Диалоги (декабрь 2003 г.) - Гордон Александр (читать книги онлайн бесплатно регистрация txt) 📗
Владислав Баранов: Но есть представление о том, что существует не один, а несколько генетических кодов. И то, что называется сейчас «лишней, или избыточной ДНК» на самом деле играет какую-то регулирующую роль. Какую-то определяющую роль, скажем, оркестровку работы этих генов. Как записана партитура каждого вида, каждого организма? Это остается неизвестным.
Н.Я. Да, это совершенно верно. Но хотелось бы обратить внимание на одно количественное обстоятельство. Если мы разошлись с последним близким родственником к нам – шимпанзе – по крайней мере 5 миллионов лет назад, то эти 99 из ста букв, которые одинаковые, они ведь касаются и той части текста, которые никакой белок не кодируют. То есть все 5 миллионов лет все это воспроизводится, все эти тексты, по крайней мере, раз в двадцать лет для человека, или покороче – для обезьяны. И тексты остались на 99 процентов одинаковыми за 5 миллионов лет переписывания, или даже за 15 миллионов лет, отделяющих нас от орангутанга, который тоже немного от нас отличается. Это поддерживается абсолютно стабильно, зачем-то это надо. Но почему текст надо поддерживать именно в таком виде, этого мы не знаем.
В.Б. Я думаю, если посмотреть на чуть более дальних родственников, не приматов, то там различия будут более значительные. Когда-то меня осенила мысль, которой я дорожу до сих пор. Мне казалось, что, проникнув в суть тайны ДНК, мы сможем провести классификацию всех организмов согласно, скажем, периодической системе, где каждый организм, каждый вид, по крайней мере, занял бы какую-то вполне определенную нишу. Только вопрос в том, что взять за единицу отсчета?
Н.Я. Во всяком случае инструмент для этого – структура ДНК. Она сейчас на экране появилась. Это обложка журнала, в котором опубликована знаменитая статья Уотсона и Крика, посвященная структуре ДНК, как они ее определили. Этой статье в этом году 50 лет. Это празднуется в очень многих местах мира, в том числе и в нашей стране. Собственно говоря, после этого начался путь к тому, чтобы понять, какая буква стоит в какой позиции текста. Буквы уже были известны до того, как они определили структуру, но когда появилась структура, это было начало того, чтобы определить расстановку букв. Это заняло 50 лет.
В.Б. Хотелось бы сказать, что совершенно непонятным остается, почему именно эти четыре буквы были взяты. Ведь у природы была масса других возможностей, а взяли только эти четыре буквы, и они идут совершенно красной линией от вирусов до человека, то есть единство всего живого не вызывает никакого сомнения.
Н.Я. Да, это поразительное вообще явление, как много общего до сих пор мы находим во всем живом. Эти тексты, которые были не только для человека определены, а также и для огромного количества бактерий. Мы разделяем текст на отрезки, на инструкции – гены. И мы можем сравнить эти гены, по крайней мере, переведя текст ДНК в текст белка, который более устойчив. Немножечко разные сочетания букв в ДНК могут соответствовать одному и тому же белку. Поэтому сравнивают белки, и оказывается, что мы видим по белкам сходство организмов, которые разошлись, скажем, 3 миллиарда лет назад – мы и бактерии. И это до сих пор видно в последовательности букв уже аминокислотного кода в белке.
Что же это за белки, которые являются общими у человека и у бактерий? Оказывается, что мы во многих случаях не знаем функций этих белков, и по ним пока не известны даже мутации, чтобы определить их функцию. А это белок, который 3 миллиарда лет остается у всех живых одинаковым – у нас, у бактерий, у растений. Поразительное обстоятельство – как природа до сих пор сохранила свое единство, видимое и сегодня. За 3 миллиарда лет – это расчетное время возникновения жизни по генетическим данным. Археологические данные показывают, что 2,7 миллиарда лет назад существовали, по-видимому, уже клеточные формы жизни. Земля существует 4,5 миллиарда лет, а примерно 3 миллиарда лет назад уже были клеточные формы.
