Закономерные чудеса

Химический анализ серого вещества головного мозга взрослого человека показывает, что в нем около 80 процентов воды, 8 — белков, 10 — жироподобных веществ, около 1 процента азотсодержащих органических соединений и 1 — минеральных. В ядрах клеток серого и белого веществ головного мозга до 45 процентов от всех органических веществ приходится на долю нуклеиновых кислот.

ДНК — главный субстрат наследственной информации и РНК, с помощью которой она передается дальше, не находятся в клетках в свободном состоянии. На самом деле они связаны с белком. В ядрах из клеток млекопитающих ДНК связана с белком, который носит название гистона. Более того, этот гистон определенным образом "закреплен" внутри ядра клетки и образует сложный комплекс, имеющий собственное имя — рибонуклеопротеид. Другие белки мозга образуют комплексы с жироподобными соединениями. В таком случае их называют липопротеидами.

Конечно, в головном мозгу есть и другие белки. В сером веществе мозга всегда можно обнаружить белки типа альбуминов и глобулинов, а в белом — нейрокератин. Он совместно с жироподобными соединениями образует оболочку всех нервных волокон.

Каждый белок в клетках мозга выполняет или только одному ему присущую функцию, или разнообразные обязанности. Это общая закономерность. Достаточно сказать, что в клетках и тканях всех без исключения живых организмов все ферменты — белки, а без этих ускорителей химических процессов жизнь невозможна.

Кстати говоря, белок называют именно белком или протеином совсем не случайно. История происхождения этих терминов вкратце такова.

В повседневной жизни белком называют ту часть куриного яйца, которая при нагревании приобретает белый цвет. Почти в самом начале прошлого века исследователи обнаружили, что из всех тканей растительного или животного происхождения с помощью простейших манипуляций можно извлечь химические соединения, во многом напоминающие по своим свойствам белок куриного яйца. Поместив под пресс мышечную ткань животных, удается получить некоторое количество прозрачной жидкости. При температуре 70 градусов она неожиданно свертывается и образует беловатую массу, похожую на белок сваренного куриного яйца.

Этот термин прочно удержался в науке, хотя все исследователи сейчас знают, что белки по своему химическому строению могут быть различными. Наряду с термином "белок" в науке утвердился и другой — протеин. Это слово происходит от греческого "протос", что означает "первый", или "важнейший". Тем самым ученые хотели подчеркнуть значимость, важность функции, которую белки выполняют в клетке.

У многих живых организмов нет не только мозга, но и простейшей нервной системы. Мозг — высшее достижение эволюционного процесса. В самом мозгу есть отделы более древние и более молодые. Самый молодой отдел мозга — это кора, серое вещество больших полушарий. Более древнее по происхождению белое вещество.

И вот что интересно. Серое вещество головного мозга, выполняющее наиболее сложные функции в человеческом организме, особенно богато белком. Каждый отдел такого сложного образования, как мозг, имеет свои белки. Иными словами: белки различных отделов мозга млекопитающих отличаются друг от друга.

Все ферменты — белки. Сегодня кажется удивительным, что всего пятьдесят с небольшим лет назад советским ученым Б. Словцовым было проведено первое обстоятельное исследование разнообразных ферментов, каждый из которых отвечал за превращения белков, жиров или углеводов.

Современный исследователь знаком со многими десятками ферментов и ферментных систем, которые обеспечивают жизнедеятельность мозга и все его функции. Целые институты и лаборатории сегодня изучают биохимические процессы, протекающие в нервной ткани. Мозг содержит полный набор разнообразных ферментов, гарантирующих его нормальную функцию и обеспечивающих все основные стороны обмена веществ.

Все белки построены из остатков двадцати аминокислот. Их последовательность строго определенна для каждого белка. Аминокислотные остатки образуют так называемые полипептидные цепи. Когда говорят о первичной структуре белка, то подразумевают последовательность аминокислот в молекуле. Полипептидные цепи могут быть уложены спиралью или зигзагообразно. Форма молекул белка может напоминать шар, или, как говорят биохимики, глобулу. Наконец, если молекула белка имеет более чем одну полипептидную цепь, то они особым образом располагаются одна относительно другой.

Сколько всего слов можно образовать из двадцати-тридцати букв алфавита? Двадцать аминокислот, из которых построены белки, это тоже своего рода буквы биохимического алфавита. Опираясь на это логическое построение, исследователи теоретически рассчитали, что общее число различных типов белков у всех видов живых организмов может составлять величину порядка 10¹⁰-10¹². 10¹² — это тысяча миллиардов. Но сколько белков существует в головном мозгу человека, сказать пока невозможно. По-видимому, много.