Концепции современного естествознания

Информацию переносит РНК другой из упомянутых разновидностей, а именно информационная РНК (или РНК-посредник). Функция этого переносчика информации состоит в том, чтобы извлекать информацию оттуда, где она хранится, и доставлять ее туда, где она используется. Информация извлекается из расположенной внутри ядра ДНК и доставляется в цитоплазму — к рибосомам. Информационная РНК была открыта совсем недавно в результате целого ряда очень остроумных экспериментов, о которых, будь у меня больше места, я бы с удовольствием рассказал. Во многих клетках информационная РНК, по-видимому, весьма неустойчива. Очевидно, в большинстве случаев, как только она выполнит свою работу, сделав несколько молекул белка, она тут же рассыпается на части. Во всяком случае, в каждый данный момент времени количество информационной РНК внутри клетки весьма незначительно. Вот почему даже тогда, когда уже знали, что подобный переносчик информации должен существовать, обнаружить его было очень трудно.

Вся цепь событий, о которых я сейчас собираюсь рассказать, была установлена в результате очень сложных экспериментов, и я простоты ради сразу опишу весь механизм, не останавливаясь на том, каким способом эти сведения были добыты.

Механизм этот поистине замечателен. Информационная РНК образуется в ядре. И строится она так, что ее основания подбираются в соответствии с последовательностью оснований одной из цепей хромосомной ДНК, иными словами, подбираются согласно правилам Чаргаффа. Детали процесса нам не известны, но мы знаем, что он существует на самом деле. Итак, в согласии с правилами Чаргаффа, вставляя всякий раз в пару с аденином урацил вместо тимина, мы получим цепь информационной РНК, последовательность оснований в которой комплементарна одной из цепей ДНК[240]. Одна молекула информационной РНК может соответствовать одной или нескольким (очень немногим) молекулам белка. Как только цепь РНК построена, она переходит в цитоплазму и блуждает там до тех пор, пока не найдет какую-нибудь рибосому, к которой она и прикрепляется.

Дальше необходимо, чтобы к рибосомам были доставлены аминокислоты, из которых должна строиться полипептидная цепь. Они, конечно, должны быть выстроены в определенном порядке в соответствии с инструкцией, закодированной в информационной РНК. Теперь мы оказываемся перед лицом одной трудности логического порядка: цепочка оснований нуклеиновой кислоты способна «узнавать» другую цепочку оснований (как это происходит при репликации ДНК), но будет игнорировать цепочку аминокислот. Легко понять, как основания «узнают» друг друга — на то и существуют правила спаривания. Но как представить себе химический механизм, с помощью которого последовательность оснований могла бы «узнать» аминокислоту? Для того чтобы найти выход из этого тупика, была выдвинута — задолго до своего подтверждения — гипотеза о существовании специальной адапторной молекулы, которая, так сказать, с одного конца распознает последовательность из нескольких оснований цепи РНК, а другим концом может специфически связывать нужную аминокислоту. Предсказание подтвердилось: адаптор нашли, и оказалось, что это также РНК, а именно транспортная РНК (ее еще называют адапторной или растворимой РНК).

Транспортная РНК отличается от остальных РНК, с которыми мы встречались, тем, что ее молекулы значительно меньше. Они содержат всего по 70–80 оснований. Где-то среди них расположена последовательность оснований, комплементарная определенной последовательности оснований в информационной РНК (иначе говоря, эта последовательность транспортной РНК способна «узнавать» соответствующий участок в последовательности информационной РНК). А где-то в другом конце молекулы находится участок, способный «узнавать» определенную аминокислоту.

Отсюда следует, что должно существовать как минимум двадцать разных сортов транспортной РНК — по одной на каждую из двадцати аминокислот. Еще это означает, что имеется двадцать специфических ферментов, управляющих присоединением каждой из аминокислот к своей транспортной РНК. Дело в том, что реакции между транспортной РНК и аминокислотой, как и большинство других реакций, протекающих в живой клетке, в отсутствие фермента не идут. Сразу скажем, что все двадцать видов транспортных РНК и все ферменты были действительно обнаружены в клетке.

В ядре на ДНК формируется информационная РНК. Она поступает в цитоплазму и прикрепляется к рибосоме, а затем за нее цепляются молекулы транспортных РНК, несущие каждая свою аминокислоту. В результате аминокислоты выстраиваются в том порядке, который диктуется последовательностью оснований в РНК-посреднике. Теперь представьте себе, что аминокислоты соединяются друг с другом, и полипептидная цепь готова.