Техника - молодёжи 1959-07, страница 21

нок выпускает тысячи идентичных копий газет с одной и той же матрицы.

В живых клетках также были обнаружены особые биохимические матрицы, на поверхности которых осуществляется синтез белков со строго регулируемой последовательностью аминокислотных остатков. Этими матрицами являются нуклеиновые кислоты: рибонуклеиновая (РНК) и дезокси-рибонуклеиновая (ДНК), состоящие из четырех типов нуклеотидов, зтих сложных и комплексных химических соединений, связанных между собой в длинные цепи подобно бусам.

Разнообразные формы чередования этих нуклеотидов в длинных молекулярных цепях (нуклеиновых кислот) и являются тем специфическим способом биохимической памяти (кодом), который служил для особой, биохимической записи разнообразной биологической информации, регулирующей воспроизведение специфичности белков.

Полинуклеотидиые цепи нуклеиновых кислот обладают двумя замечательными свойствами. Каждая из них способна создавать на своей поверхности точную негативную (дополнительную) копию, по которой снова может быть воспроизведен оригинал, и синтезировать на поверхности РНК белки, в которых порядок аминокислот регулируется особым взаимо-

Различные белки, на ходящие я в организме, выполняют строго определенную работу. Одни из них, например рибонукле-азы, расщепляют рибонуклеиновую кисло-^ТУ* Другие выполняют структурную и защитную роль в организме, третьи (миозин) сокращают волокна.

действием между двумя типами РНК, высокомолекулярной и низкомолекулярной, имеющимися в цитоплазме,

ДНК, локализованная в хромосомах ядра клетки, не принимает прямого участия в синтезе белков. Однако она частично обусловливает специфичность РНК, «заведующей» текущими синтезами, сохраняет и воспроизводит тот огромный запас наследственной информации, который является отражением всей биологической специфики данного вида и направляет индивидуальное развитие организма по определенному пути.

Если рассматривать конкретные формы проявлания жизни, то они сводятся, с одной едороны, к постоянному

Вот как создается биохимическая «память». Длинные молекулы РНК являются матрицами. Они предопределяют последовательность аминокислот в синтезируемых белках. «Память» зависит от порядка чередования нуклеотидов в молекулах нуклеиновых кислот.

воспроизведению почти одинаковых поколений данного вида, растянутому на многие тысячелетия, и, с другой стороны, к неспособности каждой отдельной особи к сохранению своего тождества, к ее постепенному старению и умиранию.

Воспроизведение видовой специфичности при эволюционном развитии живого мира зависит прежде всего от воспроизведения той наследственной информации, которая «записана» в ДНК. Благодаря особым химическим свойствам ДНК это воспроизведение осуществляется с максимальной точностью.

Постоянство каждой конкретной особи зависит прежде всего от свойств белков, синтез которых осуществляется с помощью РНК. Однако РНК, являющаяся непосредственной матрицей белкового синтеза, ужа обладает гораздо меньшими возможностями для точного воспроизведения. Биохимические условия для сохранения постоянства РНК значительно хуже, чем для ДНК, и это определяет ее постепенное изменение. Во-первых, РНК функционирует (и как матрица и как переносчик аминокислот) в форме одинарного, а не двойного, как ДНК, полину-клеотида, и это открывает ее цепь более прямому воздействию меняющихся внешних факторов (ферменты, химические и физические условия). Воспроизведение РНК имеет, во-вто-рых, меньше стереохимических огра-

На фотографии объемная модель дезо-к си рибонуклеиновой кислоты (ДНК).

ничений, а скорость ее обновления намного выше, чем у ДНК. И, наконец, контроль за воспроизведением ее специфичности оказывается двухступенчатым (синтез в ядра и синтез в цитоплазма).

Еще в меньшей степени возможно строгое, точное воспроизведение специфичности белков, которые, отражая все изменения своих матриц, обладают рядом дополнительных каналов накопления возрастной изменчивости.

Изучение точного характера возрастных изменений всех зтих специфических биологических полимеров, таено связанных между собой различными способами переноса биологичесиой информации, пока только начинается, и тем не менее уже сейчас можно предвидеть та необыкновенные перспективы, которые откроются парад наукой, овладевшей тайнами синтеза балка.

В настоящее время показано на многих опытах, что если выделить РНК из бактерий, способных к активному синтезу какого-либо ферментативного белка, и ввести зту РНК в клетки бактериальной культуры, на обладающей этой способностью, то последняя начинает осуществлять синтез нового для нее белка, ибо она получила специфические матрицы для его синтеза. Этот же принцип замены и реконструкции старых матриц молодыми и будет, по-видимому, лежать в основа окончательной победы человечества над процессами старения. Для этого не нужно будет выделять «молодые» матрицы из живых объектов, их можно будет готовить синтетическим путем. В настоящее время известно много работ по ферментативному синтезу РНК вне организма, а в 1958 году был осуществлен вне организма и ферментативный синтез ДНК определенной специфичности. Этот синтез осуществлялся с помощью особой «затравки», то есть небольших количеств специфической ДНК, которая служила «образцом», направляя новый ферментативный синтез ДНК из более простых соединений в строго определенном направлении.

Таким образом, пути решения проблемы управления синтезами белков а организме в настоящее время начинают определяться. Предстоит развернуть работу по изучению механизмов возрастных изменений зтих синтезов, характера этих изменений и их взаимосвязей с физиологическими и функциональными нарушениями при старении. И когда наука сможет управлять характером специфичности образуемых в организме белков и нуклеиновых кислот, то она сможет управлять и процессами старения, избирательно заменяя и исправляя те биохимические