Концепции современного естествознания

Подведем итоги. Мы описали схему, согласно которой информация, хранимая в ядерной ДНК, считывается в цепь информационной РНК. Эта РНК поступает в цитоплазму, и там в ней прикрепляется одна или несколько рибосом. Рибосомы перемещаются вдоль цепей РНК и по мере своего движения синтезируют белок. Аминокислоты доставляются к этому конвейеру молекулами транспортной РНК и размещаются здесь в определенной последовательности в соответствии с кодом. Расшифровкой этого кода опять-таки ведают молекулы транспортных РНК: место, предназначенное для их аминокислоты, они распознают, отыскивая соответствующий участок в цепи информационной РНК.

Когда в главе 5 мы впервые заговорили о нуклеиновых кислотах как о носителях наследственных признаков любой живой клетки, я сказал, что подобную роль они могут играть только при условии, что им будут присущи три главных свойства: способность к репликации, способность к хранению информации и способность к управлению синтезом белков. Мы уже обсудили первое и третье свойства. В следующей главе пойдет речь о втором свойстве. Нас будет интересовать соответствие между последовательностью оснований в цепи нуклеиновой кислоты и последовательностью аминокислот в синтезируемой под контролем нуклеиновой кислоты цепи белка. Это и есть так называемая проблема кода. В самое последнее время в этой области были достигнуты огромные успехи, так что у нас в руках имеется почти полное решение проблемы, а ведь всего несколько лет назад она казалась невероятно трудной — никто даже и не надеялся, что узнать это решение суждено уже нашему поколению.

Глава 8 Мутации и код

В двух последних главах мы просто приняли, что наследственная информация, хранимая в ДНК или РНК, закодирована в них в виде последовательности оснований. Не вдаваясь особенно в детали кода, мы заинтересовались прежде всего тем, как в ходе клеточного деления информация передается от ядра к ядру — это привело нас к схеме репликации ДНК — и, во-вторых, как информация через посредство информационной РНК переносится внутри клетки — из хромосом, находящихся в ядре, в цитоплазму, к рибосомам, где она используется для синтеза цепей со специфической последовательностью аминокислот.

В этой главе мы займемся непосредственно самим кодом, но сначала уделим немного внимания мутациям — этим внезапным изменениям генетического материала, которые ведут к изменениям внешнего вида и функций организма. В свете того, что мы уже знаем, мы, естественно, связываем изменения генетического материала с нарушениями в последовательности оснований ДНК и считаем, что последующие изменения признаков организма обусловлены изменениями в последовательности аминокислот в одном или нескольких его белках. Изменения, вызванные мутацией, иногда едва заметны, а эти, казалось бы, незначительные изменения часто имеют весьма серьезные последствия для организма, в чем мы уже убедились на примере аномальных гемоглобинов. Бывает, что в результате случайной мутации функция белка оказывается полностью нарушенной. В таких случаях организм, как правило, погибает, и тогда мы называем мутацию летальной (смертельной). Хотя и очень редко, но возникают также полезные мутации. Обычно такие мутации в процессе естественного отбора закрепляются в последующих поколениях и служат уже признаками нормальной ДНК.

Какими могут быть мутации? Поскольку мы представляем себе наследственную информацию в виде последовательности оснований ДНК, мы можем рассматривать ее как зашифрованный текст. Тогда мутации будут чем-то вроде обычных опечаток. Я приведу несколько примеров таких опечаток, возможных в самых обычных фразах, встречающихся, скажем, в газетных статьях и объявлениях.

ОЖИДАЕТСЯ ПРОХЛАДНАЯ ПОГОДА С ЗАМОРОЗКАМИ НА ПОЧТЕ.

Опечатку такого рода можно назвать замещением: здесь нужная буква замещена неправильной.

ОТПРАВЛЕНИЕ ПОЕЗДА В ДЕСЯТЬ ЧАСОВ УТРА ПО НЕЧЕСТНЫМ ЧИСЛАМ.

Здесь вставлена лишняя буква; назовем такую ошибку вставкой.

В ДОМЕ КУЛЬТУРЫ СОСТОИТСЯ ОКЛАД НА ТЕМУ.

А тут, наоборот, буква пропущена; такую ошибку принято называть делецией.

ЧЕЛНЫ УЧЕНОГО СОВЕТА ОСВЕЩАЮТСЯ ПО ПОНЕДЕЛЬНИКАМ.

В данном случае часть текста напечатана в обратном порядке (переставлены две соседние буквы), это инверсия.

И наконец, сбой в наборе может породить полную бессмыслицу. Мы будем называть такие ошибки нонсенсами:

ПРОГРАММЫ НАУЧНО-ПОПУЛЯРНЫХ ПЕРЕДАЧ.

ИНРГДХ ГПТ ИЮР УНСМ.

Надо вам сказать, что точно такого же характера опечатки встречаются и в генетическом материале живых организмов, и те названия, которые я им дал, взяты из лексикона генетиков, занимающихся изучением мутаций. В этой главе мы будем вести речь о трех видах мутаций.