На самом деле все, что предшествовало клеточной форме, требовало гораздо больше времени, с моей точки зрения, для того чтобы оно возникло. Ведь то, что составляет клетку – это клеточные циклы, которые взаимодействуют друг с другом. Они не существовали вместе, когда-то они жили отдельно. Правда, можно ли назвать это жизнью? Но мы до сих пор видим этот этап эволюции отпечатанным в генетическом тексте ныне живущих организмов. Поэтому генетический текст – это основа основ наших знаний о жизни.
В.Б. И действительно, возникновение клетки – это столь замечательное событие и столь непонятное сейчас. Мы совершенно не приблизились, расшифровав геном, к этому. Возможно, верна гипотеза панспермии – зарождения жизни вне Земли, и ее представленности в других местах во Вселенной, которая когда-то была выдвинута Сванте Арениусом, а потом поддержана Криком. Он тоже обратил на это внимание, это была его следующая гипотеза после гипотезы «двойной спирали ДНК». Гипотеза как будто предлагает решение, но оно просто отдаляет событие возникновения жизни в глубь времен, не описывая события и не указывая на ее причину.
А.Г. То есть, это скорее не решение, а вынос решения за скобки.
В.Б. Выносит за пределы Земли, по крайней мере.
А.Г. И все-таки, об этой программе поподробнее. Начали ее физики, если я не ошибаюсь?
Н.Я. Вообще программа родилась как следствие прекращения «холодной войны». Это действительно так. Средства, которые шли на военные разработки, быстро стали сворачиваться. И огромные массы очень высококвалифицированных людей, прежде всего в области создания инструментов исследования, решили предложить что-то новое для реализации своего огромного научного потенциала.
В Америке это был департамент энергетики – наш Средмаш, который отвечал за создание атомной и водородной бомбы. Лаборатория Лос-Аламос и Ливермор, отвечали за то, как влияет радиация на человека, что будет, если случится атомная война. Они сказали, что мы будем это знать лучше всего, если определим структуру генома человека и тогда поймем, на что действует радиация и что получится при облучении.
А.Г. Хитрые ребята…
Н.Я. Это всех устроило – и там, и здесь. Поднятый новый флаг был уверенно поддержан власть предержащими, эти программы были отфинансированы. И, кстати сказать, тогда, когда программа началась – в конце 80-х годов, она финансировалась и у нас на очень высоком уровне. Если в Америке первое финансирование было 30 миллионов долларов, то у нас это было 10 миллионов долларов. Замечу, что когда программа закончилась пару лет назад – у нас это было 300 тысяч долларов, а в Америке это было 300 миллионов долларов. Такое вот развитие событий…
Но действительно, тогда эта программа началась. Как определить структуру генома, тогда было совершенно не ясно, не было методов, не было инструментов. Знание принципиальной структуры не позволяло помыслить о том, какими методами можно взять такой объем, за какое время она будет сделана как химическая работа, как все это собрать и как со всем этим манипулировать, потому что тогда не было компьютеров, таких как сейчас.
А.Г. 3 миллиарда пар оснований…
Н.Я. Да, это число позиций для букв генетического текста. Это в общем как несколько шкафов с книгами, размещенными в каждой клетке нашего тела. А клеток-то у нас 10 в тринадцатой степени. То есть это все безумная по объему информация, с которой нужно работать. Кстати сказать, суммарная длина ДНК в одной клетке – примерно два метра. А во всех ваших клетках, если их вытянуть, эта длина в тысячи раз превышает расстояние до Солнца. Вы в каждый данный момент всем этим манипулируете, и не видно напряжения на вашем лице. Все это делает ваш организм. Вот этот текст нужно было определить.
В.Б. Но все-таки в данный момент, я думаю, нельзя не обратить внимания, что было одно принципиальное открытие. В 1975 году тогда уже лауреат Нобелевской премии Фрэд Сенгер предложил метод секвенирования ДНК, который можно автоматизировать, как сразу же стало понятно специалистам. И это действительно явилось решающей методической предпосылкой, которая говорила, что, в принципе, текст можно будет прочесть.
