 |
Как использовать матричную РНК
|
|
|
|
Теперь мы имеем представление о том, что матричная РНК задействует рибосому и управляет синтезом определенной полипептидной цепочки через последовательность триплетов. Но каков механизм этого синтеза? Легко сказать, что некий триплет «соответствует» некоей аминокислоте, но что именно заставляет аминокислоты формироваться по триплетным инструкциям?
В конце 1950-х годов ответ начал вырисовываться, главным образом благодаря трудам американского биохимика Мэлона Хоагленда. В 1955 году он обнаружил, что перед тем, как включиться в полипептидную цепочку, аминокислоты присоединяются к адениловой кислоте. Это соединение получается особенно богатым энергией, и его можно считать «активированной аминокислотой».
Хоагленд пошел дальше и обнаружил в клетках присутствие относительно небольших фрагментов РНК, настолько маленьких, что они свободно растворялись во внутриклеточной жидкости. Они получили название «растворимая РНК», но по причинам, которые я сейчас вкратце изложу, чаще их определяют как «транспортную РНК».
Оказывается, существует несколько видов транспортной РНК, и каждый из них способен прикрепляться к адениловой части определенной активированной аминокислоты — каждая разновидность транспортной РНК присоединяется только к одной, «своей» активированной аминокислоте! Ход дальнейших событий понятен.
Предположим, что некая определенная транспортная РНК присоединяется к активированному гистидину, и только к нему. Тогда транспортная РНК «подгоняет» активированный гистидин к матричной РНК (именно за это она и удостоилась названия «транспортная»). Однако она подгоняет белок не к матричной РНК вообще, а именно к конкретному ее участку.
|
|
|
Транспортная РНК имеет «место для крепления», очевидно, представленное соответствующим триплетом, и этот триплет соединяется только с парным ему триплетом матричной РНК. Другими словами, если в транспортирующей гистидин молекуле РНК для крепления подготовлен триплет АУГ, то он соединится только с триплетом УАЦ матричной РНК. Таким образом, триплет УАЦ матричной РНК посредством транспортной РНК оказывается соединенным с гистидином, и только с ним. И везде на протяжении нити матричной РНК, где в ней присутствует триплет УАЦ, будет прикрепляться гистидин — именно таким образом реализуется «соответствие» белка и триплета в генетическом коде.
Проведенный в 1962 году эксперимент убедительно доказал именно такую схему. Ученые взяли молекулу транспортной РНК, которая обычно связывается с аминокислотой цистеином. Затем, после того как связь уже осуществилась, исследователи с помощью специальной методики сделали из цистеина другую, похожую аминокислоту — аланин. Транспортная РНК, не реагируя на изменения, доставила аланин туда, где должен был оказаться цистеин. Таким образом было доказано, что для осуществления связи между транспортной и матричной РНК сущность белка не имеет значения, а важна лишь парность пуринов и пиримидинов соответствующих триплетов обеих кислот.
После того как все транспортные РНК занимают свои места в нуклеотидной цепочке матричной РНК, все аминокислоты в ней «свисают вниз» рядом друг с другом в том порядке, который диктуется последовательностью триплетов матричной РНК (скопированной, в свою очередь, с ДНК гена). А после того как все аминокислоты собраны воедино и выстроены в правильном порядке, уже несложно с помощью различных биокаталитичес-ких процессов вызвать реакцию, которая объединит их в единую цепочку.
