Все из ничего

Вспомните, мы сейчас разбираем на части живой организм, чтобы рассмотреть, как он работает. Мы обнаружили, что все организмы состоят из клеток. Каждая клетка состоит из многих частей, включая загадочное ядро. Внутри ядра содержатся загадочные планы или чертежи, содержащие информацию о том, как построено растение или животное. Сейчас мы хотим узнать, что именно представляют из себя эти планы или чертежи. Что такое эти инструкции, которые говорят телу, как ему расти и как выглядеть?

Когда мы выясним это, мы приблизимся к ответу на вопрос «Что такое физическая жизнь»?

Будет довольно сложно объяснить, что такое планы или инструкции, которые содержатся в ядре клетки. По этой причине, я собираюсь поставить точку в этой главе, а следующую полностью посвятить объяснению этого удивительного явления. Делая это, я надеюсь, что вы увидите, как красиво и сложно то, что мы называем жизнью. Чем глубже мы будем погружаться в изучение физической жизни, тем более таинственной она нам будет казаться.

Теория эволюции иногда пытается доказывать, что маленькие, отдельные клетки — просты, а сложные организмы, подобные человеческому телу, состоят из этих простых частиц. В следующей главе, как и в этой, мы увидим, что маленькие частицы, такие как клетка, вовсе не просты. Полет птицы или бег оленя намного легче понять, чем работу одной клетки!

Глава 3

Секретный код жизни

Хромосомы и гены

Я думаю, вам приходилось видеть ярко раскрашенных матрешек, вырезанных из дерева. Когда открываешь ее, то внутри оказывается матрешка меньшего размера и т. д. Живой организм очень похож на таких матрешек. Каждый раз, когда мы пристально рассматриваем какую-то часть существа или растения, мы находим что-то меньшее и еще более удивительное внутри него! Я должен сказать, что мы еще не нашли самый маленький элемент.

Мы изобразили живую клетку в виде фабрики, а ядро — в виде офиса на территории фабрики. Давайте сейчас войдем в этот офис.

Представьте себе, что вы вошли в комнату и обнаружили там несколько высоких шкафов картотеки. Каждый шкаф сверху донизу состоит из ящиков. В каждом ящике сотни листков бумаги, на каждом из которых разные планы и чертежи (Рис. 5).

Это всего лишь пример того, что мы находим в ядре клетки. Высокие шкафы изображают похожие на палочку объекты, которые можно рассмотреть через микроскоп непосредственно перед делением ядра на два. (Вклейка 3). Человеческая клетка имеет 23 пары таких палочек, у других организмов их число различно. Они называются «хромосомы», от греческих слов «цвет» и «тело». Такое название произошло потому, что для рассмотрения разных частей клетки под микроскопом, используется красящее вещество.

При расщеплении ядра клетки пополам, в новые два ядра попадает по одной хромосоме из каждой пары, таким образом, каждая новая клетка имеет одинаковые хромосомы. Когда новые клетки подготавливаются к делению, они удваивают набор хромосом, делая их парными, и цикл повторяется.

Рис. 5 Шкафы изображают хромосомы, ящики — гены, планы — ДНК. Тем не менее, хромосомы состоят из сотен генов, а не из нескольких, как это показано на рисунке.

Если шкафы изображают хромосомы, то что же изображают ящики? Ответ — «гены». Если ящики поместить в подходящий каркас, то получится шкаф, точно также и гены, соединяясь вместе, образуют хромосомы. Они называются «гены» потому, что содержат информацию, необходимую для «генерации» или создания животного, или растения. Один ген может отвечать за цвет меха животного или за размер листьев цветка, другой отвечает за цвет

глаз. Есть гены, управляющие ростом всех сложных частей тела, таких как: сердце, легкие, мозг.

Из чего состоят гены? Внутри ящиков шкафа, как я уже говорил, находятся сотни планов и чертежей. Гены, на самом деле, состоят из длинных цепочек молекул вещества, называемого ДНК. (Его полное название—ди-окси-рибо-нуклеиновая кислота, давайте для краткости называть его ДНК!)

Винтовая лестница

Молекула — это группа или пучок атомов. Молекула воды Н20 очень проста, она состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода. Молекула ДНК очень большая, она состоит из тысяч атомов, выстроенных особым образом. Вы можете увидеть, как велика молекула ДНК, взглянув на рисунок 6, на котором представлена, сделанная из шариков, модель этой молекулы. Каждый шарик — это атом. ДНК состоит из атомов углерода, водорода, кислорода, азота и фосфора, соединенных в двойной завиток или спираль.

Это особое расположение атомов также можно рассмотреть на Рис. 6. Молекула ДНК внешне очень напоминает винтовую лестницу. Две стороны лестницы создают двойную спираль, а ступеньки соединяют между собой эти спирали.

Существует четыре вида ступенек, состоящих из различных групп атомов. Назовем эти четыре вида ступенек видами А,Б,В и Г.