Описание генома лошади, капусты или осьминога будет состоять из тех же букв, A, C, G и T. Большинство геномов животных короче генома человека, но геномы некоторых растений длиннее человеческих более чем в десять раз, а геномы ряда одноклеточных амеб и того длиннее! Текущий мировой рекорд принадлежит Amoeba dubia, в геноме которой содержится около 670 миллиардов спаренных оснований, что более чем в двести раз превышает количество спаренных оснований в геноме человека. Однако допустим – своевольно, – что в библиотеке Менделя содержатся все цепочки ДНК, описанные в 3000-томных изданиях, включающих только четыре упомянутых символа. Этого количества “возможных” геномов будет достаточно для любых серьезных теоретических целей.
Я преувеличил, сказав, что в библиотеке Менделя содержатся “все возможные геномы”. Подобно тому как в Вавилонской библиотеке не нашлось места для русского и китайского языков, библиотека Менделя игнорирует (очевидную) возможность существования альтернативных генетических алфавитов, например основанных на других химических составляющих. Таким образом, любые выводы относительно того, что возможно в этой библиотеке Менделя, придется пересмотреть, когда мы попробуем применить их к более широкому представлению о возможном. Это скорее сильная, а не слабая сторона нашей тактики, поскольку она позволяет нам внимательно следить за тем, о какой именно скромной, ограниченной возможности идет речь.
Одна из важных характеристик ДНК – примерно одинаковая химическая стабильность любых пермутаций последовательностей аденина, цитозина, гуанина и тимина. В принципе, любая из них может быть сконструирована в сплайсинговой лаборатории и впоследствии храниться неопределенное количество времени, как книга в библиотеке. Но не каждая такая последовательность из библиотеки Менделя соответствует жизнеспособному организму. Большинство последовательностей ДНК – и это большинство Чрезвычайно велико – представляет собой абракадабру, рецепты, по которым не создать живой организм. Все наблюдаемые геномы, в действительности существующие сегодня, родились в результате миллиардов лет поправок и пересмотров в ходе бездумного редактирования, эффективность которого достигается за счет того, что большая часть абракадабры (за исключением Исчезающе малого множества осмысленного, применимого “текста”) автоматически отбрасывалась, в то время как остальное без конца использовалось снова и снова, подвергаясь копированию огромное множество раз. В вашем теле в эту минуту содержится более триллиона копий вашего генома, одна на каждую человеческую клетку, и каждый день по мере возникновения новых клеток кожи, кости и крови в них внедряются новые копии вашего генома. Текст, который можно скопировать – потому что он содержится в действующем механизме, живой клетке, – копируется. Остальное исчезает. Публикуй или погибнешь.
36. Гены как слова и как подпрограммы
Как мы только что увидели, гены удобно сравнивать со словами, но можно провести и лучшую аналогию, которую нам теперь под силу понять, благодаря интерлюдии о компьютерах. В своем шедевре “Рассказ предка” (2004) Ричард Докинз отдает должное другому блестящему писателю на тему эволюции, Мэтту Ридли, который продемонстрировал серьезное сходство между генами и компьютерными подпрограммами в книге “Природа через воспитание”. Я не стал бы использовать столь длинную цитату из чужой книги в своей, но, как выяснилось, все мои попытки перефразировать этот фрагмент неизбежно приносили в жертву капле оригинальности ясность и живость слога, поэтому, заручившись согласием Докинза, я привожу здесь фрагмент его книги без каких-либо изменений.
Большая часть секвенируемого генома представляет собой не книгу инструкций и не координирующую компьютерную программу для создания человека или мыши, но некоторые его фрагменты действительно таковы. В ином случае действительно можно было бы ожидать, что наша программа будет больше программы мыши. Но большая часть генома похожа скорее на словарь слов, доступных для написания книги инструкций, – или, как мы скоро увидим, набор подпрограмм, которые запускаются координирующей программой. Как отмечает Ридли, списки слов “Дэвида Копперфилда” и “Над пропастью во ржи” почти идентичны. Оба они основаны на словаре образованного человека, для которого английский – родной язык. Разница между книгами объясняется порядком, в котором выстроены эти слова.
При создании человека или при создании мыши эмбриология пользуется одним словарем генов: стандартным словарем эмбриологий млекопитающих. Разница между человеком и мышью объясняется разным порядком использования генов, взятых из этого общего словаря млекопитающих, разными частями тела, где это происходит, и разной временной привязкой. Все это контролируется конкретными генами, которые отвечают за активацию других генов, в рамках сложных и точно хронометрированных каскадов. Однако эти контролирующие гены составляют лишь меньшую часть генов генома.
Не думайте, что “порядок” означает порядок расстановки генов в хромосомах. Не считая нескольких исключений… порядок генов в хромосоме столь же произволен, сколь произволен порядок слов в словаре – как правило, слова выстраиваются по алфавиту, однако, особенно в разговорниках для путешествующих, они могут выстраиваться и в порядке использования: слова, полезные в аэропорту; слова, полезные при визите к врачу; слова, полезные в магазине, и так далее. Неважно, в каком порядке гены хранятся в хромосоме. Важно то, что клеточный механизм при необходимости находит нужный ген – и делает это, применяя методы, которые мы понимаем все лучше…
В одном отношении аналогия со словами обманчива. Слова короче генов – некоторые авторы приравнивают ген к предложению. Однако аналогия с предложениями не слишком хороша по другой причине. Различные книги составляются не посредством пермутации фиксированного набора предложений. Большинство предложений уникально. Гены же, как и слова (но не как предложения), используются снова и снова в различных контекстах. Лучше сравнивать ген не со словом и не с предложением, а с инструментальной подпрограммой компьютера…
Инструментарий подпрограмм компьютера Apple хранится в его ПЗУ (постоянном запоминающем устройстве) или в системных файлах, постоянно загружаемых при запуске. Существуют тысячи инструментальных подпрограмм, и каждая из них выполняет конкретную операцию, которую с большой вероятностью приходится снова и снова повторять немного по-разному в разных программах. К примеру, инструментальная подпрограмма ObscureCursor скрывает курсор с экрана до следующего перемещения компьютерной мышки. Хоть вы этого и не видите, “ген” ObscureCursor активируется всякий раз, когда вы начинаете печатать и курсор исчезает с экрана. Инструментальные подпрограммы объясняют знакомые свойства, характерные для всех программ компьютеров Apple (и эквивалентных программ компьютеров Windows): выпадающие списки, полосы прокрутки, окна, которые можно растягивать и сжимать, а также перетаскивать по экрану с помощью мышки, и многое другое. [Dawkins 2004, pp. 155–156]
Все это помогает нам понять, почему специалисту так просто распознать геном млекопитающего. В нем содержится инструментарий млекопитающего, в который, помимо специальных инструментов для создания млекопитающего, входят также инструменты для создания рептилий, рыб и даже червей. Самыми старыми инструментами из этого набора располагают все живые организмы, включая бактерии.
