13.4.4. Трансляция

Процесс воспроизводства, связанный с использованием генетической информации,

реализуется на следующем этапе. Инструкции в виде матричной тРНК передаются

рибосомам, которые отвечают за синтез клеточного белка. Теперь уже информа-

376 ция о том, как, из чего и когда надо строить белок клетки, т.е. «технологический

проект» строительства белка, заключена в тРНК. Транспортная тРНК переносит

конструкцию из аминокислот к рибосомам, и на рибосомной рРНК синтезируются

молекулы белка. Образно говоря, рибосомы выступают как «фабрика» по производству

молекул белка. Схема биосинтеза белка в рибосоме показана на рис. 13.2. Этот процесс

переноса аминокислот на основе генетического кода информационной тРНК и

Горбачев В. В. Концепции современного естествознания:—М.: ООО «Издательский дом «ОНИКС 21

век»: ООО «Издательство «Мир и Образование», 2003. — 592 с: ил.

Янко Слава (Библиотека Fort/Da) || http://yanko.lib.ru

225

образование цепей называется трансляцией. Последовательность нуклеотидов, несущая

информацию в ДНК, определяет через молекулы РНК последовательность аминокислот в

Рис. 13.2. Схема биосинтеза белков.

377 белке. Этот процесс схематически представляется как ДНК <-> РНК -> белок (рис.

13.3).

Таким образом, передача генетических инструкций происходит наиболее сжатым и

экономичным способом по единому принципу конструкции матрицы. Суть матричного

синтеза проста: исходные молекулы ДНК и РНК являются матрицами, рядом с которыми

строятся соответствующие макромолекулы, и «считывание» информации также

происходит матричным способом, так что матрица как чертеж для исполнения (синтеза)

— это изобретение природы, название же потом придумал человек. В молекулярной

биологии эти представления широко используются, и, например, С.Э. Шноль считает, что

выживают матричные элементы, способные к быстрому размножению. Можно сказать,

что и сама жизнь — это матричное копирование с последующей самосборкой копий.

Рис. 13.3. Основные этапы процесса передачи генетической информации.

Горбачев В. В. Концепции современного естествознания:—М.: ООО «Издательский дом «ОНИКС 21

век»: ООО «Издательство «Мир и Образование», 2003. — 592 с: ил.

Янко Слава (Библиотека Fort/Da) || http://yanko.lib.ru

226

378

13.4.5. Отличия белков и нуклеиновых кислот

Молекулы нуклеиновых кислот ДНК и РНК образуют линейные последовательности,

а молекулы белка представляют собой трехмерные конструкции. Может быть, это

связано с тем, что в молекулах нуклеиновых кислот основания соединены слабой

водородной химической связью и как бы уже предрасположены к изменчивости, в то

время как молекулы белка — сильной ковалентной связью, обеспечивающей

стабильность и устойчивость его структуры. Кроме того, благодаря хиральности

органических молекул живых организмов, отраженной в их оптической активности и

способности поворачивать плоскость поляризации, молекулы нуклеиновых кислот ДНК и

РНК образуют правую пространственную так называемую D-конфигурацию, а молекулы

белка — левую L-конфигурацию.

Пока науке достоверно не известна причина именно такой хиральности белков и

нуклеиновых кислот. Однако глубокое различие белковых и нуклеиновых макромолекул

в структуре и функциональности позволяет предположить, что они не могли появиться

одновременно в ходе химической эволюции и потому маловероятно их сосуществование

в протобиологической системе. Экспериментально установлено, что полимеры хирально

нечистого состава медленнее растут, менее прочны и быстрее разрушаются, чем хирально

чистые. Может быть, в этом также проявляется стабильность и устойчивость жизни.

Обобщая, можно сказать, что обеспечивают молекулы ДНК и РНК информационное

взаимодействие, а материальную энергетическую структуру жизни составляют белки.

Мутации какого-либо гена в ДНК приводят к сбою генетической программы и через

кодирование могут изменить белки. В результате этого может произойти перестройка

части передаваемой информации или даже ее потеря. Хотя природа предусмотрела,

чтобы (для здорового консерватизма!) мутации были достаточно редкими, они очень

важны для эволюции как начальный источник генетической изменчивости. Жизнь в этом

смысле зависит от точности передачи информации.

В целом под изменчивостью понимают способность живых организмов приобретать

новые признаки и свойства. Она обусловлена взаимосвязью организма с внешней средой.

При этом

379 давно уже было замечено, что по наследству передаются только признаки,

закрепленные

в

наследственной

изменчивости,

а

ненаследственная,

или

модификационная, изменчивость лишь дает возможность организму приспособиться к

окружающей среде. Такие приобретенные каждым организмом признаки не наследуются.

Изменения фенотипа не сказываются на нуклеотидных последовательностях ДНК. Это

похоже на житейскую ситуацию, когда брюнетка перекрашивается в блондинку: фенотип

Горбачев В. В. Концепции современного естествознания:—М.: ООО «Издательский дом «ОНИКС 21

век»: ООО «Издательство «Мир и Образование», 2003. — 592 с: ил.

Янко Слава (Библиотека Fort/Da) || http://yanko.lib.ru

227

меняется, а генотип — нет. В молекулярной генетике это объясняется тем, что процесс

передачи наследственной информации идет только от ДНК через РНК к белкам и никогда

наоборот.