История Одной Болезни

Табу, или Почему Оно Возникает

Начнем разговор с довольно неприятного для человеческой природы, но тем не менее некогда существовавшего так или иначе в традиции каждого народа - каннибализма, то есть поедания человеком плоти других людей. Сейчас не хочется в это верить, но в древности это было весьма распространенное явление.

Лев Каневский в своей книге "История Каннибализма и Человеческих Жертвоприношений" поставил себе цель резюмировать историю явления и раскрыл следующее. По его словам, существует  великое  множество  свидетельств  того,  что  в  самую  далекую  эпоху  доисторический  человек  поедал  мясо  своих  соплеменников. Так, обнаруженные в 1927 году в  китайской  деревне  Чукутен,  в сорока  километрах  от  Пекина,  останки  сорока  современников  Pithecanthropus pekinensis показывали открывание их  черепов весьма  странным  образом  для  извлечения мозга в целях его съедения.  Неандерталец,  живший  в  Центральной  Европе  около  220  000  лет  назад,  несомненно,  был людоедом.  Свидетельства  раннего  каннибализма  можно  обнаружить  в  пещерах  и  скалистых расщелинах  французской  провинции  Дордонь,  особенно  в  пещере  Ле  Мустье,  давшей  название  так  называемой  мустьерской  культуре,  а  также  на  древней  стоянке  первобытных  людей в  Хорватии  в  местечке  Крапина.  Человеку-кроманьонцу,  жившему 75 000  лет  назад,  которого  впервые  ученые  назвали  «хомо  сапиенс»,  тоже  каннибализм чужд не был,  если  судить  по  свидетельствам,  обнаруженным в пещере Ориньяк возле Тулузы. Человек  эпохи  мезолита  и  неолита,  исторического  периода  от  10  000  до  2000  года  до  н.  э., также  придерживался  традиции  своих  предков.  Об  этом  говорят  кости  и  черепа,  обнаруженные  в  Швейцарии  и  других  странах.  Позже,  на  закате  бронзового  века,  когда  человек  впервые приступил  к  обработке  металла,  он  тоже  время  от  времени  поедал  человеческую  плоть.  Доказательства этому можно найти в Австрии и других европейских странах. Греческий  историк  Геродот,  живший  в  V  веке  до  н.  э.,  в  своих  сочинениях  описывал людоедскую  практику  среди  обитателей  острова  Исса  у  побережья  Далмации  и  у  племен  скифов-массагетов,  включающую преднамеренное убийство стариков своего племени с целью употребления  их  мяса  в  пищу.  Другой  греческий  историк,  Страбон  (64–63  г.  до  н.  э.  –  23–24  г. н.  э.),  за  несколько  лет  до  рождения  Христа  без  всяких  колебаний  заявлял,  что  употребление в  пищу  человеческой  плоти  было  весьма  распространенным  явлением  в  Ирландии,  а  святой Иероним  четыре  столетия  спустя  сообщал  в  своих  трудах  о  существовании  подобной  практики в  Шотландии,  где  разбойники,  промышлявшие  на  границе,  еще  и  пили  кровь  побежденных врагов.  Во  время  войны  между  испанцами  и  арабами  в  IX  веке  испанки,  разрезав  на  части, съели  арабского  вождя  Саувара  за  то,  что  он  уничтожил  всех  их  мужчин.  В  конце  XIII  века семнадцатилетний  юноша  по  имени  Марко  Поло  (1254–1324)  отправился  из  родной  Венеции  в  далекое  путешествие на Дальний Восток,  которое  продолжалось  целых  двадцать  четыре  года. Поло  и  вслед  за  ним  другие  путешественники  подтвердили,  что  действительно  во  многих  китайских  и  тибетских  племенах  люди  поедали  мясо  своих соплеменников. В  1564  году  турки  одержали  верх  над  польским  военачальником  Вишневецким.  Они вырвали  у  него  из  груди  сердце  и  съели  его.  В  XVI  веке  во  многих  европейских  странах  палачи получали  право  распоряжаться  не  только  кровью,  но  и  частями  тела  своих  жертв  и  употреблять их  по  своему  усмотрению.  Богемское  племя  «зингаров»,  по  словам  его  вождя,  сохранило  традицию  поедать  человеческое  мясо  даже  в  XVIII  веке,  причем  особыми  деликатесами  считались сырые  или  зажаренные  уши,  ладони  рук,  подошвы  и  икры  ног  и  щеки.  Вождь  получал  особую привилегию  –  он  отрубал  своим  пленникам  голову  и  пил  еще  теплую  кровь,  струящуюся  из  вен и  артерий.  Даже  в  XIX  веке  китайский  палач  вполне  мог  съесть  сердце  или  мозги  своей  жертвы. Все  эти  сведения,  конечно,  получены  большей  частью  из  сочинений  древних  историков, от  путешественников,  которые  привозили  с  собой  из  дальних  стран  эти  диковинные  рассказы, от  солдат,  которым  пришлось  воевать  на  чужбине.

Сразу стоит обратиться к мотивации и психологии столь неприемлимого ныне акта и выделить бытовой, или провоцируемый голодом, и ритуальный каннибализм. Суть первого весьма ясна, как и понятна причина возникновения этого явления, второй же требует детального рассмотрения, поскольку скорей всего станет причиной наложения строжайшего запрета в большинстве обществ. Психологически его суть состоит в сохранении в себе мудрости и доблести предков (похоронные обряды народа форе в Папуа Новой Гвинее), или же перехват сего у врага после одержания победы над ним в бою, а также как средство самоутверждения и крайнего унижения соперника. 

Тем не менее оба типа каннибализма начали заметно сдавать позиции, проявляясь лишь в случае крайнего голода, либо рассеявшись очень узкими островками по земному шару. Жесткий ставший уже подсознательным запрет на поедание себе подобных соблюдается ныне уже почти без принуждения за исключением очень редких случаев нездоровых психически людей. Даже голод побуждает к каннибализму в самую последнюю очередь, только тогда, когда съедено уже все вокруг. Я бы не стал видеть причиной этому морально-нравственный подъем человечества, ведь другие грехи, например, сексуальное насилие и воровство все еще продолжают нуждаться в строгом преследовании со стороны закона. Чтобы понять, почему же все-таки хищник начал брезговать жертвой подсознательно, нужно обратиться к особенностям жизни тех обществ, где этот обычай сохранялся.

В конце 1492 года Христофор Колумб открывает остров Куба, и вскоре вслед за ним огромный континент, населенный индейцами, практикующими языческие ритуалы, в том числе и каннибализм. Естественно насильственное крещение индейцев привело к полному краху их самобытной культуры и уклада, однако находки заброшенных еще до прихода конкистадоров городов майя навели на серьезное рассмотрение вопроса с перебором огромного числа разных версий и вариантов. Испанские хроники повествуют о щедрых человеческих жертвоприношениях с ритуальным поеданием сердец (реже, других органов) и выпиванием чаши крови жертвы. Народ, встреченный конкистадорами, явно имел богатое техническое прошлое, но вряд ли претендовал на будущее, цивилизационное развитие, науки и технический прогресс явно уступал перед варварскими обычаями и традициями. Индейцы поразили завоевателей сложным астрономическим календарем и знаниями астрономии, что резко контрастировало с людоедством, инцестом, примитивной религией и обычаями. Будучи уверенными в единственно правильном крещении индейцев в святую католическую веру, испанцы снесли древнюю культуру со всеми ее богомерзкими деталями, не особо вдаваясь в ее подробности, тем не менее цивилизация угасала, и угасла бы, однозначно, и без оккупации. Последний город майя лишился своих обитателей в 987 году.

