Инженеры твоих генов

Юрий Свидиненко aka Lazarus

Хакер, номер #092, стр. 092-044-3

Дальше – еще интереснее. Механическая сущность программирования наших тел прослеживается по их структуре: белки, которые синтезируются в процессе выполнения Главной Биологической Программы – ДНК, – состоят всего из 20-ти базовых кирпичиков-аминокислот, которые кодируются различными триплетами. В качестве «системных» используются остальные свободные кодоны. Поскольку 20 аминокислот могут объединяться в самой разной последовательности, то они могут образовать громадное количество разнообразных белков. Число изомеров (различных вариаций с другой пространственной конфигурацией молекулы белка), которое можно получить при всевозможных перестановках всех аминокислот в белке, исчисляется огромными величинами. Так, если из двух аминокислот возможно образование только двух изомеров, то уже из четырех аминокислот теоретически возможно образование 24 изомеров. А если молекула белка состоит всего из 10 аминокислот, то число теоретически возможных вариантов белковых молекул, отличающихся порядком чередования аминокислот, равно 1020. Но в жизни в белках не 10, а иногда гораздо больше аминокислот, так что запас для строительства живых организмов неисчерпаем.

Как и любой проге, ДНК нужно исполняющее устройство, которое произведет белок по заданному в ней коду. Мы просто напичканы этими устройствами: в каждой клетке их находится до 100 штук. Называются они рибосомами. Это маленькие белковые машины, которые штампуют белок из разных аминокислот, прямо как на обычной фабрике собирают машину на конвейере из разных частей. Но для того, чтобы производство началось, необходимо соблюсти несколько важных условий. Первое – «производственные» участки ДНК (ведь ДНК содержит ВСЮ информацию об организме), которые нужно воплотить в белок, копируют в одноленточный аналог ДНК – информационную молекулу и-РНК. Второе – наличие сигнальных ферментов в клетке, которые определяют, какие именно части ДНК нужно копировать. Затем «выкопировку» и-РНК, как перфокарту через привод, протягивают через рибосому, из которой «выплевывается» череда аминокислот, подводимых транспортными молекулами РНК, связывающими аминокислоты в одну большую белковую молекулу. Управляют этим процессом специальные стоповые и стартовые кодоны – УАГ, УАА и т.п.

Видишь, как схожа работа основного механизма построения организма с программированием, компилированием и трансляцией? В реале отдельные процессы схемы ДНК-и-РНК-Белок так и называются: транскрипция и трансляция.

Не мне тебе говорить, что любой код можно изучить и потом использовать, как захочется (то есть взломать). Этим и занимаются генные инженеры. Любой ген что-то делает для организма. Заставить работать живую фабрику на себя – вот что задумали генные инженеры! Что будет, если забросить в живой транслятор свою программу, сшитую из разных кусков ДНК? Чистым любопытством ученые не ограничились. Сперва генные инженеры решили заставить микроорганизмы производить инсулин, спасение для диабетиков. Человеческий инсулин раньше можно было получать с помощью химического синтеза. Но этот синтез настолько сложен и дорог, что его проводили только в экспериментальных целях, а полученные количества инсулина были недостаточны даже для одной инъекции. Это был скорее символический синтез, доказательство того, что химики могут синтезировать в пробирке настоящий белок.