В 1962 году Говард Динцис из Массачусетского технологического института, работая с помеченными радиоактивными атомами аминокислотами, провел ряд экспериментов, позволивших проследить переход радиоактивности в белки. Оказалось, что транспортная РНК присоединяет аминокислоты к матричной РНК строго по порядку, как будто нанизывает бусины на нить. Таким образом устраняется вероятность нестыковок.
|
|
|
Предположим, у нас имеется последовательность АУУЦГЦУАГ. Если начинать отсчитывать триплеты с любого места, то мы можем насчитать в ней: АУУ, УУЦ, УЦГ, ЦГЦ, ГЦУ, ЦУА и УАГ. Если бы транспортные РНК могли прикрепляться куда угодно, то какой из семи триплетов был бы использован? Одна транспортная РНК стремилась бы занять триплет УУЦ, а другая — УЦГ, претендуя тем самым на одно и то же место. На самом деле происходит так: одна транспортная РНК прикрепляется к АУУ. Только после этого следующая крепится к ЦГЦ, затем — третья к УАГ. Остальные четыре теоретически возможных триплета в расчет, таким образом, не принимаются.
Заодно Динцис установил, что все аминокислоты молекулы гемоглобина занимают свои места и связываются воедино за 90 секунд.
Описанная схема была воспроизведена в лабораторных условиях на материале не целых клеток, а клеточных фрагментов. В 1961 году Джерард Хьюрвиц из Медицинского центра Нью-Йоркского университета выстроил систему, в которой содержались ДНК, нуклеотиды и необходимые ферменты, и смог с ее помощью добиться формирования матричной РНК в пробирке.
И в том же году Дэвид Новелли провел эксперименты не только с ДНК и нуклеотидами, но и с рибосомами и аминокислотами. В ходе этих экспериментов ему удалось заставить матричную РНК не только сформироваться, но и, задействовав рибосомы, стать рабочей моделью для формирования определенного фермента — бетагалактозидазы.
СЛОВАРЬ ТРИПЛЕТОВ
Теперь осталось установить конкретику кодирования: какой триплет какой аминокислоте соответствует?
Первые достижения на этом поприще были провозглашены в 1961 году, и это было, пожалуй, важнейшее открытие за все восемь лет, прошедших с момента провозглашения теории Уотсона-Крика. Авторами этих эпохальных экспериментов были Маршалл Ниренберг и Генрих Маттей из Национального института здравоохранения.
|
|
|
Они здраво предположили, что для того, чтобы получить ключ, начинать надо с простейшей ситуации — с нуклеиновой кислоты, состоящей из повторов одного и того же нуклеотида. К тому времени благодаря трудам Очоа уже был разработан механизм образования таких цепочек с помощью нужного фермента, так что создание и использование в экспериментах, скажем, полиуридиловой кислоты стало делом несложным.
Так вот, Ниренберг и Маттей ввели полиуридиловую кислоту в систему, где содержались различные аминокислоты, ферменты, рибосомы и все необходимые компоненты для формирования белков. И из этой смеси им удалось получить белок, столь же простой, как и использованная учеными РНК. Последняя представляла собой цепочку уридиловых кислот, а первый — цепочку фенилаланинов.
Это было очень важное достижение. Полиуридиловую кислоту можно представить как УУУУУУУУ... Соответственно, в такой цепочке на любом участке может иметься только один триплет — УУУ. Единственной аминокислотой, использованной при строительстве полипептидной цепочки, стал фенилаланин, хотя в системе было полно и других аминокислот. Осталось сделать только закономерный вывод о том, что триплет УУУ соответствует аминокислоте фенилаланину.
Так был сделан первый шаг к расшифровке генетического кода: «УУУ означает фенилаланин», — гласила первая запись в «словаре триплетов».
Следующий шаг был сделан уже дружно — к делу подключилось множество исследовательских групп. Допустим, полинуклеотид создается с помощью ферментов на основе раствора уридиловой кислоты, к которому добавлено чуть-чуть адениловой. Тогда полинуклеотидная цепочка будет состоять в основном из У, со случайными вкраплениями А, то есть вид она будет иметь приблизительно такой: УУУУУУУУАУУУАУУУУУУУУУУУАУУУУУАУУУ...