Если трагедия народа майя - это прошлое, в котором вряд ли получится найти причину вымирания аборигенов, то стоит обратиться к схожим по традиции каннибализма народам, наблюдаемым совсем недавно. Так, где в последних веках мы видим ритуальные поедания человеческой плоти? Тихоокеанские тропические острова (Папуа Новая Гвинея, Фиджи), Камбоджа, Индия (секта агхори), Африка (Сьерра-Леоне, Кот д'Ивуар, Либерия, Конго), приамазонье и Олинда в Бразилии. Все эти люди имеют малозначимый социальный статус, а потому их болезни вряд ли заметны для мировой медицины. 

Больше всего пролило свет на проблему племя форе. Однако об этом будем говорить подробно в следующей главе, здесь же только основное: было обнаружено племена форе и его соседи, где существовал обычай похоронного каннибализма, который расценивался как акт уважения покойному предку и перенятия его умственных и прочих достоинств. Несмотря на столь благородное толкование своих действий, Боги аборигенов явно не жаловали: у его жителей наблюдались случаи странной заразной болезни с необычно долгим инкубационным периодом, который не позволял папуасам связать ее эпидемию с гневом богов на их каннибальные акты, а вместо этого с колдовством, не имеющим с поеданием мозга предков ничего общего. Тем не менее эпидемия племя косила, бесповоротно уничтожая мозг зараженных. Если бы не остановка европейцами варварского обычая, племя бы однозначно исчезло. 

После изучения деталей проясняются и некоторые моменты трагедии народов майя и ацтеков, а также и реальные причины возникновения строгого табу на поедание человека человеком.

Несколько иного рода вопрос можно поднять относительно табу, накладываемое индуизмом на использование говядины в пищу. Индусы верят, что корова является их матерью, оказывают этому животному обильные почести. И все это на фоне особо жестокой нехристианской цивилизации, где отношения между людьми удивляют своим крайним цинизмом и жестокостью, земли изобретателей самых чудовищно-садистских видов казни для человека и с таким трепетом обходящихся с крупным рогатым скотом. Взгляд на причину исключения из рациона говядины приобрел несколько иную окраску после разгара эпидемии коровьего бешенства и заражения им людей. Скорее всего столь крайняя мера стала спасением населения Индостана от жестокой эпидемии в древности, а вовсе не признаком благородства человеческой души.

Открытие Странной Болезни

Начнем как всегда издалека, точнее с животных. Трудно сказать, когда впервые овцеводы заметили случаи тяжелого неврологического заболевания у овец и коз. Китайская иероглифика сочетает знаки овец и болезни мозга, что говорит о довольно раннем знакомстве овцеводов с проблемой. Однако длинный инкубационный период, особенно при межвидовой адаптации патогена, отбрасывал причину и следствие далеко друг от друга, что вряд ли могло указать на связь поедания пораженной баранины и развития заболевания у человека. 

По мере промышленного развития общества появилась необходимость в централизации и систематизации ветеринарии и других животноводческих наук.

Так, впервые неврологическое заболевание овец скрепи было описано в Англии, Франции и Германии в 1732 году. Поскольку для Англии XVIII века шерсть была важным коммерческим продуктом, на производстве которого зиждилась экономика страны, появление скрепи в овине стало национальной угрозой. Борьбой с эпидемией в 1755 году занялись правительство и парламент, на разработку мер профилактики ушло несколько лет. Естественно природу заболевания, и тем более лекарства тогда никто не понял и не изобрел. Также далеко было до той поры, как первопричина этой болезни заставит теснится перед исключением главный принцип генетики,но об этом позже. Точного места и времени первого возникновения скрепи установлено не было, сомнений нет, что она поражала овины и раньше.

В XVIII - XIX веках в быстром распространении заболевания был обвинен частый инцест в выведении пород (вполне понятно, что перед овцеводами стоит задача ускорения прибавления тучности и шерстистости скота, а вовсе не здоровье и долголетие особей). Сказать, что инцест в этом был совсем не виновен нельзя, ведь удвоение дефектного гена приона или сортилина привести к спаду предрасположенности не может. Однако полностью сбросить первопричину болезни на практикуемый инцест тоже не объективно. Тем не менее инцест был запрещен, как ни странно волна распространения заболевания пошла на спад. Естественно полностью справиться с болезнью такой мерой не удалось,и она выглядела как проклятье. Тогда Великобритания приобрела дурную славу родины больных овец, покупка животных из этой страны привела к появлению в США первого случая заболевания в 1947 году (штат Мичиган). После этого случая ввоз британских овец был запрещен и стал возможен только через Канаду.

В 1940-х и 1950-х годах впервые начали замечать странности в природе возбудителя болезни, примеру ему удавалось выжить после получения дозы ионизирующего излучения, несовместимой с сохранностью наследственных молекул ДНК или РНК. Это был первый шаг к открытию принципиально иного способа передачи наследственной информации паразита, в принципе могущего состоять только из белка.

Лысенко vs Вавилов

Трагедия потери советской наукой генетики началась со следующих предпосылок. В 1922 году на специальность "агрономия" поступает в Киевский сельскохозяйственный институт поборник мичуринской агробиологии в будущем Трофим Денисович Лысенко. В чем же состояло учение мичуринской агробиологии и чем оно смогло навредить развитию советской генетики? Сейчас в литературе наблюдается зеркально-противоположное отображение событий сугубо личностно-карьеристического и политического конфликта двух ученых тридцатых годов: если в советское время пытались сохранить как можно дольше непризнание Вавилова, то сейчас не особо сильно от того непризнания уходит отношение к Лысенко. Впрочем разговор о правоте или неправоте обоих выглядит довольно комично по той простой причине, что их рассуждения хоть со стороны мичуринской агробиологии Лысенко, хоть со стороны "вейсманизма-морганизма" Вавилова ничего общего с реальной генетикой не имеют.

Итак, мичуринская агробиология зиждилась на следующих постулатах:

Условия окружающей среды меняют процесс построения тела (ламаркизм), в том числе хромосомы и зачатковые клетки будущего поколения. Проще говоря, если держать на холоде, то растение станет хладостойким и передаст это потомкам с нарастанием приобретенного свойства.

Изменения наследственности происходит через перемены обмена веществ организме под влиянием условий окружающей среды, в том числе и в половых клетках. Иными словами, внешний холод меняет обмен веществ в организме, что передается потомкам. Таким образом потомки рождаются более хладостойкие, чем родитель до охлаждения, но не умирают от холода.

