Приоритетным становилось формирование аминокислотных цепочек, повышающих вероятность возникновения функциональных белков. У такого подхода есть два заметных недостатка.
Во-первых, непонятно откуда взялись уже готовые аминокислотные цепочки для дальнейшего естественного отбора.
Во-вторых, в природе не должно существовать заранее известной «правильной» комбинации аминокислот, на которую может быть сориентирован естественный отбор. Иначе необходимо допустить, что «некто» выбирал, насколько близка каждая полученная комбинация к итоговому необходимому результату. Но тогда это не естественный, а осмысленный отбор. Который явно не под силу молекулам.
Что мы имеем в сухом остатке.
Хорошо понятно, как из неорганики могли возникнуть аминокислоты.
Хорошо понятно, как происходило развитие жизни с одноклеточного до современного уровня.
Но совсем неясно, что было в промежутке.
Практически все этапы эволюции объяснены наукой и подтверждаются экспериментами. Кроме одного. И самого главного.
Непонятно, как произошёл качественный скачок от неживого к живому.
А ведь путь от бактерии до разумного человека – просто мизерный шажок по сравнению с невообразимо длинной дорогой, разделяющей смесь неживых аминокислот от живой бактерии.
Глава 27. ДНК
Внутри каждого клеточного ядра находится 46 спутанных пучков – хромосом, из которых 23 материнские и 23 отцовские. В них содержатся все необходимые инструкции по созданию и дальнейшему поддержанию жизни организма.
Хромосомы, в свою очередь, сделаны из длинных нитей дезоксирибонуклеиновой кислоты – ДНК. Одна нить нуклеиновой кислоты обернута вокруг другой, образуя сплетённую пару.
ДНК – самая важная и самая необычная молекула на Земле, основа нашей жизни.
В вашем организме насчитывается 100 000 000 000 000 клеток. В каждой клетке содержится почти 2 метра плотно упакованных нитей ДНК. В объёме, равном точке над буквой «i», спрессовано около 400 метров ДНК. Подсчитано, что общая длина этих нитей в теле человека составляет 20 000 000 000 000 километров. Это половина расстояния от Солнца до ближайшей звезды. Только вдумайтесь, внутри вас находятся тончайшие жизнеобразующие нити такой протяжённости, которую свет, летящий со скоростью 300 000 км/с, преодолевает целых два года.
Каждая нить ДНК содержит 3 200 000 000 знаков кодирования. Можно посчитать общее число возможных комбинаций кодировки ДНК, обеспечивающих вашу уникальность. Получается поистине грандиозная цифра – единица с 1 миллиардом и 900 миллионами нулей на конце. Чтобы записать такое число на бумаге, потребуется отпечатать примерно 2 тысячи книг наподобие этой.
Самое удивительное, но мы совсем не вершина земной сложности. Если в ДНК человека содержится около 3-х миллиардов пар оснований, то, например, у тритона их около 20-и миллиардов.
По своей форме молекула ДНК походит на винтовую лестницу. Спираль – это нуклеиновая кислота. Вертикальные «стойки» состоят из разновидности сахара рибозы, кислорода и фосфора. Ключевая информация записана на перекладинах – «ступеньках», состоящих из двух молекул, каждая из которых крепится к одной из вертикальных стоек «лестницы».
«Ступеньки» – это химические компоненты, попарно сцепившиеся четыре буквы генетического алфавита. Последовательность, в которой эти буквы появляются, если двигаться вверх или вниз по лестнице, составляет наш генетический код. Их обозначают начальными латинскими буквами соответствующих химических оснований:
Аденин – A
Цитозин – C
Гуанин – G
Тимин – T
Различная комбинация букв полностью кодирует всю генетическую структуру живого.
А является парным основанием с Т и только совместно они могут создать «ступеньку лестницы». Аналогично G является парным основанием с С.
Соответственно, существует всего четыре возможных вида «ступенек»: А-Т, Т-А, С-G, G-С.
В очень простом понимании ДНК представляет собой сценарий действий на все случаи жизни, закодированный в ядре живой клетки. Причём код элементарный – всего четыре буквы.
ДНК воспроизводится очень необычным способом. Как молнии на свитере обе нити молекулы расходятся, половинки разделяются, чтобы образовать новую ДНК.
Каждая нить легко подбирает себе пару. Если верхняя «ступенька» одной нити состоит из гуанина, то верхняя «ступенька» другой нити состоит из цитозина. Пройдя все «ступеньки» и автоматически подбирая пары для всех нуклеотидов, в конце «лестницы» вы получите готовый код новой молекулы ДНК. Удивительно, что все эти преобразования в нашем организме происходят буквально за считанные секунды.
Пары оснований стремятся встать друг над другом таким образом, чтобы свить параллельные цепочки в спираль.
Отдельная цепочка содержит зеркальную генетическую информацию относительно другой.
Код первой цепочки считывается для синтеза белка, а вторая цепочка продолжает делать копии нуклеотидной последовательности ДНК на параллельную нить.
Каждая из цепочек двойной спирали является своеобразным химическим текстом в виде комбинаций А, С, G, Т. Всё вместе образует полную запись устройства и функционирования организма.
Подобная структура в виде спирали, свитой из двух многоатомных нитей, является наиболее стабильной и прочной в природе. Поэтому генетическая информация очень надёжно сохраняется в ДНК.
Происходят ли ошибки при кодировании?
Да. Запись и воспроизведение информации никогда не бывают идеальными. Всегда наличествует возможность накладки.
Действительно, примерно в одном случае из миллиона «буква» встаёт не на своё место. Со временем такие изменения накапливаются. Однако, вовсе не все ошибки вредные. Часто они плодят многообразие. Именно поэтому отдельные индивиды и даже целые популяции отличаются друг от друга.
Кроме того, ошибки могут привести к конкурентному преимуществу внутри вида. Например, повышенное содержание в крови жителей высокогорья красных кровяных телец эритроцитов – полезная особенность.
Интереснее всего узнать, каково же главное предназначение ДНК. Современное научное понимание проблемы приводит нас к шокирующему выводу.
Все данные свидетельствуют о том, что главный смысл работы ДНК состоит в создании ещё большего числа ДНК. В результате – 98% ДНК нашего тела являются «мусором». Лично нам эти лишние молекулы совершенно не нужны.
Это иллюзия, что ДНК работает на нас, на разумных существ. По большому счёту, ДНК работает исключительно на себя, эксплуатируя наш организм. Складывается ощущение, что глобальная цель биологической жизни состоит в обеспечении вечного копирования ДНК.
Что особенно необъяснимо, сама молекула при ближайшем рассмотрении выглядит интригующе безжизненной, химически инертной. Кстати, поэтому она относительно хорошо сохраняется в ископаемых остатках.
ДНК напоминает равнодушный автомат. Она ничего не умеет, кроме как делать копии.
Получается интересная ситуация.
Главная функция ДНК совершенно бессмысленна без белков. Но, в свою очередь, белки бесполезны для живого организма без ДНК.
Это очень странно. Две столь разные, но уникально сложные структуры, бесцельны друг без друга, и нужны лишь тогда, когда взаимодействуют.
Тогда, каким же образом одномоментно возникла эта эффективно сотрудничающая пара?
До недавнего времени убедительного ответа на этот вопрос не было. Объяснить столь необычный факт можно было лишь вмешательством внешних сил. Однако, сегодня ответ, похоже, найден. Идея состоит в том, что современному клеточному миру предшествовала ещё более древняя эпоха зарождения жизни.