Техника - молодёжи 1975-05, страница 52

ТРИБУНА СМЕЛЫХ ГИПОТЕЗ

Чем служит ядро клетки

для ДНК?

ЮРИЙ СИМАКОВ, кандидат биологических наук

ДЛЯ МНОГИХ УЖЕ СТАЛО ПРИВЫЧНЫМ, ЧТО В МОЛЕКУЛЯРНОЙ БИОЛОГИИ СОВЕРШАЮТСЯ ОТКРЫТИЯ, ПЕРЕВОРАЧИВАЮЩИЕ ВСЕ СТРОЙНЫЕ ТЕОРИИ ПРОШЛОГО. А ЧЕРЕЗ НЕКОТОРОЕ ВРЕМЯ ЭТИ ОТКРЫТИЯ ПРОЧНО ВХОДЯТ В НАШИ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ И КАЖУТСЯ ПОЧТИ ОКОНЧАТЕЛЬНЫМИ И НЕ ПОДЛЕЖАЩИМИ ПЕРЕСМОТРУ.

ТАК ПРОИЗОШЛО И С ВОПРОСОМ О НАСЛЕДСТВЕННОЙ ПРОГРАММЕ ОРГАНИЗМА, СОСРЕДОТОЧЕННОЙ В ДНК. БИОХИМИКИ, КАЖЕТСЯ, ОКОНЧАТЕЛЬНО УСТАНОВИЛИ: ПОЧТИ ВСЯ ДНК НАХОДИТСЯ В ЯДРЕ КЛЕТКИ, А РНК, ЕСЛИ НЕ ПРИНИМАТЬ ВО ВНИМАНИЕ ЯДРЫШКИ, — ВНЕ ЯДРА, В ЦИТОПЛАЗМЕ НО ТАК ЛИ УЖ ОКОНЧАТЕЛЬНО ЭТО УТВЕРЖДЕНИЕ? СЕЙЧАС НАМ ПРИДЕТСЯ КОСНУТЬСЯ НЕКОТОРЫХ ФАКТОВ, О КОТОРЫХ МНОГИЕ УЧЕНЫЕ, ДАЖЕ ЕСЛИ ОНИ ИХ И ЗНАЮТ, СТАРАЮТСЯ НЕ ГОВОРИТЬ. ЕЩЕ БЫ, В НИХ УГРОЗА РАЗРУШЕНИЯ ПРИВЫЧНЫХ И СТРОЙНЫХ ПРЕДСТАВЛЕНИЙ.

Английский биолог Д. Чейен еще в 1965 году показал, как много зависит от того, в каком состоянии находится изучаемая живая клетка. Действительно, биохимикам для выделения тех или других компонентов клетки приходится ее разрушать, а разрушенные части вновь делить на фракции. Поэтому трудно ответить, точно ли находились выделенные компоненты именно в той, а не в другой части клетки. Не лучше обстоит дело у цитохимиков и цитологов, изучающих локализацию тех или иных химических соединений в клетке. Для таких исследований клетку надо либо предварительно зафиксировать убивающим ее веществом, либо заморозить, разрезать на части, а затем опять-таки убить.

Может быть, в живой клетке ДНК находится не только в ядре? Этим и занялся Чейен. Он изучал живые клетки с помощью ультрафиолетового микроспектрофотометра. ДНК поглощает ультрафиолетовые лучи с длиной 260 ммк, так что по количеству поглощенных лучей можно определить, как распределена в клеточных структурах нуклеиновая кислота.

Итак, тончайший ультрафиолетовый пучок направлен на живую клет

ку. Сейчас будет получена ее фотография в лучах с длиной волны 260 ммк. Ту же картину мы увидим, что и при фотографировании убитой клетки, или же остановка жизненных процессов вносит необратимые изменения? Оказывается, в живой клетке все по-другому. Ядро поглощало меньше ультрафиолета, чем цитоплазма. ДНК была в цитоплазме.

Что же получается? Тысячи исследователей смотрят на клетку через мощные оптические системы, отделяют с помощью ультрацентрифуг ядра, изучают ядерную ДНК биохимическими способами, а ДНК в живой клетке находится как раз не гам.

Советский цитолог Я. Эренпрейс развил дальше выводы Д. Чейена. Ученый утверждает: всякая попытка получить стабильный препарат фиксацией клетки или даже ее повреждение ведут к тому, что ДНК мгновенно убирается в ядро. Вот эту-то убранную в ядро ДНК и изучает большинство цитологов.

Согласно принятым ныне представлениям информационная РНК синтезируется в ядре на одной из раскрытых цепей ДНК, затем покидает ядро, идет к рибосомам, куда растворимая РНК подносит кирпичики — аминокислоты, из которых

строятся белки. Если же ДНК находится не в ядре, а в цитоплазме, то и считывание генетической информации с ДНК, видимо, идет не в ядре, а непосредственно вблизи того места, где синтезируется какой-либо белок.

Чем же тогда служит ядро для ДНК? Пожалуй, убежищем и складом одновременно. Вспомним: когда клетка делится, ядро исчезает. Нити ДНК, обернутые, как кабель, белковой изоляцией, начинают спирали-зоваться, укладываться и образуют хромосомы. Это те самые длиннейшие нити ДНК, которые из клетки размером 20 микрон могли быть вытянуты до метровой длины. И вот они уложены в «чемоданы» — хромосомы длиной всего несколько микрон. Теперь им не нужна и оболочка ядра. Но вот разошлись хромосомы к разным полюсам, начинается распаковка, и в каждой из двух нарождающихся новых клеток появляется ядро — дом, в который всякий раз будет прятаться ДНК при опасности нарушения ее структуры.

Теперь давайте представим, как могла бы выглядеть ДНК в живой работающей клетке между двумя актами деления.

Прежде всего вспомним: у всех многоклеточных организмов клетки

Этот рисунок иллюстрирует гипотетический механизм вытягивания петель дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) через поры клеточного ядра. Вытягивание возможно, когда спираль ДНК в ядре раскручивается. Петли приближаются к полисомам клетки. В таних случаях, по-видимому, возможен синтез информационной РНК вблизи петель, ?? пределами ядра. Если такой механизм действительно будет отнрыт, молекулярная биология сделает большой скачок в познании тайн жизни.

48