Наследственные признаки передаются прямо от привоя к подвою, поскольку организм "ищет" все самое лучшее для потомства.

Изменение организмов или их органов и свойств не всегда или не в полной степени передаётся потомству, но измененные зачатки новых организмов всегда получаются только в результате изменения тела родительского организма.

Изменение наследственности, приобретение новых свойств и их усиление в ряде последовательных поколений всегда определяется условиями жизни организмов. Иными словами, закаляй ананас холодом и через серию поколений он сможет расти в тундре.

Мичуринская генетика полностью отрицала значение хромосом как носителя наследственности.

Мичуринская генетика утверждала, что клетки способны самозарождаться из неклеточной массы и использовала понятие "жизненной силы" витализма. Также согласно этому взгляду математические и статистические методы неприменимы к биологии: «поскольку менделевские законы являются законами биологическими, никакое статистико-математическое доказательство (или опровержение) дать им невозможно». Не менее странно выглядит отрицание внутривидовой конкуренции: "внутривидовой конкуренции нет и в самой природе. Существует лишь конкуренция между видами: зайца ест волк, но заяц зайца не ест, — он ест траву. Пшеница пшенице также не мешает жить, но вот пырей, лебеда и осот ей помешать могут."

Почему Лысенковский вариант мичуринской агробиологии был принят обществом. Потому что из него проистекал ряд оптимистических заблуждений, к примеру спорт и закалка биологически обоснованно приведут к более совершенному во всем потомству, таким образом будущее будут населять люди без болезней, сильные, выносливые, умные, сообразительные и закаленные, если мы, их родители, будем учиться, заниматься спортом и закаляться. Подобная постановка вопроса почти полностью соответствовала политическим лозунгам и морально-нравственным ориентирам правящей тогда Коммунистической Партии. Лозунгам - да, но дальше лозунгов, похоже, очень мало людей способны что либо видеть! Ведь Библейский Рай населяют как-будто другие по физическим и умственным данным, как будто там есть хищники и болезни. Продолжая идею Лысенко намного быстрее получится картина Рая на будущее, чем в случае размышлений Вавилова по этой теме. Естественно этого тогда большинство не заметило, потому что эпоха та отличалась жаждой людьми оптимизма, содержание которого осмысливать им не обязательно, а потому удар обоих умов об незнание, которое начало порождать практически одну картину невежественного мракобесия, далекую от атеистического подхода, осталось не замечено.

Роль ДНК в передаче наследственности отрицалась полностью: "никакого шифра или кода, записи информации в ДНК не существует…" Потому передачей наследственных признаков выдвигалась только сумма белков родителя в зародыше, который "собрал" все самое лучшее, достигнутое его родителем. Стоит отметить, что на тот момент истории роль ДНК в передаче наследственной информации было доказать невозможно, поскольку несмотря на выделение ДНК как химического вещества Иоганном Фридрихом Мишером в 1869 году из остатков клеток, содержащихся в гное, расшифровка ее кода удалась только в 1953 году, когда уже утих конфликт двух советских соперников. Кроме того раскрыть структуру ДНК для утверждения ее роли в передаче наследственной информации очень маленький незначительный шаг, поскольку для этого нужно научно, не прибегая ко всякого рода "жизненным силам" и "духам" объяснить ее реализацию в белке и механизм ее удвоения при делении клетки. Без всего этого причисление ДНК к передаче наследственной информации не особо логично и даже антинаучно, мало того численно больше представленный белковый компонент клетки выглядит более логичным и научно обоснованным кандидатом на роль переносчика наследственной информации. На тот момент научная картина выглядела совсем иначе, нежели сейчас, и псевдонаучной казалась как раз хромосомная теория с ДНК в центре внимания. Потому обвинить Лысенко можно только в научной недальновидности и отсутствии дара предвидения, а вовсе не в отступлении от методологии науки.

Лысенко также не мог принять и наличие летальных генов или внутреннего позыва клетки к самоубийству. Безусловно по той доктрине запрограммированной смерти не существует, она лишь результат того, что организм сдается перед изменениями окружающей среды ввиду их большей силы, чем он способен побороть. Также выходил еще один вывод: современные виды способны превращаться один в другой под действием условий внешней среды, то есть можно подобрать условия, когда пшеница станет рожью, и отворачиваться от этого означало отворачиваться от реалий жизни.

Вавилов этому сумбуру противопоставил другой набор алогизмов и недоразумений. Отрицая наследуемость приобретаемых от условий обитания качеств, он правильно предложил с напутствия Вейсмана «искать наследственное вещество в ядре» и что «искомый носитель наследственности заключается в веществе хромосом», содержащих зачатки, каждый из которых «определяет определенную часть организма в её появлении и окончательной форме». Побуждение то в правильном направлении, но вот не знание кода ДНК и ее структуры (это раскрылось только в 1953 году) приводит его к такой же бесполезной работе, как и предпринятая Лысенко. Невозможность истолковать участие ДНК и хромосом в передаче наследственных признаков полностью обесценивают это чаяние и заслуженно поднимает вопрос о его научности, когда белковая теория Лысенко выглядит на бытность науки 30-ых куда логичнее. 

В более практическом смысле Вавилов видел решение проблем селекционера в следующем:

Внутри каждого вида есть изначально несколько вариантов, которые таковы, каковы они есть, не благодаря приобретенным от среды признакам, а изначальному наследованию таковых от родителей. Иными словами, внутри вида пшеницы есть морозоустойчивый и слабый сорт. Сколько слабый сорт не морозь, он выносливее не станет. А потому нужно собрать семена с тех растений, которые принадлежат более выносливому сорту.

Организмы от родителей к детям имеют одинаковые пределы изменчивости и растение скорее умрет, чем изменится. Морозоустойчивый сорт даст только морозоустойчивое растение, слабый сорт - только слабый сорт.

Межвидовой переход невозможен, каковы родители, таковы и дети. Наследуемые свойства не зависят от окружающей среды.

Носитель наследственной информации содержится в хромосомах, это некий изначально начертанный (Богом) код жизни, который будет реализован в организме от рождения до его смерти, описывая каждый этап его жизни и свойства. Он не любой белок, а Книга Жизни для каждого организма, оставленная ему Творцом непонятного, и, возможно, непознаваемого материала.

Привой не может перенимать или принимать свойства от подвоя, потому что хромосомы клеток в каждом из них остаются теми же, что и до пересадки. За потомство ответственна та часть растения, на которой и цветы, потому что они потомкам передают именно свои хромосомы.

Условия определяют лишь выживаемость, влиять на изменение структуры тела и хромосом они не могут. Организм скорее умрет, чем изменится.

