Биология веры. Как сила убеждений может изменить ваше тело и разум

Существует целый ряд разновидностей белков-эффекторов, управляющих поведением клетки, поскольку для обеспечения ее нормального функционирования требуется решать целый ряд задач. Например, операция транспорта белка требует участия обширного семейства канальных белков, переносящих молекулы и информацию с одной стороны мембранного барьера на другую. В связи с этим настало время вспомнить о душистом перце из нашей «бутербродной» модели. Многие из канальных белков имеют форму туго смотанного шарика и напоминают нафаршированные душистым перцем оливки из нашего примера (см. рисунок на стр. 107). Когда электрический заряд белковой молекулы меняется, она изменяет форму – так, что возникает открытый канал, проходящий сквозь ее сердцевину. Канальный белок – это, по существу, одна и та же, единая в двух лицах оливка, меняющая облик в зависимости от электрического заряда. В активном состоянии структура такого белка напоминает пустую оливку, открывающую свободный проход. А в неактивном состоянии его конфигурация сходна с нафаршированной оливкой, наглухо закрытой от внешнего мира.

Особого внимания заслуживает деятельность такого белкового канала, как натрий-калиевая АТФаза. В мембране каждой клетки насчитываются тысячи таких каналов. На их совокупную деятельность приходится едва ли не половина той энергии, которую ежедневно потребляет наш организм. Эти каналы открываются и закрываются с такой частотой, что напоминают вращающиеся двери универсама в день распродажи. С каждым оборотом такой канал выпускает наружу из цитоплазмы три положительно заряженных иона натрия и одновременно впускает внутрь два положительно заряженных иона калия из окружающей среды.

Натрий-калиевая АТФаза не только потребляет большое количество энергии, но она и поставляет энергию ничуть не хуже привычных нам батареек (если только вы не забудете удалить их перед большой грозой[17]). На самом деле натрий-калиевая АТФаза вырабатывает энергию гораздо лучше, чем батарейки в игрушках ваших детей, так как благодаря ей клетка превращается в постоянно перезаряжаемый биологический источник энергии.

Биологическое поведение может быть обусловлено незримыми силами, например мыслями, не в меньшей степени, чем химическими молекулами, например пенициллина.

Этот свой трюк натрий-калиевая АТФаза проделывает следующим образом. При каждом своем обороте молекула этого белка выбрасывает наружу больший положительный заряд, чем впускает внутрь. Таких молекул в каждой клетке тысячи, и каждая из них совершает по несколько сотен циклов в секунду, так что внутреннее пространство клетки приобретает отрицательный заряд, а внешнее – положительный. Об отрицательном заряде на внутренней поверхности мембраны еще говорят как о мембранном потенциале. Само собой, липидный («масляный») слой мембраны не позволяет электрически заряженным атомам (ионам) пройти сквозь барьер, так что общий заряд внутри клетки остается отрицательным. Положительно заряженная снаружи и отрицательно – внутри, клетка превращается в самозаряжающуюся «батарейку», энергия которой используется для обеспечения различных биологических процессов.

Другая разновидность белков-эффекторов, цитоскелетные белки, управляет формой и подвижностью клетки. Еще одна разновидность, называемая ферментами, способствует расщеплению или синтезу различных молекул – именно поэтому ферменты продаются в магазинах здорового питания в качестве пищевых добавок. Будучи активированы, все виды белков-эффекторов – канальные, цитоскелетные, ферменты и их производные – могут выполнять и роль сигналов, активирующих гены. Именно ИМБ и их производные выступают в качестве сигналов, которые управляют связыванием хромосомных регуляторных белков, образующих «рукав» вокруг ДНК. Вопреки расхожим представлениям, гены не контролируют свою собственную активность. «Считывание» генов, ответственных за замену изношенных и синтез новых белков, управляется мембранными белками-эффекторами, откликающимися на сигналы окружающей среды.

Как этот мозг работает

Как только я понял, как действуют ИМБ, я сделал вывод, что функции клетки формируются, прежде всего, ее взаимодействием с окружающей средой, а не генетическим кодом. Безусловно, генетические программы в молекулах ДНК ядра – уникальный объект, формировавшийся в течение трех миллиардов лет эволюции. Но при всей своей уникальности эти программы не «управляют» функционированием клетки. Даже с чисто логической точки зрения гены не могут служить раз и навсегда определенной программой жизни клетки или организма, ведь выживаемость последних определяется умением динамически приспосабливаться к изменчивому окружению.