Миры Гарри Гаррисона. Том 20

Существует много наук, представляющих собой специализированные отрасли знаний, и рассматривать их в подробностях слишком обременительно для краткой истории. Интересующиеся могут обратиться к трудам в области хромосомной хирургии, химии, геологии, физики, астрономии и др. Здесь мы коснемся только генетического конструирования и математики.

Как и все прочее в истории иилане', истоки наших биологических исследований затерялись в дымке времен. Однако можно сделать ряд логических заключений. объясняющих известные факты. При наличии соответствующего терпения — и времени тоже — можно решить любую биологическую проблему. Можно предположить, что первоначально все ограничивалось примитивной селекцией. Но постепенно вопросам размножения стало уделяться существенное внимание, начались исследования генетических структур. Настоящим прорывом был, вероятно, момент, когда исследователям удалось кристаллизировать геном, заморозить его эволюционное состояние. Лишь остановив эволюцию, сумели мы понять ее.

Здесь несведующий удивится, даже захочет спросить: как можно остановить эволюцию и внести изменения в гены? Ответ не относится к простым, и, чтобы все было понятно, придется начать с начала.

Чтобы понять генетическое конструирование, надо представить себе общую биологию жизни на этой планете. Есть два типа организмов. К прокариотам относятся бактерии и сине-зеленые водоросли. Позже мы обратимся к более крупным и сложным эукариотам, а сейчас внимательно рассмотрим прокариоты.

Все они содержат генетический материал в виде колец ДНК или РНК, как в некоторых вирусах. Эти крошечные организмы экономно используют генетический материал, поскольку области кодирования перекрываются. Гены разделяются особыми последовательностями ДНК по крайней мере с двумя целями. Во-первых, для контроля за генетическими функциями — за считыванием информации продуктами кодированных энзимов в оперонах. И для воссоздания последовательностей, распознаваемых транскрибирующими или репликаторными энзимами. Во-вторых, существуют и такие последовательности ДНК, что включают ДНК, разделяющие гены, в иные полосы ДНК. (Например, при Действии плазмида или бактериофага на бактерию или вируса на эукариоты.) Некоторые бактерии производят энзимы, буквально перерезающие или, напротив, соединяющие ДНК за счет воспроизведения характерных для этого последовательностей в обоих нуклеотидах. С помощью энзимов возможно определить последовательность расположений в ДНК отдельных отрезков. Это производится путем их последовательной обработки энзимами, узнающими различные последовательности. Затем каждая смесь укороченных цепей обрабатывается другими энзимами.

Процесс требует времени, множества попыток. Но терпение иилане' безгранично, и у нас были миллионы лет на усовершенствование процесса. Чтобы проконтролировать последовательность расположения отрезков в цепях ДНК и РНК, использовались радиоактивные маркеры. Потом специальные энзимы вырезают нужный кусок цепочки и вставляют его в ДНК другого организма.

Так модифицируются бактериальные цепи ДНК. Сначала с помощью плазмидов. А потом с помощью фагов и вирусов, в естественных условиях заражающих бактерии. И, наконец, с помощью космидов, искусственных цепей ДНК, оснащенных особыми соединительными последовательностями, в каждую из которых можно включить новый, модифицированный ген. Так что преображенная бактерия будет вырабатывать новые протеины.

Итак, можно видеть, что несложно преобразовать протеиновую химию бактерий и простейших эукариотов, таких, как дрожжи. Аналогичным образом можно распрограммировать и прочие эукариотные клетки.

Гораздо сложнее добиться необходимых результатов на крупных эукариотных животных. Само яйцо этих существ запрограммировано уже в матке матери и развивается далее само собой, повинуясь внутренней программе. Только после завершения формирования эмбрионов клетки начинают выделять протеины, меняющие саму клетку и прилежащие к ней в процессе, приводящем к созданию юного организма. Как мы овладели этим процессом и научились направлять его — вопрос слишком большой для краткого очерка. Перейдем к другим граням науки иилане'.

Коснемся математики, потому что о ней наслышаны многие; кроме того, она широко используется всеми науками, но не во всех случаях. Достаточно краткого и точного пояснения.