Таким образом Вавилов жестко ударился в стену незнания главного компонента хромосом и поспешил его заполнить политически неуместными для того времени "Книгами Жизни от Бога". Получалось, что виды и вариации в них изначально сотворил Бог, они неизменны, а всего лишь выживают и заполоняют собой пространство те особи, которые от Бога получили более удачные "книги жизни", чем другие. Взгляд этот не то слово политически неуместен для 1930-ых годов, не то слово! Раз каковы родители, таковы и дети, то и эволюции не происходит, а просто внутри- и внешневидовая борьба за пространство. А посему никакого совершенствования из поколения в поколение не происходит, все достижения в науке, спорте и закалке каждому потомку надо зарабатывать самому и с нуля, а потому никакого в будущем бесконечно совершенного организма не будет, а будут лишь потомки тех, что мы видим сегодня. Выплывала самая пессимистичнейшая картина обреченности быть таким, каким тебя "написал" Бог и умереть, но не измениться, если Божий Дар оказался в новых условиях неуместен.

В бытовом смысле система таких взглядов вполне в условиях уровня научного развития 1930-ых приведет к большему урожаю, потому что посажен будет изначально "от Бога" морозостойкий сорт в тундре и "жаростойкий" в тропиках. Естественно эта практика даст больший урожай, чем чаяния Лысенко с его подготовкой яблонь под марсианский климат. Однако принципиальная недостаточная оценка возможности изменения "Книги Жизни от Бога" приведет в перспективе вавиловщину к не менее жесткому удару об реальность, чем получила лысенковщина. Готовьтесь, согласно вавиловщине генетическая модификация организмов невозможна. Сейчас это звучит смешно, но ведь это повод запретить все эксперименты по выведению бацилл с производством чужеродных им белков, отрицать генетические библиотеки в бактериальной и дрожжевой клетке. А вместе с этим мы теряем ведущие достижения генетики последних как минимум 40 лет, которые подарили нам массу лекарств, принципиальные успехи в сельском и промышленном хозяйстве. То есть уже в 60-ых нам также пришлось бы с аналогичными проблемами и потерями преодолевать вавиловщину, как при преодолении лысенковщины. Вопрос был только во времени.

Самое печальное, что спор Лысенко и Вавилова полностью сошел на политический путь эскалации конфликта, наукой там уже не пахло ни от какой из сторон. Если бы Вавилов хотел научно доказать хромосомную наследственность, то ему надо было отбросить все свои "Книги Жизни от Бога" в сторону как псевдонаучные, а заняться реальными исследованиями хромосом, выделить из них ДНК, определить структуру этой молекулы, описать механизмы ее удвоения при размножении и воплощения в белке. Никто бы ему это не запретил, просто политическая актуальность для него оказалась не менее важной, чем для Лысенко. С той лишь разницей, что белковая наследственность Лысенко на бытность 1930-ых выглядела научно обоснованнее и логичнее книжек жизни от Бога, приписываемыми хромосомам Вавиловым. 

Не вина Лысенко в том, что он не предвидел удвоение ДНК и ее реализацию в белке, которые начнут раскрываться только с 1953 года. Никто не обвинит Пифагора, что он не ведал интеграла и даже не догадывался о его существовании. Те же самые слова относятся и к Вавилову, если бы последний хотя бы рассказал о том как молекула ДНК удваивается и в чем смысл ее кода, как истолковать и логично объяснить. Но увы, время рождения не выбирают, а потому они оба были обречены восстать друг против друга, потеряв при этом свое достоинство ученых. К большому сожалению даже сейчас очень редко идет спокойная научно адекватная оценка ситуации конца 1930-ых с переоценкой ныне значения Вавилова и недооценкой роли Лысенко, а также обвинениями государственного строя, существовавшего в те времена. Недопонимание политиками биологов неоспоримо, потому политический спор ученых всегда будет восприниматься властью через призму нравится-не нравится, легко в эту теорию вложить государственную идеологию, или нет. Этим страдает любая власть, потому абсолютизировать негативные эмоции на этом событии по крайней мере недальновидно, не объективно и нелепо. Тем более, что спустя десятилетия окажется, что лысенковская белковая наследственность не совсем излишняя в биологии и целый класс возбудителей заболеваний передает свои свойства совершенно обходясь без ДНК и даже РНК.

Сон разума рождает чудовище. Именно незнание и непонимание сути порождает "жизненные силы", "Книги Жизни от Бога" и прочие дремучие суеверия. Стоит заметить, что принципиально разницы между "жизненной силой" Лысенко и "Книгами Жизни от Бога" Вавилова нет, ибо оба они сходятся в сверхестественном определении хранителя наследственной информации, а следовательно, отказа от научно-материалистической философии. Потому как научная единица они представили одну суть, которая отказалась логически раскрыть суть передачи наследственного материала. В науке их сверхестественная лирика не уместна, а потому ничего кроме глубочайшей трагедии ждать было нечего.

 Дальше у научного поединка была политическая развязка: в 1938 году Лысенко стал президентом ВАСХНИЛ вместо Н. И. Вавилова, пониженного в должности до заместителя. Генетику Вавилова публично назвали «фашистской наукой» и начали политическое преследование ее адептов. В конце 1930-х годов происходили аресты. Николай Вавилов был арестован по подозрению в антисоветской деятельности 6 августа 1940 года, приговорён к 15 годам лагерей, умер в тюрьме в 1943 году. С. Г. Левит, И. И. Агол были расстреляны. Многим под страхом преследования уходили из биологии или присоединялись к кампании против науки. Волей судьбы события сложились так, что генетика прошла мимо страны с самым лучшим уровнем образования в мире и наибольшей грамотности населения. К биологии было приклеено клеймо гуманитарной науки, где математический и статистический подход не применим в принципе.

В лагере идейных врагов СССР дела развивались иначе. Не нужно думать, что там вообще не было заблуждений. Так, до 1930-х годов ДНК приписывалась только животным клеткам, а РНК - растительным. В 1934 году в журнале «Hoppe-Seyler’s Zeitschrift fur physiologishe Chemie», затем в 1935 году в «Ученых записках МГУ» вышла статья советских биохимиков А. Н. Белозерского и А. Р. Кизеля в которых доказывалось присутствие ДНК в растительных клетках, что еще раз говорит об отсутствии политического запрета на поиск ДНК и ее исследование, запрет был на провавиловскую политизацию вопроса, что с наукой не имело ничего общего. В 1936 году группой Белозерского ДНК была выделена из семян и тканей бобовых, злаковых и других растений. Результатом исследований этой же группы советских учёных в 1939 – 1947 годах стала первая в мировой научной литературе информация о содержании нуклеиновых кислот у разных видов бактерий. Постепенно было доказано, что именно ДНК, а не белки, как считалось раньше, является носителем генетической информации. Одно из первых решающих доказательств принесли эксперименты Освальда Эвери, Колина Маклауда и Маклина Маккарти (1944) по трансформации бактерий. Им удалось показать, что за так называемую трансформацию (приобретение болезнетворных свойств безвредной культурой в результате добавления в неё мёртвых болезнетворных бактерий) отвечает выделенная из пневмококков ДНК. Эксперимент американских учёных Алфреда Херши и Марты Чейз (эксперимент Херши — Чейз, 1952) с помеченными радиоактивными изотопами белками и ДНК вирусов показали, что в заражённую клетку передаётся только нуклеиновая кислота вируса, а новое поколение вируса содержит такие же белки и нуклеиновую кислоту, как исходный вирус.

