15 миллиардов лет развивалась Вселенная. Из протокапли родились частицы, элементы, звёзды, галактики. Мысль человека сумела объяснить многие процессы, происходящие в неживой природе. Конечно, и в физике элементарных частиц, и в планетной космогонии, и в космологии остаются ещё не решённые вопросы. Но мне кажется, что по своему удельному весу в истории развития научного мышления человека, по своему философскому и общенаучному значению среди нерешённых вопросов нет более крупной, притягательной и таинственной проблемы, чем проблема происхождения жизни.
Кто создал рибосому
В рамках этой проблемы наибольшее число вопросов вызывают эволюция генетического кода и процесс матричного синтеза белка. Видимо, именно на матричном синтезе замыкается весь круг проблем, связанных с происхождением живых систем. Как-то после семинара в Институте белка Академии наук СССР мы разговаривали с академиком А. Спириным в его лаборатории. Он демонстрировал созданные в институте модели рибосом — клеточных органелл, принимающих участие в постройке белковых молекул.
«Не могу представить себе, — сказал он, — чтобы рибосомы могли каким-нибудь образом эволюционировать. Они столь совершенны, что должны были появиться сразу».
Эта полушутливая фраза одного из наших крупнейших специалистов по механизмам биосинтеза белка в полной мере отражает основную трудность задачи. Конечно же, и рибосомы и весь аппарат синтеза белков в клетке должны были эволюционировать. Но как?? Пока учёные не решат этого вопроса, проблема происхождения жизни будет оставаться столь же загадочной, как и вчера. А тут ещё рибосомы. Да добро бы только рибосомы. Есть задача и посложнее.
Волос под рентгеном
В двадцатых годах нашего столетия профессор У. Астбюри начал изучать рентгенограммы человеческого волоса. Оказалось, что молекулы белка в человеческом волосе расположены строго упорядоченно и независимо от того, у кого взят волос, у блондина или брюнета, дают одинаковую и строго определённую картину в потоке рентгеновских лучей.
Астбюри провёл эксперимент, который, по его собственному признанию, был одним из самых волнующих в его жизни. Будучи страстным любителем музыки, он сумел раздобыть на время прядь волос Моцарта и снял их рентгенограмму. Расположение белковых молекул в волосах великого композитора ничем не отличалось от их расположения в волосах обычных людей.
Но здесь речь идёт только об упорядоченности молекул, причём у организмов одного вида. А что можно скачать о химическом составе сходных белков, например известного всем гемоглобина, у различных биологических видов?
За многие миллионы лет эволюции живого мира в составе идентичных белков произошли определённые изменения. Гемоглобин лошади, выполняя те же функции, что и гемоглобин человека, несколько отличается от него по своей аминокислотной последовательности. Означает ли это, что у лошади механизм образования гемоглобина, да и любого другого белка иной, чем у человека?
Вопрос можно поставить глубже.
Каким образом происходит снятие копии живого организма?
И как клетка делает белки, необходимые ей для нормальной жизни?
Мы видели, что первый этап этого процесса — редупликация генетического материала клетки, молекул ДНК. Но, спрашивается, зачем это нужно клетке? Зачем ей передавать потомству точную копию своей нуклеиновой кислоты?
Процесс редупликации генетического материала нельзя отделять от процесса образования дочерней клетки как целого.
Чтобы получилось полноценное потомство, недостаточно просто снять копию с ДНК. Нужно, чтобы дочерняя клетка имела такой же полный запас белков, мембрану, все необходимые клеточные органеллы, как и её родитель.
В одной клетке кишечной палочки три тысячи типов различных белков. Именно в молекулах ДНК зашифрована вся информация, как их нужно делать. Поэтому-то великое таинство жизни — рождение потомства — и начинается с редупликации ДНК и передачи копии генофонда «по эстафете», от родителей к детям.
Источник: Л. МУХИН ПЛАНЕТЫ И ЖИЗНЬ