Такая цепочка состоит в основном из триплета УУУ со случайными вкраплениями АУУ, УАУ и УУА. Соответственно, и формируемый на основе такой «нечистой» полиуридиловой кислоты белок состоит по большей части из фенилаланина со случайными вкраплениями других аминокислот. Эти вкрапления оказались, после должного изучения, лейцином, изолейцином и тирозином. Стало ясно, что из триплетов АУУ, УАУ и УУА один соответствует лейцину, другой — изолейцину, а третий — тирозину. Более точное определение — дело пока что недалекого будущего[32].
|
|
|
Если вместо адениловой кислоты добавить в изначально однородный раствор уридиловой кислоты немного кислоты цитидиловой или гуаниловой, то мы получим полинуклеотиды с некоторым содержанием триплетов УУЦ и УУГ (с плавающим положением Ц и Г соответственно в триплете). В обоих случаях в фенилаланиновой по преимуществу среде будут обнаруживаться молекулы лейцина. В данном случае мы видим перед собой явный пример вырожденности генетического кода — один и тот же лейцин кодируется в двух случаях разными триплетами.
Если добавить в уже «загрязненный» нами раствор уридиловой кислоты еще немного адениловой кислоты, так, чтобы в итоговом полинуклеотиде среди У было разбросано еще и немного А, то вероятность попадания двух А рядом все еще крайне мала, но тем не менее в полинуклеотидной цепочке могут оказаться и триплеты ААУ, АУА и УАА. Обозначим их все для простоты как УАА.
Чем больше мы будем добавлять адениловой кислоты, тем чаще в итоговом полинуклеотиде будет встречаться УАА по сравнению с УУА. Сначала только триплеты типа УУА будут представлены в достаточном количестве, чтобы соответствующие им аминокислоты можно было определить, но по мере возрастания процента триплетов типа УАА можно будет распознавать новые аминокислоты, относящиеся каждая к одному из трех вариантов УАА. То же самое относится и к добавлению в возрастающем количестве цитидиловой или гуаниловой кислот. В итоговом белке будут обнаруживаться аминокислоты, соответствующие вариациям УГГ или УЦЦ.
А если одновременно добавлять и гуаниловую, и адениловую кислоты? Сначала в достаточном количестве для распознавания соответствующих им аминокислот будут представлены только УУА и УУГ, но затем появятся и триплеты из сочетания УАГ — а их будет уже шесть! Значит, следует ожидать и появления соответствующих им аминокислот.
Биохимики уверены, что в обозримом будущем генетический код будет полностью раскрыт путем составления полного словаря соответствий триплетов и аминокислот.
Глава 12
БУДУЩЕЕ
КЛЕТОЧНАЯ ИНЖЕНЕРИЯ
Пожалуй, попытки увидеть будущее в хрустальном шаре — это самое рискованное изо всех возможных занятий. Но оно же является и самым захватывающим. Лишь самые сильные духом и разумом люди могут удержаться от возможности по-пророчествовать, когда таковая представляется. Я в этом отношении не особенно сдержан, поэтому попробую, скрестив пальцы, заглянуть в будущее.
|
|
|
Мы находимся на пороге самых плодотворных достижений за всю историю биологии. Сейчас решены проблемы, еще лет двадцать назад казавшиеся неразрешимыми, и достижения, о которых можно было только мечтать, стали явью, а наука движется вперед такими темпами, каких человечество не видывало еще за всю свою историю.
Ученые уже используют фрагменты клеток для производства специфичных белков. Нет никаких принципиальных препятствий против того, чтобы производить таким образом вообще любые белки. Эта возможность, которой мы обладаем уже сейчас, по сути, провозглашает нашу независимость от биологических формаций.
Взять хотя бы молекулу инсулина. Это вещество, необходимое для контроля над сахарным диабетом. От него зависит жизнь миллионов диабетиков. Сейчас его получают из поджелудочной железы забитых животных — быков и свиней. В мире на мясо забивается достаточно скота, чтобы инсулина хватило на всех нуждающихся.
Однако представим, что рост населения заставит будущие поколения перейти на растительную пищу. Тогда инсулин брать будет неоткуда.