Генетика, Как Она ЕстьСтроение ДНК

Вплоть до 1953 года точное строение ДНК, как и способ передачи наследственной информации, оставалось неизвестными. Хотя и было доподлинно известно, что ДНК состоит из нескольких цепочек, состоящих из нуклеотидов, никто не знал точно, сколько этих цепочек и как они соединены. 

В результате работы группы биохимика Эрвина Чаргаффа в 1949—1951 годах впервые сформулировали основополагающие правила генетики, названные в честь ученого. Чаргаффу удалось разделить нуклеотиды ДНК при помощи бумажной хроматографии и определить точные количественные соотношения нуклеотидов - смысловых единиц молекул ДНК и РНК четырех разных типов.

Нуклеотид, функциональная единица ДНК и РНК, состоит из общего фосфатно-дезоксирибозного/рибозного остова и четырех оснований - аденин (А), гуанин (Г), цитозин (Ц) и тимин (Т). Одноцепочечной РНК присущи углевод рибоза с группой -ОН в положении 2' и четыре основания - аденин (А), гуанин (Г), цитозин (Ц) и урацил (У).

Оказалось, что соотношение аденина (А), тимина (Т), гуанина (Г) и цитозина (Ц) в реальной молекуле ДНК оказались следующими:

Количество аденина равно количеству тимина, а гуанина — цитозину: А=Т, Г=Ц.

Количество аденина и гуанина равно количеству тимина и цитозина: А+Г=Т+Ц.

Количество оснований с аминогруппами в положении 6 равно количеству оснований с кетогруппами в положении 6: А+Ц=Т+Г.


Вместе с тем, соотношение (A+Т):(Г+Ц) может быть различным у ДНК разных видов. У одних преобладают пары АТ, в других — ГЦ. На самом деле это был глобальный прорыв своего времени. Это правило наряду с данными рентгеноструктурного анализа сыграли решающую роль в расшифровке структуры ДНК.

Структура двойной спирали ДНК была предложена Френсисом Криком и Джеймсом Уотсоном в 1953 году на основании рентгеноструктурных данных, полученных Морисом Уилкинсом и Розалинд Франклин, и правил Чаргаффа. Позже предложенная Уотсоном и Криком модель строения ДНК была доказана, а их работа отмечена Нобелевской премией по физиологии или медицине 1962 года.

Структура РНК

Рассмотрим теперь особенности строения молекулы РНК, поскольку мы ее проскочили очень вскольз.

Двухцепочная структура РНК не свойственна, хотя чаще всего в природе она не линейна, а находится в изогнутом состоянии, "поджав хвост" создавая по правилу Чаргаффа регионы двойной спирали.

Мир РНК очень богат. Как и ДНК, РНК может хранить информацию о биологических процессах. РНК может использоваться в качестве генома вирусов. РНК-геномы можно разделить на те, которые не имеют промежуточной стадии ДНК и те, которые для размножения копируются в ДНК-копию и обратно в РНК (ретровирусы). Многие вирусы, например, вирус гриппа и набравший ныне популярность  коронавирус COVID-19, на всех стадиях содержат наследственный материал, состоящий только из РНК. РНК содержится внутри обычно белковой оболочки и реплицируется с помощью закодированных в ней РНК-зависимых РНК-полимераз. Вирусные геномы, состоящие из РНК разделяются на: «плюс-цепочные РНК», которые используются в качестве и матричной РНК для синтеза белка, и для хранения наследственной информации;

«минус-цепочные РНК», которые служат только хранителями наследственной информации, а в качестве матричной РНК для синтеза белка используется комплементарная ей молекула;

двухцепоченые вирусы - ДНК-подобная РНК спираль, обычно ей не свойственная.

Помимо хранителя наследственной информации РНК выполняют ряд самых разнообразных функций в обслуживании реализации наследственного материала в белке. под функцию структуру.

Матричная РНК

Ма;тричная РНК, или мРНК, - молекула РНК, содержащая информацию о первичной структуре одного или нескольких белков. Она синтезируется с молекулы ДНК и выносится из ядра клетки в цитоплазму для синтеза белка.

Длина типичной зрелой мРНК составляет от нескольких сотен до нескольких тысяч нуклеотидов. Самые длинные мРНК обнаружены скажем у пикорнавирусов, где они и являются всем наследственным материалом. 

ДНК нередко сравнивают с чертежами, и, одновременно, инструкциями, для изготовления белков. Развивая эту инженерно-производственную аналогию, можно сказать, что, если ДНК — полный набор чертежей-инструкций для изготовления белков, находящийся на хранении в сейфе директора завода, то мРНК — временная рабочая копия чертежа-инструкции отдельной детали, выдаваемая в сборочный цех. Следует отметить, что ДНК содержат не детальный образ взрослого организма, а больше похожа на «рецепт» по его изготовлению, который применяется в зависимости от сложившихся текущих условий в ходе экспрессии генов, какие-то инструкции используются, какие-то нет.

Зрелая мРНК имеет следующие элементы, нужные для дальнейшей работы по реализации наследственной информации в белке:

«5'-кэп» - модифицированный гуанозиновый нуклеотид, который добавляется на 5'- (передний) конец незрелой мРНК. Эта модификация очень важна для узнавания мРНК при инициации трансляции, а также для защиты от 5'-нуклеаз — ферментов, разрушающих цепи нуклеиновых кислот с незащищённым 5'-концом

5'- и 3'-не проявляемые в белке области, расположенные до стартовой и после конечной единиц реализации в белке. Эти области синтезируются с ДНК вместе с кодирующими белок участками. Они регулируют стабильность мРНК, локализацию мРНК и эффективность синтеза по мРНК белка. 

Кодирующая область - несущая собственно код белка для его синтеза.

3'-полиадениновый «хвост» - длинная (несколько сотен нуклеотидов) последовательность адениновых оснований на 3'-«хвосте» мРНК, синтезируемая ферментом полиаденилат полимеразой у высших эукариот на РНК, содержащей последовательность AAUAAA. Этот хвост нужен для усиления синтеза белка, поскольку замена AAUAAA на AAUAAG приводила к дефициту синтеза кодируемого белка.

Рибосомная РНК

Рибосо;мные РНК, или рРНК — набор молекул РНК, входящих в состав рибосомы - белково-РНК сборки, необходимой для считывания информации с мРНК и реализации его в белке.

Транспортная РНК

Транспортная РНК, или тРНК — РНК, обеспечивающая взаимодействие аминокислоты, рибосомы и матричной РНК (мРНК) в ходе синтеза белка по коду последней. Имеет длину от 73 до 93 нуклеотидов. тРНК, будучи ковалентно связаны с остатком аминокислоты, принимает прямое участие в наращивании полипептидной цепи, специфически присоединяясь к кодону (три основания, свойственные для аминокислоты) мРНК и производя необходимую для образования новой пептидной связи конформацию комплекса. Для каждой протеиногенной аминокислоты в клетке существует собственная тРНК (одна или более).

