Журнал «Компьютерра» № 9 от 7 марта 2006 года

Продукты высоких технологий – постоянная тема публикаций «Компьютерры», однако чаще всего речь в них идет о микросхемах, новейших устройствах хранения и обработки данных, визуализации и тому подобных вещах, которые постепенно становятся все более привычными, утрачивая неповторимый флёр новизны… Другое дело – изделия размером с молекулу. Собственно, это и есть молекулы, но – одновременно – сконструированные нами устройства, способные выполнять сложнейшие действия. О, это совсем не избитая тема!.. Вот где сегодня пролегает передний край «битвы за высокие технологии».

Впрочем, надо признать, что разнообразные технологические операции над отдельными молекулами еще долго были бы нам недоступны, если б в природе не существовал большой ассортимент сконструированного – увы, не нами – уникального и высокопроизводительного «технологического оборудования» – молекул, обладающих свойствами определенным образом химически связывать друг с другом те или иные вещества, разрезать в заданных местах и вновь «сшивать» молекулы ДНК, распознавать заданные конфигурации белков, маркировать и отбраковывать молекулы, «изготовленные» с отступлениями от «чертежа», и выполнять множество других операций.

Изучение «конструкции» и принципа действия этих молекулярных «станков» рано или поздно позволит нам научиться проектировать и изготавливать их.

Не нужно быть специалистом в области хайтека, чтобы понимать – массовый выпуск дешевых нанотехнологических изделий не наладишь с помощью атомно-силовых микроскопов (АСМ). Чтобы сравнение было более наглядным, скажу так: когда-то на смену паяльникам пришли микроэлектронные технологические комплексы. Современные АСМ – наш «передний край» – не более чем «паяльники», на смену которым непременно придут высокопроизводительные автоматические «молекулы-станки» наподобие тех, о которых рассказывает в своей статье Илья Кельмансон, взяв в качестве примера профессионально близкую ему генную инженерию.

Юрий Романов.

Рассказ о работе удивительных молекул, ставших инструментами генных инженеров, будет гораздо понятнее, если рассмотреть какую-нибудь занятную технологическую задачу. Например, поставить перед собой цель создать трансгенную светящуюся мышь. В хозяйстве она вряд ли пригодится, зато у ваших соседей наверняка такой не окажется.

Припомним теорию: вся информация об устройстве нашего организма записана в длиннющих молекулах ДНК, которые состоят из четырех типов нуклеотидов (назовем их A, T, G и C), последовательно соединенных друг с другом. Каждая клетка организма содержит полный набор ДНК – так называемый геном.

Каждый ген кодирует один белок. Белки тоже являются полимерными молекулами, но в отличие от ДНК они построены не из нуклеотидов, а из двадцати типов аминокислот. Три последовательно соединенных нуклеотида ДНК однозначно кодируют одну аминокислоту белка: например, триплет A-T-G кодирует одну и ту же аминокислоту как у человека, так и у какой-нибудь бактерии. Благодаря такой унифицированности мы можем переносить гены из одного живого существа в другое.