В таком случае, получив из бычьей поджелудочной железы инсулинопроизводящие клетки, выделив нужную ДНК и рибосомы и собрав все остальное, мы сможем устроить «химическую фабрику», на входе получающую аминокислоты, а на выходе — готовый инсулин, причем для этого не нужно будет ни целого животного, ни даже целой поджелудочной железы.
То есть не то чтобы животное вообще исключается из такой схемы получения инсулина. Ведь изначальная ДНК и рибосомы должны быть получены из настоящей поджелудочной железы. Но после того как они уже получены, мы сможем поддерживать работу нашей «клеточной машины» очень долго и наша зависимость от животных. резко уменьшится.
Возможно, нам удастся даже заставить саму ДНК реплицироваться. Тогда о поджелудочной железе как об органе животного можно будет просто забыть — достаточно будет просто поддерживать самообновляющуюся систему.
Не исключено, что этот день уже не за горами, поскольку в августе 1962 года Джордж Кочрен из университета штата Юта объявил о том, что ему удалось создать молекулу нуклеиновой кислоты из нуклеотидов с помощью клеточных фрагментов — без участия целой клетки. Полученная в результате нуклеиновая кислота оказалась вполне жизнеспособным существом — это была нуклеиновая кислота вируса табачной мозаики, — и молекулы, синтезированные Кочреном, продемонстрировали свою способность инфицировать лист.
Разумеется, производить подобным образом можно будет не только инсулин. Множество других промышленно значимых химических реакций проводятся с помощью ферментов. Как правило, при этом используются ферментативные и синтезирующие возможности бактерий, плесеней и прочих микроорганизмов. Однако в каждом микроорганизме ежесекундно происходят, помимо нужных нам, тысячи других реакций, необходимых ему самому и отвлекающих его ресурсы от той единственной задачи, что ставит перед ним человек.
Если же мы установим систему из нуклеиновых кислот и ферментов, которые будут делать совершенно определенную работу по одной-единственной реакции, она станет для нас чем-то вроде в высшей степени специализированного микроорганизма, не имеющего собственных потребностей, безустанно работающего на нас молекулярного раба. Для решения этой задачи разовьется совершенно новое научное направление — клеточная инженерия.
Мы научимся даже создавать новые задачи для нуклеиновых кислот. После тонкой обработки температурой, радиацией или химическими веществами мутировавшие нуклеиновые кислоты станут производить уже другие белки. Конечно, большинство таких белков не будут иметь никакого практического значения, но вполне возможно, что среди них окажутся и нужные для чего-нибудь необелки, которые будут выполнять задачи, прежде решавшиеся с помощью других белков, быстрее и эффективнее, а может — выполнять и совершенно новые задачи.
Если заглянуть совсем далеко вперед, то можно увидеть день, когда производство необелков будет осуществляться не методом научного тыка. Если мы будем достаточно знать о строении белка, то в конце концов сможем заранее просчитывать, какая структура нам необходима для осуществления той или иной задачи, которую не способен выполнять ни один из существующих белков. Затем, если мы хотя бы в минимальных количествах научимся синтезировать соответствующую нужной белковой структуре нуклеиновую кислоту, то производство самого белка можно будет считать уже налаженным.
В какой-то степени мы находимся сейчас в том же положении, что и, скажем, в 1820 году. И тогда можно было предсказать, что в некотором будущем химики научатся синтезировать органические вещества; что, научившись, они будут тысячами создавать вещества, в природе не существующие, что такие вещества можно будет специально создавать под конкретную задачу. Уже тогда можно было предсказать, что через полтора столетия в общее употребление войдут никогда не встречавшиеся в природе синтетические краски, синтетические нити, синтетические пластмассы и синтетические лекарства, многократно превосходящие любые натуральные аналоги. Однако звучали бы такие прогнозы невероятной фантастикой.
