Чем может поделиться Андрей Николаевский

 

Страсти по экспрессии.

 

 

2. Наука не молчит!

 

 

       Молекулярная биология, которая чудес в своей епархии не терпит, а программного управления биохимическими реакциями не признаёт, громогласно заявила, что управление экспрессией происходит само собой, самым естественным образом – чисто химически. До сих пор учёные мужи полагают, что существуют такие маленькие хитренькие молекулы, которые точно знают, каким бочком куда приткнуться, чтобы экспрессию вот этих генов заблокировать, а экспрессию остальных – спровоцировать. Интриги, чисто химические интриги! Вот на чём держится вся наша жизнь!

 

       Баечка про хитренькие молекулы обрастала, по ходу дела, всё новыми пикантными подробностями их интимной жизни. Расклад там вот какой. По высоконаучным теориям, чтобы построить белок матричным способом, сначала нужно поломать ДНК на соответствующем участке – расплести её. Быстренько отыскались специфические короткие отрезки ДНК, на которые, якобы, “охотно садится” особый фермент, к которому лучше всего подошло бы название “ДНК-расплетаза”.

       Этот фермент, по сравнению с иными представителями того же профсоюза, выглядит круглым идиотом. Если уж дорвался и “охотно сел” на ДНК, то тут же начинает ползти по ней и трепать её, совершенно не соображая, надо это или не надо. Так всё хаотически и экспрессировалось бы к чёртовой матери, если бы не хитренькие молекулы. Самых колоритных из них называют репрессорами. Это коротенькие белки, которые прилепляются к ДНК перед самыми началами кодирующих участков. Ферменту-расплетазе пришлось бы переползать через репрессора, прилипшего на самом интересном месте, и даже при всей своей тупости фермент понимает, что зря корячиться незачем.

       Если кому интересно, откуда берутся репрессоры, поясняем. Их структура предусмотрительно закодирована особыми генами-регуляторами, которые лихо экспрессируются, что и обеспечивает матричный синтез репрессоров.

       Может быть, Вам интересно, каким же образом управляется экспрессия генов-регуляторов? Так Вы много хотите. Наука не обязана отвечать на все Ваши вопросы! Вы слушайте дальше.

       Одних репрессоров оказалось недостаточно, чтобы разъяснить все тонкости химических интриг. Пришлось сделать логичный вывод о том, что молекула любого вещества, вцепившаяся в репрессора, усиливает или ослабляет “репрессию”. Такие молекулы назвали эффекторами. Термин очень удачный: эффект от них, действительно, оглушительный, а спросу с них – никакого.

 

       Теперь для полноты картины остаётся разобраться со случаями, когда экспрессия некоторых генов не подавляется, а наоборот резко активируется. Так вот, активируют её не кто иные, как активаторы, которые прилепляются к ДНК вместо репрессоров, причём в гораздо больших количествах, так что перед началами кодирующих участков образуются могучие блямбы или размахрённые “розочки”. Неспециалисту трудно поверить, но это “не только не блокирует продвижение фермента, но, наоборот, облегчает его, действуя как своего рода ‘смазка’” (цитата из “Лучшего зарубежного учебника”, Глика и Пастернака, 2002 г.).

 

       Ну, мало ли во что трудно поверить неспециалистам! Для специалистов же все эти вещи, включая “своего рода смазку”, настолько элементарны, что они во всё это верят, не имея никаких прямых доказательств. Так же верили врачи в “Девочке с Земли” Кира Булычёва. Там Алису готовили к командировочке и сделали ей разные прививки, в том числе дали выпить “ужасно солёные капли от дрожалки Коса”. Никто в мире этой дрожалкой не болел, но врачи были уверены, что без прививки кто-нибудь обязательно заболеет.

 

       Кроме шуток: специалисты дружно скрывают от нас, с помощью каких же химических связей все ихние регуляторы экспрессии прицепляются к ДНК? Для сравнения: когда ведут речь о строении самой ДНК или белков, то приводят умопомрачительные подробности. Вот связи ковалентные, вот водородные, а вот дисульфидные мостики, да вот под какими углами они торчат, да вот какие расстояния между атомами получаются. Но как только дело доходит до регуляторов экспрессии, то их сцепку с ДНК иллюстрируют символическими картинками, где репрессоры и активаторы изображаются квадратиками и овальчиками, рассчитанными на уровень восприятия дебилов.

 

       Спрашивается, а может ли быть иначе? Вот парочка фактов.

       В своё время разработчики лазерного оружия были ошеломлены, когда выяснилось, что для луча мощного газодинамического лазера, прожигающего броню современных танков, непреодолимым заслоном оказываются живые тела.