тРНК представляет собой одноцепочечную РНК, однако в функциональной форме имеет конформацию «клеверного листа». В ней выделяют 4 части, выполняющие различные функции:

Первая часть-акцепторный «стебель», образованный 2 комплементарно (по Чаргаффу) соединёнными концевыми частями. Он состоит из 7 пар оснований. 3'-конец этого стебля несколько длиннее. Он формирует одноцепочечный участок, который заканчивается последовательностью ЦЦА со свободной ОН-группой. К этому концу присоединяется транспортируемая аминокислота. 

3 остальные части представляют собой комплементарно спаренные последовательности нуклеотидов, которые заканчиваются неспаренными участками, образующими петли. Средняя часть состоит из 5 пар нуклеотидов и содержит в центре своей петли антикодон. Аминокислота ковалентно присоединяется к 3'-концу молекулы с помощью специфичного для каждого типа тРНК фермента аминоацил-тРНК-синтетазы. На участке C находится антикодон, соответствующий кодону матричной РНК.

Тра;нспортно-ма;тричная РНК, или  тмРНК - также известна как 10Sa-РНК и SsrA-РНК, — небольшая РНК длиной от 260 до 430 нуклеотидов, которая участвует в высвобождении рибосом, «застрявших» во время синтеза белка на проблемных участках мРНК, а также для разрушения получившихся в ходе прерванного синтеза дефектных незавершенных белков. Механизм высвобождения рибосомы с дефектной мРНК при участии тмРНК получил название транс-трансляции. Первая тмРНК была обнаружена в 1994 году у кишечной палочки Escherichia coli, и с тех пор тмРНК были описаны у разных групп бактерий.

Малые Ядерные РНК

Малые ядерные РНК (мяРНК, snRNA) — класс РНК, которые встречаются в ядре клеток. Они участвуют в важных процессах, таких как сплайсинг (удаление неинформативных участков - интронов из незрелой мРНК), регуляции факторов  синтеза РНК (7SK РНК) или РНК-полимеразы (B2 РНК) и в обслуге теломер.

Малые ядерные РНК всегда связаны со своими белками в комплексы мяРНП. Малые ядерные РНК содержат большое число уридиновых нуклеотидов. Важной группой мяРНК являются малые ядрышковые РНК, участвующие в синтезе рРНК, тРНК и собственно мяРНК.

Другие РНК

Помимо указанных форм РНК существует еще огромное множество микроРНК и пиРНК для самых разных работ над наследственным материалом, в том числе подавлении синтеза белка выводом в двуцепочное состояние мРНК (РНК  интерференция), управлении оформления наследственных молекул при создании половых клеток, многочисленных затравок, нужных для удвоения ДНК или другой тонкой работы на наследственном материале.

Удвоение, или Репликация ДНК

Исторически открытие этого явления разрешило существования науки генетики, поскольку оно собственно и указало, как потомки от родителя получают копию наследственного материала. До открытия и описания этого явления даже разговор о хромосомах не имеет особого смысла для разъяснения проблем генетики 1930-ых годов, а произошло это немного не мало лишь 1958 году, то есть спустя 15 лет после того, как умер главный хромосомщик отечественной науки Николай Вавилов. Поняв этот факт становится ясно, почему его спор с Лысенко очень трудно отнести к научной полемике, зато к политическим очень легко. Строго говоря вообще нет смысла говорить о генетике как о точной науке до этого события, однако само по себе оно лишь незначительный шаг и совершенно не рассказывает, как полученный ребенком от родителя материал реализуется в белке в его собственном организме. Тем не менее он стал важной вехой, наконец перевернув трагичную страницу истории науки, где политика говорила вместо природных фактов.

Итак, молекула ДНК состоит из двух цепей, одна из которых обвита вокруг другой и удерживается адекватным по правилу Чаргаффа антикодом, что часто называется комплементарностью цепей. Как же на самом деле происходит процесс удвоения молекул ДНК? Этот вопрос, как того и следовало ожидать, не сразу разрешился в научном мире. Предположение необходимости удвоения молекулы для передачи копии потомку было логично и предположено ранее, другое дело, как это происходит.

Ранее существовали две модели: «консервативная» — в результате удвоения или репликации образуется одна молекула ДНК, состоящая только из родительских цепей, и одна, состоящая только из дочерних цепей (Блох Д.П., 1955) и «дисперсионная» — все получившиеся в результате репликации молекулы ДНК состоят из цепей, одни участки которых вновь синтезированы, а другие взяты из родительской молекулы ДНК (М. Дельбрюк, 1954). Обе теории оказались опровергнуты экспериментом Мезельсона, Сталя и Джерома Винограда в 1957 году.

Ученые опубликовали статью о новом методе изучения молекулярного веса и парциального удельного объёма макромолекул (например, ДНК) — равновесном ультрацентрифугировании в градиенте плотности. Этот метод позволил разделить молекулы ДНК по их плотности: каждая молекула останавливалась в том месте градиента, где плотность раствора совпадала с её плавучей плотностью. Авторы применили этот метод для разделения молекул ДНК, содержащих изотопы азота 14N и 15N. 15N не радиоактивен, а лишь тяжелее 14N. Содержащие тяжелый изотоп молекулы ДНК функциональны и могут удваиваться.

Так Мезельсон и Сталь показали, что, если вырастить несколько поколений бактерий Escherichia coli в среде, богатой 15N или 14N, затем центрифугировать их ДНК в градиенте плотности хлористого цезия, то окажется, что более тяжёлая 15N-ДНК останавливается ближе ко дну центрифужной пробирки, чем 14N-ДНК. Для установления механизма репликации, E. coli, которые в течение нескольких поколений росли в 15N-содержащей среде (а значит, их ДНК содержала только 15N) были перенесены в 14N-содержащую среду, где им было позволено поделиться только один раз. Плотность выделенной из этих клеток ДНК оказалась больше плотности ДНК бактерий, выращенных в среде, богатой 14N, но меньше плотности ДНК бактерий, выращенных в 15N среде, что противоречило гипотезе о консервативном характере репликации ДНК, при котором молекулы ДНК разделились на две фракции с высокой и низкой плотностью, но без промежуточной. Однако полученный результат не исключал дисперсный механизм репликации, при котором участки материнской ДНК чередуются с участками дочерней ДНК. Чтобы выяснить, какой из оставшихся механизмов верен, была проанализирована плотность ДНК второго поколения бактерий. По гипотезе дисперсной репликации плотность ДНК второго поколения бактерий должна быть одинаковой для всех молекул и занимать промежуточное положение между плотностью ДНК клеток первого поколения и плотностью самой лёгкой ДНК. Оказалось, однако, что клетки второго поколения содержали примерно равные количества лёгких и гибридных ДНК, что позволило отклонить и гипотезу дисперсного механизма репликации.

Теперь осталось прояснить, каким же образом происходит рост дочерней цепи возле материнской с переписыванием с нее материала. Процесс этот весьма сложен и предоставляет работу очень многим белкам, некоторые из которых содержат РНК в своем составе.