Сейчас же мы можем предсказать то же самое, но в отношении более тонкого и таинственного предмета — белковой химии.
КОНЕЧНАЯ ЦЕЛЬ
Перед человечеством открываются новые перспективы не только в области появления новых химических технологий. Знание порождает новое знание, и молекулярная биология имеет поистине сказочное будущее.
Если удастся в достаточном количестве изолировать необходимую матричную РНК и определить управляющий ею фермент, то по матричной РНК можно будет определить и сформировавшую ее ДНК. Таким образом, будет открыт путь для составления «карты хромосом». Конечно, сделать это будет нелегко. Однако начало такой работе уже положено. В 1962 году Роберт Эдгар из Калифорнийского технологического института объявил о том, что сумел установить расположение около половины генов определенного вируса путем разработки ферментов, производимых каждым из них. Строго говоря, он использовал в своей работе не матричную РНК, а другие, мутационные, методики. К тому же в этом вирусе всего-то около 100 генов, а у человека их, может, и 150 000[33]. Но мы же находимся только в начале пути! А в конце этого пути, возможно, будет определена каждая молекула ДНК в каждой хромосоме[34].
Далее прогресс будет двигаться в нескольких разных направлениях. Будут, например, размечены хромосомы различных тканей, что решит, наконец, мучающую ученых проблему причин, отличающих одну ткань от другой.
Такой сложный организм, как человеческий, начинается с единой оплодотворенной яйцеклетки, но с двойного набора генов. Более пятидесяти триллионов клеток взрослого человека вырастают именно из нее всего за 47 последовательных циклов деления.
Можете сами проверить — после первого цикла деления клетка превращается в две, после второго — в четыре. Проведите эту процедуру 47 раз и посчитайте, сколько получится — если, конечно, у вас хватит терпения.
При каждом цикле деления хромосомы реплицируются, так что все клетки организма содержат одинаковый набор генов. Соответственно, следовало бы ожидать, что и образование ферментов, и все химические механизмы в них будут протекать одинаково.
Но это не так. Клетки каждого органа и каждой ткани в органе производят собственные ферменты и обладают собственными уникальными свойствами. Нервная клетка, почечная клетка, клетка слюнной железы — все они отстоят от первоначальной оплодотворенной яйцеклетки на 47 циклов деления, и при этом как же они отличаются друг от друга!
Химическая подоплека такого развития сейчас только начинает изучаться. До последнего времени не было известно, теряют ли клетки различных тканей наборы генов в процессе дифференциации или обладают полным набором, часть генов в котором подавлена или нейтрализована.
Однако недавние эксперименты свидетельствуют в пользу последнего предположения. Ученые из Оксфорда провели следующий эксперимент: они убивали ядро яйцеклетки лягушки ультрафиолетовым излучением, а затем вставляли вместо него ядро, взятое у эмбрионов лягушки или даже у только что вылупившихся головастиков. Тридцати процентов ядра клетки эмбрионов оказалось достаточно, чтобы началось деление яйцеклетки, и вырастали нормальные взрослые лягушки. Четырех процентов от ядра клетки желудочной стенки только что вылупившегося головастика тоже оказалось достаточно! Очевидно, что даже после окончательной дифференциации в ядре клетки лягушки сохраняется полный набор генов, необходимый для производства полноценной лягушки[35].
Работа Ручи Хуанга и Джеймса Боннера из Калифорнийского технологического института свидетельствует о том же. Они исследовали белковую составляющую хромосом и обнаружили, что в некоторых случаях посредством удаления определенных видов присутствующего в хромосоме белка удается увеличить производство матричной РНК. Соответственно, логично предположить, что некоторые белки работают как «блокираторы», подавляя действие определенных молекул нуклеиновой кислоты. В таком случае любая сколь угодно специализированная клетка может содержать полный набор генов, а в дополнение к нему — индивидуальный набор белков-ингибиторов, подавляющих в нервных клетках действие одних генов, в мышечных — других и так далее.
