Дикие гены. О скрытой жизни внутри нас

– Я понимаю, – говорит кассир. – Значит, один билет для школьника и один для пенсионера? И по ВИП-пакету для каждого от администрации выставки!

Он подмигивает и делает приглашающий жест в сторону входа.

Покупая для всего остального семейства билеты за полную цену, я краем глаза вижу, как Хедвиг с подростком жмут друг другу руки. Оказывается, тетушка может быть командным игроком. Кто бы мог подумать?

Почти все в этой жизни имеет свою цену: билеты на выставку, на автобус и штаны, мотня которых свисает до колена. Но представьте себе, что у какого-то фокусника в варьете Лас-Вегаса вдруг случился особо удачный день и в результате его манипуляций исчезает не только пятидолларовая купюра зрителя, но и все деньги вообще: все банкноты, монеты, виртуальные суммы на банковском сервере Каймановых островов… Абсолютно все. До того как разразится всеобщий хаос, останется меньше трех секунд.

То же самое можно сказать и о наших клетках. В них все имеет свою цену: рост, движение и жизнь в целом. Все оплачивается энергией, которую мы добываем из продуктов питания, главным образом из углеводов, жиров и белков, представляющих собой ресурсы, дающие нам жизненную силу. Но их нельзя непосредственно использовать для большинства видов активности в наших клетках. После усвоения эти вещества необходимо конвертировать в «единую энергетическую валюту», которую используют самые различные белки в составе клеток. Разрешите представить, это АТФ – аденозин-трифосфат.

Молекулы АТФ выполняют сразу две функции: выступают в роли носителей энергии и служат строительным материалом для основания А в составе РНК. Кстати, эта двойственность функций является еще одним подтверждением правильности гипотезы мира РНК.

Многие протеины используют в своей работе энергию, кроющуюся в АТФ. Эта молекула представляет собой что-то вроде батарейки в карманном фонарике, компьютерной мыши и пульте дистанционного управления. Правда, вся запасенная в АТФ энергия высвобождается одним импульсом при химическом преобразовании этой молекулы в АДФ (аденозиндифосфат), АМФ (аденозинмонофосфат) или другие фосфаты. Поэтому после каждого действия белки должны заменять пустые батарейки на заряженные. Если вы представите себя в виде белка, который вечером, отдыхая на диване, решил полистать телевизионные каналы, вам придется держать под рукой целую коробку батареек. Клетки потребляют очень много АТФ. По некоторым оценкам, в день расходуется количество АТФ, равное весу человека. На первый взгляд это утверждение ошибочно. Как такое вообще может быть?

Все дело в том, что израсходованный АТФ непрерывно восстанавливается. Каждая отдельная молекула «заряжается» в течение дня около тысячи раз! В противном случае мы погибли бы в течение нескольких секунд, словно от цианистого калия.

Но кто заряжает батарейки? Основную ответственность за это несут особые структуры клеток, в которых молекулы пищи под воздействием кислорода превращаются в конечном итоге в воду и углекислый газ. То же самое происходило бы, если бы мы сжигали их в печи. Ученые изучают эти структуры уже более ста лет. Тем же самым будем заниматься и мы до конца главы. Речь идет о клеточных «электростанциях» – митохондриях.

Митохондрии представляют собой небольшие и обычно продолговатые образования, которые встречаются во всех клетках эукариотов. В зависимости от вида клетки и организма их может насчитываться от одной до нескольких тысяч штук в клетке. По размерам и форме они напоминают бактерии. Впервые их описал в 1890 году анатом Рихард Альтман из Лейпцига. Он высказал предположение, что митохондрии должны каким-то образом участвовать в снабжении клеток энергией. Это предположение с годами находило все больше подтверждений, но долгое время оставалось загадкой, причем такой, за разгадку которой светила Нобелевская премия. Большинство ученых исходили из того, что существуют энзимы, участвующие в разложении молекул пищи и непосредственно производящие АТФ. Между ними разгорелась беспрецедентная гонка за обнаружение этих энзимов и объяснение способа их действия. Но нашелся человек, у которого на этот счет была другая идея. Британский химик Питер Митчелл посмотрел на своих коллег, соперничающих друг с другом, наморщил лоб и повернул совершенно в ином направлении.