Хочу всё знать [1970]

В 1953 году англичанин Френсис Крик и американец Джеймс Уотсон придумали (именно придумали, а не открыли) структуру ДНК, предположив, что молекула ДНК составлена из двух очень длинных тонких полимерных цепей, закрученных в правильную линейную спираль: нечто вроде винтовой лестницы, у которой перила — чередование сахаров и остатков фосфорной кислоты, а ступеньки — азотистые основания, плоские многоугольники, две штуки в одной ступеньке.

Эти многоугольники (а точнее: химические соединения, в них скрытые) и оказались теми «буквами», которыми записано всё строение организма. Их чередования, подобно комбинациям точек и тире в азбуке Морзе, несли сведения о том, как устроены белки — эти кирпичики живой материи и как «по кирпичику» сложено само «здание» — живой организм.

Имена Уотсона и Крика стали упоминаться рядом с именами Дарвина, Менделя, Мечникова, а само открытие послужило началом цепной реакции других открытий, которые вынесли молекулярную биологию в число заглавных наук нашего времени.

Успехи молекулярной биологии подстёгивали исследователей в смежных областях, заставляли спешить всё того же Хидена. Хиден поставил перед собой задачу — выяснить, меняется ли соотношение разных «букв» — азотистых оснований нуклеиновой кислоты — при обучении животных: ведь всякое обучение связано с запоминанием. Хиден справедливо полагал, что если после обучения количество «букв» изменится, значит, появился какой-то другой «текст», возникли новые «слова».

Дальше всё происходило как в цирке. Белых молодых крыс учили ходить по проволоке длиной почти в метр, да ещё натянутой под углом. Минут 15 длился проход — аттракцион. Но уже на третий день путь занимал всего две минуты. Прогресс был налицо. Оказалось, что количество РНК в клетках мозга возросло, а что главное — изменился нуклеотидный состав РНК, состав тех самых букв, изменилось их количество, которое свидетельствовало и об изменении текста.

Значит, в РНК обученных крыс появились какие-то новые записи. Увы, прочесть эти записи нельзя: язык нам не знаком, да и много ли скажешь, зная только, как изменилось количество букв?

Этот новый текст, как бы повествующий о том, как нужно ходить по проволоке, сохранялся 48 часов, а потом, словно невидимая рука стирала записи с доски памяти, запоминаемое исчезало…

А между тем в череде дней, из которых складывалась история молекулярной биологии, пришёл день 14 августа 1961 года. В этот день с трибуны Международного биохимического конгресса в конференц-зале Московского университета прозвучало сообщение молодого американского учёного Маршалла Ниренберга о том, что ему совместно с другим биохимиком Генрихом Маттеи удалось расшифровать язык молекул ДНК.

Каждые три нуклеотида — три коротеньких звена длиннейшей цепи ДНК — образовывали одно «слово»: название аминокислоты, которая сама по себе есть звено другой цепи — белковой. В строгой последовательности записаны на ДНК эти рецепты белков. Какие звенья белка соответствуют каким звеньям ДНК — это-то и удалось прочесть Ниренбергу и Маттеи, образно говоря, им удалось составить словарь того языка, грамматика которого была открыта Уотсоном и Криком.

Теперь, после всех этих работ, можно было попытаться нарисовать картину «алхимической кухни» клетки. В этой кухне нет ни ярких огней, ни горластых реторт. За миллионы лет суровый отбор оставил только всё самое необходимое, рациональное.

…Когда клетке нужен определённый белок, с того участка ДНК, где записан рецепт этого белка, снимается копия: на этом участке синтезируется рибонуклеиновая кислота, повторяющая кодовую запись на ДНК. Этот своеобразный слепок с ДНК, получивший название информационной РНК, поступает в специальную молекулярную «машину» — рибосому, хитро задуманную всё той же природой. Непрерывно подходит к рибосоме «транспорт» со строительными материалами — аминокислотами. Их тащат на себе коротенькие молекулы — РНК другого типа — транспортные. Поток информации, поток сырья и поток энергии превращается в рибосоме в уникальную по архитектуре молекулу белка.

Эта стройная картина внесла ясность в мир человеческих представлений о молекулярной биологии и смуту в мир нашего понимания молекулярных основ памяти. В самом деле, во-первых: какая РНК принимает участие в формировании памяти? Информационная? Транспортная? А есть ещё и РНК, входящая в состав рибосом. Сперва московский биохимик профессор В. Я. Бродский, всё тот же Хиден, а затем американец Дж. Лемп и его сотрудники разными методами и на самых различных объектах показали, что в процессе обучения (а следовательно, запоминания) меняется количество молекул РНК, большую часть которой составляет именно информационная.

Но информационная РНК, согласно уже классической схеме, фактически исполняет роль курьера, переносящего информацию из главного хранилища белковых рецептов к «фабрикам» белка — рибосомам.

Так, может быть, двойная спираль ДНК — главная «фигура» в основах памяти? Или белок?