Если это окажется именно так, то есть перспектива научиться и «разблокировать» заблокированные гены. И не сумеем ли мы в этом случае когда-нибудь отращивать ампутированные конечности, заставляя клетки дедифференцироваться и дифференцироваться заново? Сможем ли мы, взяв образцы эмбриональной ткани или оплодотворенных яйцеклеток, выращивать из них сердца или почки для трансплантации[36]?
И речь идет не только об исцелении калек, но и об улучшении состояния здоровья всех людей. Мы сможем выправлять гормональный дисбаланс, сможем полностью победить рак.
В хромосомах можно будет заранее определять наличие того или иного наследственного заболевания или нарушения химического баланса на клеточном уровне, таким образом диагностируя заранее те болезни, которые могут развиться только во взрослом возрасте[37]. Диагностировать дефект возможно будет даже у тех людей, у кого в жизни не возникнет непосредственного проявления симптомов, поскольку они будут подавляться здоровой парной хромосомой — такая диагностика не является бессмысленной, поскольку заболевание может в полной мере проявиться у детей носителя.
Можно дойти в наших рассуждениях до такого будущего, когда все будут в общепринятом порядке подвергаться генному анализу, как сейчас все поголовно вакцинируются. В итоге мы можем прийти и к появлению рациональной базы для евгеники — действий с целью устранения нежелательных генов и распространения желательных.
Возможно, на основе поголовного генного анализа населения удастся выявить и физиологическую подоплеку душевных болезней. Может быть, удастся установить комбинации генов, обеспечивающие высокий интеллект, творческие способности и все те качества, о которых только может мечтать человек.
Наступит ли тот день, когда мы достигнем своей окончательной цели и сможем сами разумно и целенаправленно творить нашу дальнейшую эволюцию, достигая все более и более совершенного состояния?
[1]Название популярной в 1940-х гг. XX в. книги про карьеру киномагната, автор — Балд Шульберг
[2]По результатам завершившегося в апреле 2003 года проекта «Геном человека» установлено, что всего у человека имеется 30-50 тысяч генов
[3]Так именуется в англоязычной терминологии форма умственной отсталости, известная нам как синдром Дауна
[4] В специализированной научной литературе, склонной к унификации лингвистического разнообразия, в последнее время повсеместно употребляется англоязычный термин "протеин", однако в дальнейшем, в переводе данной книги А. Азимова, мы все же будем использовать привычное русское слово "белок"
[5]Сложные имена большинства химических веществ имеют свое значение. Но, как правило, объясняя их смысл, можно уйти слишком далеко от темы. Поэтому я буду объяснять значения названий только в тех случаях, когда это будет сделать легко и просто
[6]Так — на момент написания книги. К 2006 г. известно уже 114 элементов Периодической таблицы Менделеева
[7]То же верно для всех языков. Например, в русском слово не может начинаться с букв Ы, Ъ или Ь, а после Ч нс может стоять, например, Ю.
