі та спрямовують по коліях кульки, які потім знову обертають ще більше коліщат, і так далі. Якщо вдатися до метафізичного визначення, то душею клітини-робота є білки й біохімічні реакції, якими вони керують.

Деяких із найпоширеніших білків у наших клітинах надзвичайно багато – майже пів мільйона окремих копій. Інших, більш спеціалізованих, може бути лише приблизно десять копій. Але вони не просто плавають, виконуючи кожен свою функцію. Усі ці крихітні шматочки білкового пазла в наших клітинах складно взаємодіють між собою. Як саме? Завдяки тому, що рухаються достатньо швидко. Молекули білка настільки малі, так мало важать і існують в настільки принципово відмінному від нашого масштабі, що поводяться дуже незвично, якщо порівняти з предметами в нашому вимірі. Гравітація не діє з відповідною силою на об’єкти такого розміру. Отже, за кімнатної температури молекула білка теоретично може рухатися зі швидкістю приблизно п’ять метрів на секунду. Може здатися, що це не так уже й швидко, якщо не брати до уваги того, що середній розмір такої молекули приблизно в мільйон разів менший за кінчик нашого пальця. Якби ви у своєму світі могли бігати настільки швидко, то літали б як реактивний літак і могли б, чого доброго, врізатися в щось і жахливо загинути.