С самого начала Эпохи Генетики нам внушают, что мы бессильны перед мощью скрытых в нас генов. В мире великое множество людей живут в постоянном страхе, что однажды их гены вдруг возьмут и «включат» в их организме нечто, до поры скрытое. Они воображают себя бомбами с тикающим часовым механизмом и ждут, что вот-вот в их жизни возникнет рак – как он ворвался в жизнь их брата, сестры, дяди или тети. А миллионы других объясняют свое плохое здоровье не сочетанием умственных, физических, эмоциональных и духовных причин, а одними лишь нарушениями биохимической механики своего организма. Ваш ребенок перестал слушаться? Сегодня врач все чаще предпочтет выписать ему таблетки для исправления «химического дисбаланса» вместо того, чтобы как следует разобраться с его телом, сознанием и духом.
Разумеется, я нисколько не оспариваю тот факт, что некоторые заболевания, например хорея Гентингтона, бета-талассемия и кистозный фиброз, обусловлены одним-единственным дефектным геном. Но такие нарушения встречаются менее чем у 2 % населения, и подавляющее большинство людей рождаются с генами, с которыми вполне можно быть здоровым и жить счастливо. А напасти, из-за которых сегодня чаще всего не получается быть здоровым и жить счастливо, – диабет, сердечно-сосудистые заболевания, рак – отнюдь не вызываются конкретным геном, а становятся результатом сложного взаимодействия множества как генетических, так и экологических факторов.
Но как же тогда быть со всеми этими газетными статьями, которые то и дело трубят об открытии генов всего чего угодно – от депрессии до шизофрении? Прочитайте их внимательно, и вы увидите, что стоящая за броскими заголовками истина куда скромней. Да, ученые связывают множество генов со множеством различных заболеваний и признаков, но крайне редко бывает так, чтобы то или иное заболевание или признак было обусловлено одним-единственным геном. Дефектные гены, действующие в одиночку, отвечают примерно за 2 % всех наших недугов.
Путаница возникает из-за традиционного для СМИ смешения двух вещей – связи и обусловленности. Одно дело быть связанным с заболеванием, и совсем другое – быть его причиной, что предполагает уже направленное, управляющее воздействие. Если я покажу вам ключ и скажу, что он «управляет» моим автомобилем, то вы можете согласиться, что это в некотором смысле верно – в самом деле, ведь без ключа нельзя включить зажигание. Но можно ли сказать, что он и в самом деле «управляет» вашей машиной? Будь это так, вы бы не рискнули оставлять ключ в замке, ведь он, чего доброго, одолжит ее у вас покататься. В действительности он только «связан» с автомобилем, а решает все человек, который этот ключ поворачивает. Некие гены связаны с теми или иными образами поведения организма и его характеристиками, но они не активируются, пока что-нибудь не приведет их в действие.
Клеточным биологам, ей-богу, стоило бы вывесить в своих лабораториях лозунг «Для особо непонятливых: все дело в среде!»
Что же приводит гены в действие? Изящный ответ на этот вопрос был дан в 1990 г. Фредериком Ниджхаутом в статье «Метафоры и роль генов в развитии организмов». Ниджхаут доказывает, что идея управления генами всем живым высказывалась так часто и так долго, что ученые перестали считать ее лишь гипотезой. В действительности же это лишь предположение, никогда не доказанное и даже наоборот, опровергнутое научными исследованиями последнего времени. Власть генов, пишет Ниджхаут, стала метафорой в нашем обществе. Нам хочется верить, что генные инженеры – это новые волшебники, которые способны лечить болезни и между делом конструировать новых Эйнштейнов и Моцартов. Но метафора не есть научная истина. Ниджхаут приходит к выводу: «Когда в гене возникает необходимость, его экспрессию
[12] активирует сигнал, поступающий из окружающей среды, а вовсе не некая спонтанно возникшая характеристика самого гена». Иными словами, по поводу генного управления живым можно сказать буквально следующее: «Для особо непонятливых: все дело в среде!»
Строительный материал живого – белок
Нам не составит труда понять, как и почему закрепилась метафора генного управления, если мы вспомним, с каким рвением ученые набросились на изучение механизмов ДНК. Химики-органики в свое время установили, что клетки состоят из четырех типов очень крупных молекул – полисахаридов (сложных сахаров), липидов (жиров), нуклеиновых кислот (ДНК и РНК) и белков. И хотя клетке необходимы все эти четыре типа молекул, наиболее важным компонентом живых организмов является белок. По существу, наши клетки представляют собой сооружения из белковых «кирпичей». Поэтому один из способов рассмотреть наши состоящие из триллионов клеток тела – это представить их себе в виде белковых машин (хотя, как вы уже знаете, я считаю нас чем-то большим, нежели машины!). Однако в действительности это несколько сложней, чем может показаться, хотя бы потому, что в нашем теле действуют более 100 тысяч белков различных видов.
Давайте внимательней присмотримся к тому, как соединены друг с другом в наших клетках эти сто с лишним тысяч белков. Каждый белок представляет собой линейную цепочку связанных друг с другом молекул аминокислот
[13] – что-то вроде детского ожерелья с бусинками (см. рисунок).
Каждая такая бусинка – это молекула одной из двадцати используемых в клетках аминокислот. При всей своей наглядности аналогия с бусами здесь не совсем верна, поскольку молекула каждой аминокислоты несколько отличается по форме от другой. Если быть совсем точным, то придется сказать, что наши бусы слегка помяли на фабрике.
А еще лучше принять во внимание, что аминокислотное ожерелье, этот «остов» клеточных белков, гораздо мягче и податливей бус, которые разорвутся, если их перегнуть чересчур сильно. Структура и поведение аминокислотных цепочек в белках во многом напоминает позвоночник змеи (фото на стр. 70). Составленный из множества связанных друг с другом элементов (позвонков), он дает возможность змее принимать самые разные формы – от прямой линии до клубка.
Гибкие сочленения (пептидные связи) между аминокислотами в белковой «змейке» позволяют белкам принимать множество конформаций. Какую из них примет «змейка» – определяется в основном двумя факторами. Прежде всего, это первичная структура белка, т. е. последовательность бусинок-аминокислот, которые его составляют.
В отличие от бусинок, каждая из 20 аминокислот, составляющих каркас белковой цепи, имеет собственную конфигурацию. Обратите внимание на то, как отличаются между собой «змейка» из одинаковых шариков, и та, что составлена из трубчатых сегментов различной формы.
