Три тайны жизни - страница 20

Схема синтеза белка в клетке.

Как только присоединение произошло, молекула информационной РНК продвигается сквозь рибосому на расстояние, равное заполнившей ее аминокислоте, и тем самым представляет следующий триплет для новой аминокислоты строящейся молекулы белка. При этом молекула транспортной РНК, отдавшая свою аминокислоту, уходит снова в цитоплазму за следующей свойственной ей аминокислотой. Таким образом, транспортные РНК совершают постоянный круговорот между цитоплазмой и рибосомами, доставляя исходное «сырье»— аминокислоты — для сборки определенных цепей белковых молекул.

Так синтезируются важнейшие белки — ферменты, которые ускоряют все химические реакции обмена веществ в организме.

Предполагают, что в каждой хромосоме человека содержится не менее пяти тысяч молекул ДНК, следовательно, в сорока шести хромосомах в каждой клетке, как минимум, может быть около трехсот тысяч молекул ДНК.

Каждая хромосома — это цепь линейно расположенных молекул ДНК, которые в свою очередь представляют собой цепочки генов. А каждый ген слагается из множества еще более мелких линейно расположенных единиц — нуклеотидов.

Весь этот сложнейший агрегат в ядре клеток работает очень точно, благодаря чему и осуществляется наследственность организмов из поколения в поколение.

Однако иногда случаются и «ошибки» в воспроизводстве молекул ДНК. Они могут произойти вследствие изменения отдельных нуклеотидов, а следовательно и генов, в молекулах ДНК. Подобные изменения называются молекулярными мутациями. Они происходят как вследствие внутренних перестроек нуклеотидных оснований в молекулах ДНК, так и под влиянием различных внешних физико-химических факторов (излучений и сильнодействующих химических веществ). Если молекулярные мутации происходят в молекулах ДНК половых клеток (мужских или женских гаметах), они передаются потомству, так как новый организм развивается из слившихся гамет зиготы. Причины появления подобных мутаций в настоящее время уже выяснены.

Установлено, что каждый ген управляет синтезом одной молекулы белка. Если произойдет химическое (мутационное) изменение в том или ином гене, то соответственно изменится аминокислотное звено в цепи синтезируемого белка. У вновь образованного белка исказятся ферментативные свойства, что может нарушить цепь тех реакций, в которых данный фермент принимает участие. В результате — нарушение обмена веществ со всеми вытекающими отсюда, иногда катастрофическими для организма, последствиями.

Современной медицине известны молекулярные наследственные болезни, связанные с нарушением обмена углеводов, аминокислот, жиров, пиримидинового обмена металлов, наследственные болезни крови и т. п. Но освещение этих вопросов не входит в нашу задачу.

Итак, вот и все, что мы собирались рассказать в этой маленькой брошюре о трех величайших открытиях биологической науки. Читатель, вероятно, уловил связь между ними и значение каждого из этих достижений для дальнейшего развития науки о жизни.

И действительно, ведь клеточная теория и эволюционное учение Дарвина явились решающими условиями, которые способствовали созданию диалектико-материалистического взгляда на живую природу. Именно эти два открытия, сделанные в прошлом веке, легли в основу грандиозных событий, которые ныне совершаются в биологической науке. Всестороннее и углубленное изучение клетки и ее содержимого породило новую отрасль в науке о жизни — молекулярную биологию.

За каких-нибудь десять-пятнадцать лет своего существования молекулярная биология добилась исключительных успехов: выяснены природа вирусов и механизм вирусных инфекций, расшифрованы основные этапы биосинтеза белка, раскрыта сущность генетического кода, основанного на молекулярной структуре ДНК, а это в свою очередь позволило уяснить природу наследственных изменений (мутаций), лежащих в основе эволюции и изменчивости живого мира. Исследования на молекулярном уровне привели к выводу о том, что синтез белка в живой клетке связан со свойством наследственности, то есть, что наследственность любого организма реализуется в процессе синтеза белка.