Инженеры твоих генов

Юрий Свидиненко aka Lazarus

Хакер, номер #092, стр. 092-044-2

В 1953 году Фрэнсис Крик и Джеймс Д. Уотсон расшифровали трехмерную структуру ДНК. ДНК оказалась похожей на веревочную лестницу, свернутую в двойную спираль. Двойная спираль ДНК состоит из двух цепей нуклеотидов, каждый из которых, в свою очередь, образован углеводом дезоксирибозой, азотистым основанием и фосфатом. Нуклеотиды-основания связаны друг с другом через фосфатные группировки, а внутри двойной спирали они соединены через пары азотистых оснований («ступеньки лестницы»).

Примерно в 30-40х годах прошлого века было открыто молекулярное описание биохимического цикла фотосинтеза и дыхания, без которого немыслим любой живой организм. Оказалось, что все мы живем на батарейках под названием АТФ – аденозинтрифосфорная кислота. В процессе нашего бегания-прыгания-размножения батарейки «садятся» - от них отщепляется один фосфорный остаток с выделением нужной нам энергии, и нам затем надо их «перезаряжать» глюкозой, которую все мы получаем из пищи. Вот почему большинству лежачих больных прописывают капельницы из глюкозы – они подключаются «к розетке».

Как ты знаешь, знание – сила, поэтому накопленные в конце ХХ века знания о генных механизмах работы живых организмов выделились в отдельную науку – генную инженерию, позволяющую делать с генами практически все, что угодно. Сегодняшнее создание генетически модифицированных организмов и растений – только слабое начало биологической революции ХХI века.

Но для того, чтобы ты понял, как именно работает наш суперкомпьютер, нужно объяснить основы, без которых невозможно двигаться дальше. Это нудно, но нужно – помнишь, как ты впервые знакомился с процедурами, рекурсиями и прерываниями? После этого многое в программировании стало понятней. В биотехе такая же ситуация. Есть вещи, узнав которые, становится понятным, что такое ГМО или генная вакцина.

Живой программер

Ты, наверное, не застал перфокарт – это такие картонные пластинки, в которых пробивают аккуратные отверстия, кодирующие те или иные процедуры. Так программеры 60-х писали для больших машин. Оказалось, они не так далеко ушли от биологического суперкомпьютера – клетки. Все, что есть в тебе, собаке, бактерии – записано в ДНК так же, как если бы ты писал прогу на С++. Сам текст проги – это и есть аналог ДНК. А результат ее выполнения – наше тело, составленное из белков – результатов транслирования и компилирования исходного кода ДНК-проги. В отличие от мнемокодов, операторов, процедур и байтов природа придумала нехитрый язык триплетов. Три любые последовательно расположенные основания ДНК (А, Г, Ц, Т(У)) образуют кодовое обозначение, названное триплетом. А несколько триплетов, с помощью которых синтезируется одна молекула белка, называется геном. Да, это те самые гены, которых иногда не хватает в организме у генетически больных людей. Сам язык ДНК прост: буквы-основания А, Г, Ц, Т(У) и триплеты, которых может быть аж 4*4*4 = 64 типа. При этом некоторые из них «зарезервированы» (кодируют полную остановку цикла синтеза белков, старт работы синтеза и т.д.).