Процесс репликации: раскручивание двойной спирали ДНК — синтез комплементарных цепей ДНК-полимеразой — образование двух молекул ДНК из одной.

Белковых участников процесса очень много. Белки (хеликаза, топоизомераза) и ДНК-связывающие расплетают ДНК, удерживают матрицу в разведённом состоянии и вращают молекулу. Правильность репликации обеспечивается точным соответствием комплементарных пар оснований и активностью ДНК-полимеразы, способной распознать и исправить ошибку. 

Репликация у бактерий проводится несколькими разными ДНК-полимеразами: ДНК-полимераза I действует на запаздывающей цепи для удаления РНК-затравок и дорепликации очищенных мест ДНК. 

ДНК полимераза III — основной белок репликации ДНК, осуществляющий синтез ведущей цепи ДНК и фрагментов Оказаки при синтезе запаздывающей цепи. Далее происходит закручивание синтезированных молекул по принципу суперспирализации и дальнейшей компактизации ДНК. 

Цепи молекулы ДНК расходятся, образуют репликационную вилку, и каждая из них становится матрицей, на которой синтезируется новая комплементарная цепь. В результате образуются две новые двуспиральные молекулы ДНК, идентичные родительской молекуле.

Сам процесс матричный — последовательность синтезируемой цепи ДНК однозначно определяется последовательностью материнской цепи в соответствии с принципом комплементарности и полуконсервативный — одна цепь молекулы ДНК, образовавшейся в результате репликации, является вновь синтезированной, а вторая — материнской;

Происходит только в направлении от 5’-конца новой молекулы к 3’-концу, полунепрерывно — одна из цепей ДНК синтезируется непрерывно, а вторая — в виде набора отдельных коротких фрагментов (фрагментов Оказаки);

начинается с определённых участков на ДНК, которые называются сайтами инициации репликации (англ. origin).


Из всего этого материала стоит сделать несколько выводов, причем довольно не особо оптимистичных.

У бактерий хромосомы кольцевые, у высших организмов они линейны. А потому человеческие хромосомы при каждом делении стачивают по 3-6 нуклеотидов за счет теломер. Когда их сточется 150-300, то клетка стареет, поскольку следующие ее деления начинают повреждать уже смысловой для жизни материал. Таким образом биологически бациллы намного совершеннее людей.

Не следует думать, что ДНК-полимераза человека работает безошибочно: как минимум при одной переписи полного генома человека происходит 1000 однонуклеотидных ошибок. Потому жизнь обречена на врожденные и спорадически возникающие дефекты.

Вариабельностью генома внутри вида можно считать именно ошибки при репликации ДНК, чаще приводящие к болезни, и лишь иногда к новому качеству. Большая же часть генома небезошибочно, как выяснилось, переходит от родителя потомку. Потому Вавилов был прав, говоря "каковы родители, таковы и дети."

Эволюция не имеет предначертанной цели ни достижения совершенства ни направления, она лишь отбирает те формы генома, белковое выражение которого при данных условиях способно дожить до детородного возраста. Ни здоровье ни долголетие индивида эволюционно не совершенствуется, если он до своей смерти при данных условиях жизни успевает родить потомка.

Уже пелена вавилово-лысенковской экстраординарщины постепенно растворяется, обнажая реальную картину и оставляя дешевый оптимизм в заслуженном месте. Цели эволюции сиеминутны и изменчивы с каждым изменением среды, приобретенные прижизненные свойства потомкам не передаются, вместо сего не исключены мутации. То есть, о совершенствовании свойств от родителей к детям лучше помолчать, как бы потомки хуже не стали. Весь оптимизм обоих оппонентов рассыпается, вместо него предстает угрюмая картина обреченности, бесконечных страданий и болезней, бесцельности, но зато правдивая и больше похожая на наблюдаемую реальность.

Транскрипция

Следующим шагом после описания процесса удвоения ДНК для предоставления генетического кода следующему поколению стало раскрытие механизма реализации того самого кода в белке. Оказалось, что этот процесс в один шаг не проходит, а начинается с перевода кода ДНК в код РНК с соблюдением принципа комплементарности, причем результат этого этапа еще далеко от синтеза белка. Перевод наследственной информации с ДНК на код РНК назвали транскрипцией.

О существовании белка, способного генетический материал ДНК реализовать в белке через синтез РНК впервые предположили Франсуа Жакоб и Жак Моно. В 1959 году Северо Очоа получает Нобелевскую премию по физиологии и медицине за исследование процесса синтеза РНК in vitro при помощи полинуклеотидфосфорилазы, используемой для нарезания генетического кода. Синтез РНК РНК-полимеразой был проведен in vitro несколькими лабораториями к 1965 году; однако, РНК, синтезированная этими белками, имела изъяны в правильном завершении процесса, что намекало на существование дополнительного белка. Последний был обнаружен только в 1972 году Уолтером Файерсом. Роджер Д. Корнберг получил Нобелевскую премию по химии 2006 года «за исследования молекулярных основ эукариотической транскрипции».

В организме бактерий перепись наследственной информации в РНК проводит одна РНК-полимераза, состоящая из основной части пяти субъединиц (;2;;';) и ;-субъединицы (сигма-фактор), которая определяет связывание с местом старта синтеза мРНК на ДНК, называемым промотором, и в одиночку начинает процесс.

Клетки эукариот содержат как минимум 3 РНК-полимеразы, а растения — 5, которые для начала (инициации) и продолжения (элонгации) требуют набора белковых помощников. РНК-полимераза II — основной белок клеток высших организмов, проводящий синтез кодирующих белок мРНК (и некоторых других РНК). Теперь подробнее.

Основные Стадии ТранскрипцииИнициация, или Начало

Инициация транскрипции — процесс связывания ДНК-зависимой РНК-полимеразы с промотором, то есть местом запуска синтеза, и образования стабильного комплекса для продолжения транскрипции. РНК-полимераза (вместе с набором белков-помощников у эукариот) связывается с промотором, создавая закрытый комплекс. В такой форме внутри комплекса находится двойная спираль ДНК. Затем в спирали ДНК на расстоянии около 13 пар нуклеотидов от точки старта синтеза мРНК две цепи ДНК отделяются друг от друга, создавая  так называемый транскрипционный пузырь, что открывает доступ к некодирующей цепочке ДНК. Первые два рибонуклеотида стыкуются с матрицей ДНК. Затем происходит рост мРНК с присоединением рибонуклеотидов к 3'-концу цепи. Связывание первых 10 нуклеотидов не всегда приводит к росту полной цепи мРНК, на этой стадии часто происходит обрыв и синтез приходится начинать сначала. Как только новорожденная мРНК проскакивает 10 нуклеотидов, то она уже достаточно стабильна для завершения синтеза полной цепи.

Начало транскрипции — сложный процесс, зависящий от последовательности ДНК вблизи участка, начала синтеза мРНК (а у эукариот также и от более далеких участков молекулы — энхансеров и сайленсеров) и от наличия или отсутствия вблизи разных белков.

