Техника - молодёжи 1987-08, страница 13

ФОСФАТ

САХАР

ШХАР

цитоаин

АДЕНИН

АДЕНИН

ГУАНИН

САХАР.

САХАР

ФОСФАТ

КИШЕЧНЫХ

Валерий ИВАНОВ

управляющая программа, которая «знает», какой белок нужен, как его синтезировать и что он должен делать. Носителем управляющих наследственных свойств, обеспечивающих создание новых белковых молекул, выступают две нуклеиновые кислоты ДНК и РНК, обязанные своим названием тому, что их впервые обнаружили в ядрах (нук-леосах) клетки.

Оглянемся назад, в глубь миллиардо-летий. Когда-то в первобытном молекулярном «супе» в ходе длительного отбора возникли молекулярные «замки» — длинные цепочки белков. Сами по себе эти биополимеры были мертвы. Как их растормошить, разомкнуть? «Мертвая» вода сложила их в более или менее упорядоченные кристаллы, но как окунуть их в воду «живую»? Потребовался первый инструмент живого — молекулярная «отмычка». Природа подготовила заготовку — нуклеиновые кислоты. Но как эти «ключи» нашли «замки» и вошли в них, заставили их «вертеться»? Без посторонней помощи белкам и нуклеиновым кислотам — «замкам» и «ключам» — вряд ли удалось бы устойчиво определенным образом расположиться в пространстве, резонансно провзаимо-действовать друг с другом, наладить сложную «роторную линию» химических превращений, обмен веществ, самовоспроизводство. Кто же им помог?

Обойдемся без мистики. Вспомним о кибернетике, о прямых и обратных связях в активной самодействующей химической системе. Благодаря им вместо

Фермент расплетает двойную спираль ДНК, информационная иРНК снимает копию генетического рецепта и переводит его с языка ДНК на язык белка, транспортная тРНК подает рецепт на рибосому. В этой фабрике белка, которую также называют молекулярной вычислительной машиной клетки, происходит перевод «текста» с нуклеотидного языка ДНК и РНК на аминокислотный язык белков. Поразительное сходство между генетическим и языковым кодами можно объяснить или необходимостью удовлетворения сходных требований на микро- и макроуровнях, или прямым проецированием структурных принципов молекулярных коммуникаций на лингвистический уровень.

«Генетическое солнце» — наглядное представление генетического кода, своеобразная «периодическая таблица» живого. Три «буквы» нуклеотидных оснований, читаемые от центра по радиусу, образуют кодон, который задает последовательность нуклеотидных оснований в молекуле информационной иРНК, кодирующей одну из 20 незаменимых аминокислот на периферии круга. Знаком треугольника отмечены «кодон-стартер», а знаком кружочка — «кодоны-терминаторы», своеобразные генетические «знаки препинания».

Соединение химических компонентов в двойной спирали ДНК.

бесконечно наращивающихся полимерных цепочек имеем круговорот, циклический процесс. В ходе его синтезируются особые белки — биологические катализаторы, которые резко влияют на скорости и другие характерные особенности всей цепочки превращений, активизируют некоторые молекулы, осуществляют самокатализ. Они получили название ферментов, «двигателей жизни».

Двигатели жизни. Когда молекула фермента соединяется с веществом-субстратом, ее объемная форма меняется, в ней как бы возникает напряжение, позволяющее «захватить» субстрат. Колоссальная избирательность и эффективность действия фермента на те или иные молекулы субстрата зависят от

его «архитектуры» или «закрутки», поддерживаемой сравнительно слабыми внутримолекулярными связями. Иногда несколько ферментов образуют единый комплекс. Важнейшую роль играет активный центр фермента или комплекса ферментов, определяемый чаще всего пространственной конфигурацией последовательности аминокислот. Фактически природа щедро оборудовала клетку молекулярными обрабатывающими наностанками с ЧПУ.

Академик Ю. А. Овчинников сравнивает субстрат — со стрелой, а фермент — с луком. Фермент с субстратом можно представить в виде как бы натянутого лука, готовящегося выпустить стрелу — провести реакцию. Для «натягивания тетивы» аминокислотная цепь