[8]На самом деле правила скрепления атомов несколько сложнее, чем я описал. Например, при некоторых условиях атом углерода будет крепиться только в двух местах, да и атом азота может получить возможность установления четвертой связи, а серы — третьей. Но в рамках данной книги все эти тонкости знать не обязательно, поэтому я ограничусь только данным примечанием — чтобы вы не думали, что все обстоит так просто
[9]Надеюсь, понятно, что химическую группу можно писать как слева направо, так и справа налево. Так, гидроксильную группу можно записать: НО—, а также: —ОН; аминогруппу: ТН2—, — Н2Т; карбоксильную группу: —СООН или НООС—. Природа химической группы от этого не меняется. В формуле глицина, приведенной на рис. 16, я записал аминогруппу «задом наперед», по сравнению с тем, как я записал ее же на рис. 7, изображающем формулу метиламина. То же самое касается и порядка расположения двойных и одинарных связей в бензольном кольце
[10]Группа из трех атомов азота, связанных с центральным атомом углерода, называется гуанидиновой группой. Для данной книги это не имеет значения, но не забывайте, что на самом деле групп атомов существует гораздо больше, чем перечислено в предыдущей главе
[11]Надо оговориться, что число двадцать два в какой-то мере условно. Некоторые из биохимиков считают аспарагин и глютамин нс более чем разновидностями аспарагиновой и глютаминовой кислот, так что с их точки зрения аминокислот всего двадцать. Другие биохимики склонны не принимать в расчет гидроксипролин, раз он не встречается нигде, кроме коллагена, а третьи — рассматривают цистин и цистеин как две разновидности одного и того же вещества, так что в принципе количество различных аминокислот можно считать и равным восемнадцати. И все же я лично предпочитаю либеральный подход и в дальнейшем буду придерживаться числа двадцать два
[12]Приставки «ди-», «три-», «тетра-» и «пента-» происходят от греческих слов «два», «три», «четыре» и «пять». Эти числительные очень широко используются в химической терминологии. Приведенный на рис. 5 октан имеет в своем составе восемь атомов углерода, и приставка «окт-» как раз и означает по-гречески «восемь»
[13]За изобретение этой технологии Мартин и Синг получили в 1952 г. Нобелевскую премию в области химии
[14]За что и получил в 1958 г. Нобелевскую премию
[15]И эта работа произвела такое впечатление, что дю Виньо стал нобелевским лауреатом в области химии в 1955 г., прямо в год совершения своего открытия, в то время как Сейгеру пришлось ждать оценки своих более общих работ еще три года
[16]За эту работу Кендрю и Перуц удостоились в 1962 г. Нобелевской премии в области химии
[17]К русскому языку это относится в меньшей степени, за счет наличия морфологии окончаний он позволяет гораздо больше свободы положения слов в предложении
[18]Мюллер получил в 1946 г. Нобелевскую премию за свою первоначальную роботу в области мутаций и радиации, а Бидл и Тейтем за свои исследования хлебной плесени - часть Нобелевской премии в области медицины и физиологии за 1958 г.
[19]В данный момент, по завершении проекта по расшифровке генома человека, эта схема признана устаревшим представлением. Выяснилось, что за счет определенных механизмов, позволяющих кодировать несколько белков в одном гене, в геноме человека в среднем каждый ген кодирует по три белка — или, вернее, три полипептидные цепочки
[20]За эти исследования Коссель получил в 1910 году Нобелевскую премию в области физиологии и медицины
[21]Азот тоже обладает таким свойством, но для данной книги это не имеет никакого значения
[22]До 1892 г., когда ученый завершил обучение в Петербурге и уехал на постоянное место жительства в США, куда годом раньше переехали его родители, спасаясь от усилившихся антисемитских настроений, — Фашель Аронович Левин
[23]Эмиль Фишер, который позже установит строение пептидов, достаточно много открыл в области химии пуринов. За это и за свою работу по сахарам он удостоился в 1902 году Нобелевской премии в области химии
[24]За свои работы в этом направлении Тодд получил в 1957 г. Нобелевскую премию в области химии
[25]Вообще метод бумажной хроматофафии можно применять — что с успехом и делалось — практически к любой смеси близких по строению веществ, и через несколько лет после изобретения эта технология стала незаменимым инструментом всех разделов биохимии
[26]За это достижение и ряд более ранних работ, посвященных связям между атомами, Полинг получил в 1954 г. Нобелевскую премию в области химии.
