Технопарк юрского периода. Загадки эволюции

«Бомба в догму!» «Центральная догма молекулярной биологии под сомнением!» Подобные заголовки в 1970 году можно было увидеть в зарубежной печати. Вместо привычной формулы:

ДНК-> РНК -> белок появилась новая:

ДНК <=> РНК-> белок.

Советский биохимик член-корреспондент Академии наук Украины С. Гершензон и молодой американский вирусолог Г. Темин обнаружили: некоторые вирусы, заражая клетки животных, могут переносить информацию, закодированную на их молекулах РНК, на ДНК зараженных клеток. При этом они перестраивают наследственный аппарат клеток. Возникает опухоль. Невиданные горизонты открывались перед онкологией. Если раковая опухоль возникает именно так, то можно в принципе найти некий антифермент, вещество, блокирующее передачу информации от РНК к ДНК.

Для науки о происхождении жизни внезапный поворот стрелки от РНК к ДНК означал не меньшие потрясения и ожидания. Ведь вся она о том, как из простого получается более сложное. Некоторые виды РНК очень просты. Их синтез не требует такого чудовищно невозможного сцепления случайностей, как синтез ДНК. Весьма возможно, что РНК появилась раньше ДНК и отлично справлялась со своими обязанностями до определенного этапа развития.

Настоящим энтузиастом РНК можно назвать акдемика Александра Сергеевича Спирина, директора Института белка РАН. Цепь РНК очень похожа на цепь ДНК, с одной только разницей: это одинарная цепь, а не двойная спираль. «Мир РНК как предшественник современной жизни» -  это название одной из глав его работы в Интернете. То, что РНК одинарна, делает ее удивительно похожей на белок. Как и его молекула, молекула РНК может свернуться сколь угодно прихотливо, но при этом и точно, образовать конформацию, трехмерную фигуру, отдельные выступы которой, где водородные связи сцепляют нить РНК саму с собой, в принципе оказываются той Самой двойной спиралью, почти ничем не отличающейся от будущей ДНК (которая, возможно, так и появилась когда-то на свет, как «дочка РНК») и которая может действовать наподобие ферментов (то есть РНК до поры не нуждается в белках-ферментах для своей деятельности). По целому ряду признаков, ДНК и сейчас вторична по отношению к РНК, и несомненно так было и в истории Земли. Именно РНК - главный деятель в самых древних клеточных процессах. ДНК не может обойтись для своей дупликации без РНК, а РНК -  обходится. Все матричные и генетические функции ДНК РНК вполне доступны, в том числе и по части производства белковых цeпeй. Древний мир РНК, пишет Спирин, цитируя биохимика Л. Оргела,-  это «самодостаточный биологический мир, в котором молекулы РНК функционировали и как генетический материал, и как энзимоподобные катализаторы». Есть в этой чрезвычайно популярной на рубеже тысячелетий теории и свои трудности (конечно, в части, касающейся синтеза белка), и они пока не преодолены. На чем и заканчивает академик свой яркий рассказ: «Но это уже следующая сказка... (“И Шахразаду застигло утро, и она прекратила дозволенные речи '：)»

Но... сказав «А», необходимо сказать и «Б». Если могла повернуть вспять одна из стрелок догмы Уотсона - Крика, не может ли то же самое сделать и другая? Короче говоря, не могла ли все же самовоспроизводящаяся жизнь возникнуть еще до нуклеиновых кислот, без ДНК и РНК, -  на уровне белка? Так мы снова возвращаемся к «копошащемуся белку» ….

Возможна ли белковая матрица?

Уже после того, как было открыто свойство ДНК быть матрицей, шаблоном для синтеза самой себя, РНК, а через РНК белков, некоторые ученые продолжали задавать себе этот вопрос. Возник он и у авторов догмы -  Ф. Крика и Дж. Уотсона.

Логика была простая: нуклеиновую кислоту можно уподобить форме, а белок - отливке. «Выступу» на нити нуклеиновой кислоты соответствует «паз» в белке, и наоборот⁶. А что, ежели поменять их местами? Не может ли белок, хотя бы в исключительных случаях, стать формой, на которой будет «отлита» нуклеиновая кислота, которая в свою очередь вновь станет формой, уже законной, для бездны других молекул белка? Отличный выход из заколдованного круга!

...Так делают фотографы, если утерян негатив ценного фотоотпечатка. Они переснимают отпечаток, получают репродукционный негатив, и, пожалуйста, можно изготовить хоть тысячу позитивов.

Да, такая идея возникла. Дж. Уотсон и Ф. Крик подробно эту идею рассмотрели и... отвергли.

Основной довод: ДНК «избрана» природой на ее уникальную должность хранителя и носителя информации из-за высокой точности, которая обеспечивается ее «четырьмя кодонами», «четырьмя цветами наследственности». Белок в качестве матрицы давал бы слишком большую ошибку, пишет Дж. Уотсон. И поэтому: «Перенос информации идет только в одном направлении: белок никогда не может служить матрицей для синтеза РНК, а РНК -  матрицей для синтеза ДНК».

Времена меняются. Открытия С. Гершензона и Г. Темина сокрушили вторую часть догмы -  насчет РНК и ДНК.