       А ещё раньше любознательные учёные установили: если пускать лазерные импульсы в голову кролика, то поджаривание тканей происходит не вдоль всего пути импульсов, а только там, где интенсивность превышает некоторый порог, например, в фокусе. Причём этот фокус можно создать в любом месте внутри черепа. Голова кролика в значительной степени прозрачна для импульсов подпороговой интенсивности!

 

       Оба приведённых примера говорят об одном и том же хорошо известном феномене: биоткани крайне неохотно поглощают видимый свет. Почему это так? Секрет прост. Биомолекулы, в частности, белки и ДНК, имеют характерную черту. Они строятся так, что в их атомах не остаётся валентных электронов, не задействованных в химических связях. На каждый “праздно шатающийся” валентный электрон “вешается” радикал или, как минимум, атом водорода. В результате не остаётся электронов с квантовыми уровнями энергии, подходящими для эффективного поглощения видимого излучения. Эффективно поглощается ультрафиолетовое излучение с помощью электронов из внутренних оболочек.

       Логично допустить, что “полная занятость” валентных электронов создаётся специально для обеспечения выдающейся химической пассивности биомолекул, и, в первую очередь, белков и ДНК, стабильность структуры которых имеет известный биологический смысл. Таким образом, весьма непросто химически присоединиться к той же ДНК. Сначала придётся вырвать из неё один или несколько радикалов. Вот почему идея о том, что на ДНК могут “охотно садиться” какие-то молекулы, в том числе регуляторы экспрессии, представляется нам выдающейся несуразицей.

 

       Более того, имеется ещё обстоятельство, прискорбное для этой идеи. По логике химического управления экспрессией, каждый ген должен иметь свой персональный оператор, т.е. предваряющий кодирующую последовательность отрезок ДНК, якобы предназначенный для налипания регуляторов экспрессии. Однако, обнаружились вопиющие факты. Один оператор может приходиться на целый блок структурных генов, причём эти гены могут перекрываться друг с другом.

       Это уже скандал. У некоторых из перекрывающихся генов отсутствуют терминирующие триплеты, на которых фермент-расплетаза, якобы, должен завершать свою весёлую работёнку. Хуже того, взаимное перекрывание структурных генов означает, что кодируемые ими белки не могут синтезироваться в результате одного и того же прохождения фермента. Выходит, что перекрывающиеся гены должны экспрессироваться независимо друг от друга, но оператор-то у них один на всех! Отсюда сразу следует, что “чисто химическое” управление экспрессией невозможно в принципе.

 

       И ведь действительно, факторы, влияющие на экспрессию, чрезвычайно разнообразны, и они зачастую ни с какими натяжками не сводятся к “чистой химии”. Есть белки, которые синтезируются лишь на определённых стадиях развития организма или лишь при определённых фазах суточного и лунного биоритмов, а есть те, которые синтезируются лишь в определённых частях организма. Это вам не химия, это пространственно-временная привязка управления экспрессией!

       Или вот ещё. Когда физические параметры окружающей среды становятся в достаточной степени экстремальными, то вдруг включается экспрессия соответствующих “аварийных” генов. Это тоже не химия, это включение компенсаторных механизмов!

       Никакого химического управления экспрессией мы не усматриваем и в случаях, когда химическое вещество вносится в пробирку с живой кровью субъекта, и у этого субъекта, находящегося хоть на другом краю света, развивается точно такой же ответ, как если бы это вещество ввели ему в кровеносное русло.

       Наши спортсмены жалуются: на международных соревнованиях, непосредственно перед самыми ответственными стартами у явных фаворитов берут кровь будто бы на допинг-тест. И почему-то фавориты не показывают всего, на что способны. При этом им обидно не то, что у них воруют медали, а то, что кровь у них берут толстой иглой! Спорт высших достижений давно выродился. Соревнуются не столько спортсмены, сколько биохимические лаборатории. А сколько бурлит эмоций, чувств, мыслей!

 

       Это мы вот к чему. Экспрессия определённых генов запускается при эмоциональных состояниях, это хорошо известно. Как ни крути, эмоции могут управлять экспрессией! С неменьшим успехом ей могут управлять чувства и даже мысли. Если кто-то до сих пор в этом сомневается, то пусть обратится к гипнотизёрам. Они подтвердят, что если загипнотизированному субъекту положить на руку кусочек пластилина и внушить, что это горячий уголёк, то у субъекта разовьётся полноценная реакция защиты от горячего с образованием волдырей. Видите, как смехотворны попытки свести жизнь к “чистой химии”?