Краткая история почти всего на свете - Билл Брайсон

Все еще оставаясь перед лицом опасности быть в любой момент обойденными, Уотсон с Криком лихорадочно торопились завершить работу. Было известно, что ДНК состоит из четырех химических компонентов: аденина, гуанина, цитозина и тиамина – и что эти компоненты определенным образом соединяются в пары. Вертя вырезанные по форме молекул кусочки картона, Уотсон и Крик сумели определить, как они подгоняются друг к другу. Подобно детскому конструктору они создали из них модель, – пожалуй, самую знаменитую в современной науке, – состоявшую из свинченных в спираль металлических пластинок, и пригласили взглянуть на нее Уилкинса, Франклин и остальной мир. Любой знающий человек мог сразу видеть, что проблему они решили. Нет никакого сомнения, что это был блестящий образец детективной работы, независимо от того, подтолкнуло ли их к этому добытое у Франклин изображение или нет.

Вышедший 25 апреля 1953 года номер журнала Nature содержал заметку Уотсона и Крика на 900 слов, озаглавленную «Строение дезоксирибозной нуклеиновой кислоты». Она сопровождалась отдельными статьями Уилкинса и Франклин. Это было богатое событиями время – Эдмунд Хиллари[389] вот-вот должен был взобраться на вершину Эвереста, а Елизавете II вскоре предстояла коронация, так что открытие тайны жизни в основном прошло незамеченным. О нем кратко сообщила газета The News Chronicle, а другие издания не обратили внимания.

Розалинд Франклин не получила Нобелевской премии. Она умерла от рака в 1958 году, за четыре года до присуждения награды. Нобелевские премии посмертно не присуждаются. Рак почти наверняка был следствием постоянного рентгеновского облучения в ходе ее работы. Его можно было избежать. В удостоившейся многих похвал ее биографии Бренда Мэддокс отмечает, что Франклин редко надевала свинцовый фартук и неосторожно становилась под лучи. Освальд Эвери тоже так и не получил Нобелевской премии и в значительной мере остался незамеченным последующими поколениями, но по крайней мере получил удовлетворение от того, что дожил до подтверждения своего открытия. Умер он в 1955 году.

* * *

В действительности открытие Уотсона и Крика не находило независимых подтверждений до 1980-х годов. В одной из своих книг Крик писал: «Потребовалось больше двадцати пяти лет, чтобы наша модель ДНК из довольно правдоподобной стала весьма вероятной… а потом фактически совершенно корректной».

Но, даже несмотря на постепенность признания, после выяснения строения ДНК развитие генетики пошло быстрыми темпами, и к 1968 году журнал Science мог опубликовать статью, озаглавленную «Это была молекулярная биология…», в которой высказывалось предположение – это покажется невероятным, но это так, – что работа в области генетики почти завершена.

Разумеется, в действительности она только начиналась. Даже теперь нам едва понятно очень многое из того, что относится к ДНК, не в последнюю очередь то, почему значительная ее часть, как представляется, остается не у дел. Девяносто семь процентов вашей ДНК не содержат ничего, кроме длинных последовательностей бессмысленного «мусора» или «некодирующих фрагментов», как предпочитают выражаться биохимики. Только в отдельных местах каждой нити то тут, то там находятся участки, управляющие жизненными функциями и организующие их. Это и есть те удивительные и долго ускользавшие от обнаружения гены.

Гены – это не больше (и не меньше), чем инструкции по синтезу белков. И эту функцию они осуществляют с неизменной тупой точностью. В этом смысле они довольно похожи на клавиши фортепьяно: каждая издает одну ноту, и больше ничего, что, разумеется, немного монотонно. Но комбинируйте гены, как вы комбинируете фортепьянные клавиши, и тогда вы можете творить бесконечное разнообразие аккордов и мелодий. Соедините все эти гены и получите (продолжим сравнение) великую симфонию жизни, известную как геном человека.

Более привычно уподоблять геном своего рода руководству по обеспечению функционирования организма. Если смотреть под этим углом, хромосомы можно представить как главы книги, а гены как отдельные инструкции по производству белков. Слова, которыми написаны инструкции, называются кодонами, а буквы известны как основания. Основания – буквы генетического алфавита – это четыре нуклеотида, упоминавшиеся страницей или двумя выше: аденин, тиамин, гуанин и цитозин. Несмотря на важность того, чем они занимаются, в этих веществах нет ничего необычного. Гуанин, например, это вещество, которое в большом количестве содержится в гуано, откуда и происходит его название.

Как всем известно, молекула ДНК формой походит на винтовую лестницу или на скрученную веревочную лесенку: знаменитая двойная спираль. Вертикальные элементы этой структуры состоят из разновидности сахара, носящей название дезоксирибоза, а вся спираль представляет собой нуклеиновую кислоту – отсюда название «дезоксирибонуклеиновая кислота». Перекладины (или ступеньки) образуются соединяющимися в промежутках двумя основаниями, причем они соединяются только двумя способами: гуанин всегда соединяется с цитозином, а тиамин – всегда с аденином. Последовательность, в которой эти буквы появляются, если двигаться вверх или вниз по лестнице, составляет генетический код; его точным считыванием занят международный проект «Геном человека».

А самая яркая особенность ДНК заключается в способе ее самовоспроизведения. Когда приходит время создавать новую молекулу ДНК, обе нити расходятся, подобно молнии на куртке, и половинки разделяются, чтобы образовать новую компанию. Поскольку каждый нуклеотид соединяется только с одним парным ему нуклеотидом, каждая нить служит матрицей для создания новой подходящей ей в пару нити. Имея всего одну нить собственной ДНК, довольно просто воссоздать парную ей вторую нить, подобрав нужные партнерства: если верхняя ступенька на одной нити из гуанина, тогда известно, что верхняя ступенька другой нити должна быть из цитозина. Пройдите вниз по лесенке, подбирая пары ко всем нуклеотидам, и в конце будете иметь код новой молекулы. Именно так происходит в природе, только в природе это совершается очень быст ро – за считаные секунды, что можно назвать вершиной проворства.

По большей части наша ДНК самовоспроизводится со строжайшей точностью, но изредка – примерно один раз из миллиона – буква становится не на то место. Эти явления известны как однонуклеотидный полиморфизм, или SNP. Биохимики немного фамильярно называют их «снипами»[390]. Они обычно теряются в некодирующих звеньях ДНК и не вызывают заметных последствий для организма, но порой оказываются важными. Они могут сделать вас предрасположенным к какому-нибудь заболеванию, но в равной мере могут даровать какое-нибудь небольшое преимущество, например более эффективную защитную пигментацию или способность вырабатывать больше красных кровяных телец, эритроцитов, у кого-нибудь, обитающего на высокогорье. Со временем эти небольшие изменения накапливаются и в индивидуумах, и в популяциях, способствуя отличию тех и других.