[27]За эти исследования Уилкинс, Уотсон и Крик разделили в 1962 году Нобелевскую премию в области медицины и физиологии
[28]Для РНК это будет справедливо, напомним, в том случае, если вместо Т (тимина) мы будем везде проставлять У (урацил)
[29]Очоа и Корнберг получили за эти достижения Нобелевскую премию 1959 года в области медицины и физиологии
[30]Такое мнение было общепринятым на время написания книги, но напомним, что последние исследования свидетельствуют о том, что один ген может управлять, за счет особого механизма, в тонкости которого мы здесь вдаваться не будем, синтезом не одного, а нескольких полипептидов. По крайней мере, у сложных организмов каждый ген кодирует в среднем по три полипептида, хотя у простых бактерий это соотношение действительно близко к классическому «один ген — один белок»
[31]Теоретически что-то может произойти и с международным эталоном, поэтому в 1960 году было принято соглашение окончательно определить метр через длину волны света, испускаемого атомами редкого газа криптона при нагревании до определенной температуры. Так что теперь все единицы измерений привязаны к неизменной природной константе (по крайней мере, в это хочется верить)
[32]Разумеется, на сегодняшний момент словарь кодонов (соответствий триплетов и аминокислот) давно уже составлен. Вот он:
1. УУУ, УУЦ — фенилаланин
2. УУА, УУГ, ЦУУ, ЦУЦ, ЦУА, ЦУГ - лейцин
3. АУУ, УАЦ, УУА - изолейцин
4. ГУУ, ГУЦ, ГУА, ГУГ - валин
5. УЦУ, УЦЦ, УЦА, УЦГ, АГУ, АГЦ - серин
6. ЦЦУ, ЦЦЦ, ЦЦА, ЦЦГ - пролин
7. АЦУ, АЦЦ, АЦА, АЦГ - треонин
8. ГЦУ, ГЦЦ, ГЦА, ГЦГ - аланин
9. УАУ, УАЦ - тирозин
10. ЦАУ, ЦАЦ - гистидин
11. ЦАА, ЦАГ — глютамин
12. ААУ, ААЦ — аспарагин
13. ААА, ААГ - лизин
14. ГАУ, ГАЦ — аспарагиновая кислота
15. ГАА, ГАГ — глютаминовая кислота
16. УГУ, УГЦ - цистеин
17. УГГ — триптофан
18. ЦГУ, ЦГЦ, ЦГА, ЦГГ, АГА, АГГ - аргинин
19. ГГУ, ГГЦ, ГГА, ГГГ - глицин
20. АУГ — метионин
21. УАА, УАГ, УГА - стоп-кодоны
[33]Напомним, что результаты проекта «Геном человека» свидетельствуют о 30-50 тысячах генов
[34]Что и было проделано в ходе амбициознейшего международного проекта «Геном человека». Проект был начат в США в 1986 г. и закончен усилиями ученых из двадцати стран мира в 2003 г. Однако пока речь идет лишь именно о составлении карты генома, а не об установлении точной функции каждого из генов. Последняя задача — дело ближайшего будущего
[35]Сейчас подобное — клонирование методом переноса ядра — осуществимо и в отношении ряда млекопитающих, причем в отношении, скажем, кошек это уже поставлено на коммерческую основу для всех желающих. Американская компания Genetic Savings & Clone всего за 30 тысяч долларов готова утешить любого владельца только что погибшей кошки, вырастив точную копию умершего животного на основе ядра клетки, взятой из слизистой оболочки ротовой полости трупа.
[36]Клетки, о которых говорит автор, — недифференцированные, содержащиеся в эмбрионах и, в гораздо меньшем количестве, в организмах взрослых людей, называются сегодня «стволовыми». Работы в этом направлении на данный момент еще далеки от завершения. Управлять дифференциацией клеток пока получается плохо, и имеются лишь отдельные частные достижения — так, например, с помощью стволовых клеток, получаемых из пуповинной крови, можно добиться частичной регенерации миокарда после инфаркта, по в целом до появления отработанных общераспространенных методик пока далеко
[37]А вот это — уже вполне реальная и распространенная процедура, более того — рутинная при искусственном оплодотворении, когда решается вопрос выбора эмбриона для рождения ребенка. Правда, в некоторых странах, сильно подверженных религиозному влиянию, генетический скрининг запрещен законодательно
|
|
|
