Технопарк юрского периода. Загадки эволюции

Э. Фишер оказался прав. Путь к синтезу белков открылся еще через пол века только после выяснения другими нобелевскими лауреатами матричной роли нуклеиновых кислот. Именно ДНК и РНК, подобно инженеру, запасшемуся чертежами, могут конструировать и строить строго определенную последовательность бесконечных нитей белка. Без этой строгой , определенности самая длинная цепь аминокислот будет оставаться просто цепью аминокислот -  пептидом..А не белком. Но, зная эту предысторию химического синтеза белка, трудно не дивиться на наших современников-биохимиков, занятых как раз тотальным и как будто бессистемным синтезом самых разных органических веществ, в том числе и полипептидов. Это ученые, которые вслед за А. Опариным и Дж. Холдейном бьются над тайной происхождения жизни.

Шлагбаум на пути

«А и Б сидели на трубе. А упало, Б пропало, кто остался на трубе? А осталось на трубе И». Эта детская загадка процитирована... в журнале «Вопросы философии», в статье академика В.А. Энгельгардта, выдающегося советского биолога. Живое существо, скажем человека, можно оценить как сумму многочисленных А, Б, В -  простых элементарных веществ. Его можно оценить как сумму веществ более высокого ранга -  белков, нуклеиновых кислот и т.д. И каждая такая сумма, если отбросить все составляющие ее слагаемые, будет содержать некое «И», отсутствующее в исходном наборе. Все живое «копошится», причем со смыслом, с целью. А ведь весь этот многообразный, целесообразный мир родился из мертвого камня, тошнотворных газов первичной земной атмосферы, воды и сияния солнечных лучей. Как же это произошло?

И вот, соревнуясь друг с другом в простоте исходной химической утвари, в максимальном приближении к возможным на первичной Земле химическим и физическим условиям, биохимики получают одно сложное органическое вещество за другим. Углеводороды, жирные кислоты, порфирины -  предшественники гемоглобина и хлорофилла, основания нуклеиновых кислот и наконец аминокислоты - практически все, даже самые сложные, вещества живого мира можно получить примитивными, «грубыми» способами. Например, пропуская электрические разряды или ультрафиолет через первичную атмосферу - смесь аммиака, метана и воды. Сейчас этот этап тотального синтеза веществ преджизни можно считать пройденным. Впереди самое трудное: белок, нуклеиновые кислоты, первое самовоспроизведение, размножение, первая матрица, строящая упорядоченные надмолекулы.

Ряды штурмующих загадку происхождения жизни разбились, как волны, о внезапно выросшее перед ними препятствие. Это препятствие - знаменитая «центральная догма молекулярной биологии», сформулированная выдающимися учеными - открывателями структуры ДНК и -  именно за это -  лауреатами Нобелевской премии Дж. Уотсоном и Ф. Криком:

ДНК -> РНК -> белок.

Иначе говоря, биосинтез возможен только в одном направлении. Сначала над каким-то участком гигантской молекулы ДНК собирается ее «отражение» - информационная РНК. Та из клеточного ядра, от ДНК, идет в рибосомы -  клеточные фабрики белка, где двадцать (по числу аминокислот) транспортных РНК, этих грузчиков клетки, начинают подтаскивать к информационной РНК каждая свою аминокислоту, укладывают их на нее, как на конвейер, и с помощью ферментов (тоже белков!) «склеивают» строящуюся белковую молекулу.

Правило, установленное Уотсоном и Криком для живой клетки, некоторые ученые механически перенесли в прошлое,

к моменту зарождения жизни. Так появилась проблема пра-ДНК. Миновав почему-то более простые и выполнимые стадии - РНК и белок, природа должна была случайно составить двойную спираль ДНК, невероятно сложную, до сих пор не поддающуюся синтезу. Пра-ДНК и должна, казалось бы, быть первым организмом на Земле.

Но гипотеза пра-ДНК вызывает массу новых вопросов, на которые трудно дать ответ. ДНК совершенно беспомощна без белков: она не может делиться и реплицироваться без особого белка-фермента. Значит; сначала строительство этого белка-фермента? Но это, по той же догме, невозможно без информационной и двадцати транспортных нуклеиновых кислот. А те в свою очередь требуют для своего биосинтеза новых ферментов-белков... Порочный круг разрастается. Получается, что первая ДНК должна быть уже очень сложной, включать в себя десятки кодовых распоряжений. Когда попробовали подсчитать вероятность возникновения такой ДНК, ахнули: 10 ^-400! Точно как в том опыте свифтовских лапутян, которые путем машинного перебора букв хотели сочинить все еще не написанные гениальные произведения человеческого духа. Времени существования Вселенной и всех ее атомов не хватало, чтобы осуществить такую вероятность -  произвести случайно на свет одну-единственную молекулу ДНК. Значит, жизнь на Земле - это чудесная случайность или не менее чудесный чей-то разумный акт? '

Это был тупик, и выход из него следовало искать в самом слабом месте - в догме. Природа не любит догм и не могла не предусмотреть исключения для волнующего момента возникновения жизни.

В эволюцию -  на ходу