Биотехнология: что это такое?

А как же знаменитая видеоспецифичность соматотропина, которую, как говорилось несколько выше, и не обойти и не объехать? Если она — камень преткновения на пути использования в медицине гипофиза крупного рогатого скота, так вряд ли уступит свои «позиции» и бактериям?

Дело-то как раз в том, что ей никому и ничего уступать не придется, потому что молекула бактерии и молекула человеческого гормона роста имеют общий фрагмент, отвечающий за ее биологическую активность, — так называемый кор (мы уже встречались с аналогичным случаем на протяжении нашего рассказа. Помните участок, отвечающий за наработку одной из незаменимых аминокислот: о нем говорилось в первой части книги). И если бы удалось каким-либо образом вырезать, отщепить этот самый кор в человеческой молекуле, пересадив его затем в геном бактерии, то она начала б продуцировать человеческий соматотропин.

Но ни отщепить, ни вырезать кор не удалось. Химические реакции, пользуемые в таких случаях исследователями вместо скальпеля и ножниц, употребляемых в хирургии, лишь дробили соматотропин, а осколки его не давали практически никакой ростовой активности.

И кто знает, как, по какому пути направилась бы в дальнейшем пытливая мысль исследователей, если б к тому времени уже не существовало знаменитого метода Меррифилда — твердофазного синтеза белков. Вспомните, ученый «пришивал» к поверхности твердого носителя собираемые в определенной последовательности аминокислоты полипептидов.

Этот прославленный метод и на сей раз сослужил науке добрую службу. Хотя работа в данном случае предстояла совсем не из легких, ведь требовалось соединить в единую цепь все 191 аминокислоту молекулы гормона человеческого роста.

Но, как известно, то, что пройдено раз одним человеком, может быть повторено другим. Тем более что со времени Р. Меррифилда твердофазный метод претерпел некоторые усовершенствования. Его теперь осуществляют и без участия человека.

Делается это так: в специальный синтезатор, представляющий собой автоматизированное устройство по производству белка, загружаются нужные реактивы, в микропроцессор вводят необходимую информацию о последовательности «сборки» аминокислот, и через несколько дней исследователь оказывается счастливым обладателем необходимого ему для эксперимента белка.

Именно для эксперимента. Я не оговорился. В индустриальных масштабах к искусственному синтезу белков с помощью автоматизированных устройств пока что практически и не приступили. Такая «задержка» с освоением промышленных способов их синтеза объясняется сразу несколькими причинами.

Во-первых, синтезатор производит пока что весьма скромные количества человеческого гормона роста.

Во-вторых, сколь ни совершенны современные микропроцессоры, но и они допускают ошибки при реализации программы сборки аминокислот. И чем длиннее их цепи, чем сложнее синтезируемый белок, тем больше ошибок накапливается в ней, в силу чего «на выходе» из синтезатора оказывается продукт, весьма загрязненный ненужными примесями. Так что очистка полученного белка сама превращается в сложную проблему.

Другими словами, рукотворный синтезатор пока не идет ни в какое сравнение с естественным, природным синтезатором — живой клеткой, в котором белки производятся по аналогичной схеме, а вот ошибки исключаются вовсе. Ведь в клетке без устали трудится, не зная ни смен, ни вахт, собственное ОТК — самоконтроль.

Вот почему по точности и эффективности с клеткой-производством не может сравниться ничто на свете — в ней молекула управляет молекулой.

Так снова на повестке дня появилась чисто биотехнологическая идея — вернуться к возможностям живого синтезатора — клетке. Уж ее-то «микропроцессор» не допустит ни малейшего отклонения от заданной программы, поскольку вся наследственная информация клетки закодирована в ДНК — нитевидной, скрученной в двойную спираль молекуле дезоксирибонуклеиновой кислоты. Код каждой отдельной аминокислоты «знает» свой триплет — комбинацию из трех нуклеотидов ДНК — трех «букв» генетической азбуки, а обе цепи ДНК соответствуют друг другу как негатив соответствует позитиву. И это тоже понятно, ведь четыре нуклеотида ДНК способны к специфическому связыванию между собой, образуя две взаимодополняющие друг друга цепи.

С чего же начинается в живой клетке синтез белка? С того, что ген — единица наследственной информации, представляющий собой конкретный участок ДНК, принимает на себя роль матрицы, на которой синтезируется информационная, или матричная, рибонуклеиновая кислота — мРНК. Как только это свершается, наступает время следующей ступени биосинтеза, получившей в науке «имя» трансляции — и в рибосомах (особых субклеточных частицах) в соответствии со структурой мРНК синтезируется молекула белка.

Но теперь мРНК становится ненужной, ведь она осуществила свою транспортную функцию? — невольно напрашивается вопрос.