Гены и судьбы

Итак, Дж. Уотсон и Ф. Крик умственно сконструировали трехмерную структуру скрученной двухнитевой молекулы ДНК. Они доказали рентгеноструктурным анализом правильность своей модели. Это позволило им предполагать уже и механизм ее репликации. Но ведь именно этот принцип закладывал в свою гипотезу о наследственных молекулах Н. К. Кольцов еще в 1927 году! Есть пророки в нашем Отечестве! Но беда была в том, что эта мысль была высказана раньше, чем могла быть экспериментально обоснована.

Чтобы понять точное воспроизведение наследственности из поколения в поколение, надо было расшифровать механизм точного удвоения (репликации) ДНК. Ведь наследственность копируется без ошибок (кроме редких мутаций). Надежность точного воспроизведения молекулы молекулой давала модель Уотсона и Крика. Если нити ДНК разъединить (расплести), то на каждой из них может синтезироваться зеркальная копия, в которой аденин соединяется с тимином водородными связями, а гуанин с цитозином также водородными связями. А это и создает две точные копии одной исходной молекулы. Казалось бы, вопрос решен, но изучение ДНК на этом не закончилось.

Чтобы произошла репликация (удвоение молекулы), двойная спираль ДНК должна раскрутиться (нити разойтись), образуется репликационная вилка. Вдоль каждой из нитей ДНК будет «работать» фермент (его назвали ДНК-полимераза), с помощью которого к нитям ДНК будут присоединяться новые основания ДНК, чтобы образовались две двухнитевые молекулы ДНК. И здесь необходимо упомянуть об американском ученом Артуре Корнберге, пионере изучения ферментов репликации ДНК.

Репликация — чрезвычайно сложный процесс, но именно она гарантирует точность передачи генетической информации. Точность эта обусловливается ферментами, осуществляющими репликацию. Ведь фермент всегда катализирует строго направленную реакцию.

Когда в научном зарубежном мире (50-е годы) широко обсуждались потрясающие открытия химических основ наследственности, ученые нашей страны (и что особенно важно — молодежь) должны были исповедовать невежественные построения Лысенко — Лепешинской. Однако в отдельных научных обществах или институтах публично обсуждалась истинная информация о достижениях генетики. В Москве это происходило на заседаниях Московского общества испытателей природы. Президент этого общества, выдающийся ботаник академик В. Н. Сукачев взял на себя лично ответственность за проведение вечерних лекций по генетике. Лекции о физико-химических основах наследственности, о строении хромосом читали нам Н. П. Дубинин, А. А. Прокофьева-Бельговская и другие замечательные отечественные генетики. В ту пору нам казалось, что рассекречивание химической структуры гена сняло все возражения против формальной генетики. И уж теперь-то препоны для ее развития сняты.

В самом деле, для каждого начинающего познавать генетику выстраивалась стройная картина представлений о материальных основах наследственности.

Клетка — основа всего живого. В этой маленькой системе все приспособлено для саморегуляции и самовоспроизведения. Жизнь любого существа начинается со слияния двух клеток. Они делятся в строго определенное время, в строго определенном месте, передавая наследственную информацию.

Клетка — высокоспециализированная система. Ее цитоплазма производит биологически активные вещества (белки, ферменты, гормоны). Ядро содержит наследственный материал — хромосомы. Хранит их, а главное — обеспечивает функцию и репродукцию.

Хромосомы — носители наследственной информации. В них расположены гены в строго определенном порядке. До предела точное воспроизведение хромосом при размножении клеток обеспечивает передачу генов от поколения к поколению в полном соответствии с законами Менделя.

Хромосомы построены из нуклеиновых кислот и белка. Расшифровка трехмерной структуры ДНК Дж. Уотсоном и Ф. Криком сняла все неясности в понимании точного удвоения генетического материала.

Казалось бы, все стало ясным: и материальная основа генов известна, и принцип точного воспроизведения их выяснен. Но это только казалось после первого усвоения азбуки наследственности. Откровенно говоря, я был очень удивлен, когда один из моих товарищей, весьма образованный человек, сказал как-то, что все это (имелась в виду ДНК) еще пока механистическая модель наследственности (сам он был не генетик, но, очевидно, понимал ее хорошо).

Разумеется, я горячо возразил ему, доказывая, что представление о ДНК как носителе наследственной информации отвергло все возражения о механистической интерпретации законов наследственности. Вроде бы я был прав. Однако его логика оказалась сильнее, а главное, достоверней моих собственных эмоциональных рассуждений.