Элонгация, или Продолжение

Момент перехода РНК-полимеразы от старта синтеза до его продолжения точно не определён. Этот переход характерен тремя событиями у бактерий: отделение сигма-фактора, путешествие молекулы белка вдоль матрицы и сильная стабилизация транскрипционного комплекса РНК-полимеразы, растущей цепи мРНК и переписываемой ДНК. Эти же явления характерны и для РНК-полимераз высших организмов. 

На стадии продолжения синтеза в ДНК расплетается 18 пар нуклеотидов, около 12 нуклеотидов матричной нити ДНК создают гибридную спираль с растущим концом цепи мРНК. По мере движения РНК-полимеразы по матрице впереди неё происходит расплетание, а позади — восстановление двойной спирали ДНК. Одновременно освобождается очередное звено растущей цепи РНК из комплекса с матрицей и РНК-полимеразой. Продолжению синтеза помогают основные элонгирующие белки, поддерживая процесс без преждевременных остановок. В последнее время появились данные, что РНК-полимераза в процессе элонгации может делать паузы на определённых участках гена. Продолжительность этих пауз может контролироваться белками элонгации.

Терминация

У бактерий есть два механизма остановки синтеза мРНК, или терминации: ро-зависимый механизм, при котором белок Rho отрывает мРНК от матрицы ДНК, и ро-независимый, при котором транскрипция останавливается, когда новорожденная молекула РНК создает стебель-петлю, приводящую к отрыву молекулы мРНК от матрицы ДНК. Терминация транскрипции у высших организмов менее изучена.

Дальнейшая Обработка

О биологически большем совершенстве бактерий, нежели более сложные организмы говорит и тот факт, что синтезированная в ходе транскрипции мРНК уже готова для синтеза по ней белка. У животных же и растений мРНК еще надо сильно переработать в ядре — проводится ее сплайсинг, то есть обрезка нужных участков и их слияние, на неё навешивается 5'-кэп и синтезируется 3'-полиА-хвост. Сплайсинг может быть альтернативным, то есть под синтез одного белка определяются одни участки, а другого - иные. Процесс требует аккуратности РНК-содержащих белков, потому чреват ошибками синтеза.

Трансляция

Теперь, когда уже мРНК прошла все этапы обработки и готова к самовыражению в белке, настает главный момент - наконец-то синтез белка, собственно вещества, способу существования которого особенно в 1930-ые годы приписывали вообще жизнедеятельность организма.

Для осуществления этого процесса в клетках всех без исключения организмов имеются специальные немембранные органеллы — рибосомы. Рибосомы представляют собой рибонуклеопротеидные комплексы, построенные из 2 субъединиц: большой и малой. Функция рибосом заключается в узнавании трехнуклеотидных кодонов мРНК, сопоставлении им соответствующих антикодонов тРНК, несущих аминокислоты, и присоединении этих аминокислот к растущей белковой цепи. Двигаясь вдоль молекулы мРНК, рибосома синтезирует белок в соответствии с информацией, заложенной в молекуле мРНК.

Для узнавания аминокислот в клетке имеются молекулы транспортной РНК, имеющие антикодон, комплементарный кодону мРНК, а также другой участок, к которому присоединяется аминокислота, соответствующая этому кодону. Присоединение аминокислот к тРНК осуществляется специальными белками аминоацил-тРНК-синтетазами, а получившаяся молекула называется аминоацил-тРНК. Таким образом, специфичность трансляции определяется взаимодействием между кодоном мРНК и антикодоном тРНК, а также специфичностью аминоацил- тРНК-синтетаз, присоединяющих аминокислоты строго к соответствующим им тРНК.

Механизмы трансляции бактерий и высших организмов существенно отличаются, потому некоторые подавляющие трансляцию у бактерий вещества стали эффективными антибиотиками.

Бактериальные рибосомы потенциально способны находить стартовый AUG и начинать синтез на любых мРНК, в то время как рибосомы высших организмов обычно присоединяются к мРНК в области кэпа и сканируют её в поисках стартового кодона.

Процесс инициации обеспечивается специальными белками, состоящими в комплексе с большой и малой субьединицами.

В процессе наращивания белковой цепи участвуют два белка элонгации. Первый (EF1a у эукариот, EF-Tu — у прокариот) переносит «заряженную» тРНК в А (аминоацил)-сайт рибосомы. Рибосома проводит перенос части белка, связанного с тРНК в Р-сайте, в А-сайт и привязывает к нему находящуюся там аминокислоту. Таким образом растущая цепь белка удлиняется на один аминокислотный остаток. Затем второй белок (EF2 у эукариот, EF-G — у прокариот) проводит перемещение рибосомы по мРНК на один триплет, в результате которого пептидил-тРНК оказывается вновь в Р-сайте, а «пустая» тРНК из P-сайта переходит в Е-сайт, откуда спонтанно выпадает. После этого рибосома готова принять новую аминокислоту для присоединения.

Терминация — окончание синтеза белка, осуществляется, когда в А-сайте рибосомы оказывается один из стоп- кодонов — UAG, UAA, UGA. Из-за отсутствия тРНК, соответствующих этим кодонам, пептидил-тРНК остаётся связанной с Р-сайтом рибосомы. Здесь в действие вступают белки, отрывающие белковую цепь от мРНК, а также вызывающий отрыв мРНК из рибосомы.

Рождение белковой цепи - это вовсе еще не рождение белка, способного выполнять свою функцию. Теперь в зависимости от природы белка для его правильной пространственной укладки и химической коррекции нужно провести над ним серьезную "воспитательную" работу другими белками, нуклеиновыми кислотами, витаминами и алкалоидами. Просто так сам по себе даже правильно синтезированный белок не сможет выполнять свою природную функцию, а подчас иначе свернутый белок сможет привести к непоправимым последствиям, о чем, собственно мы уже говорить начинали и продолжим еще в ближайшем будущем.

Центральная Догма Молекулярной Биологии

Далеко не все описано в главе, что на самом деле происходит в молекулярной биологии. Многие детали не известны до сей поры, у некоторых организмов наблюдается некоторая индивидуальность в воплощении наследственной информации в белках. Были обнаружены также особые случаи:

Обратная транскрипция РНК в ДНК, когда происходил перенос информации с РНК на ДНК белком обратной транскриптазой часто у ретровирусов, таких как ВИЧ.

Репликация РНК — копирование цепи РНК на комплементарную ей цепь РНК РНК-зависимой РНК-полимеразой, опять же у вирусов, содержащих одноцепочечную или двуцепочечную РНК, например, у вируса ящура.

Прямая трансляция белка на матрице ДНК в клеточных экстрактах кишечной палочки, содержащих рибосомы, но не мРНК, где строился белок с введённых в систему ДНК. Интересно, что антибиотик неомицин усиливал этот эффект.

Однако несмотря даже на все эти исключения и индивидуальности прочтения наследственного материала общая картина реализации в белке и наследования биологической информации уже нарисовалась. А 1958 году Френсис Крик впервые сформулировал центральную догму молекулярной биологии, что биологическая информация передаётся от нуклеиновых кислот к белку, но не в обратном направлении, которое было слегка дополнено накопившимися к 1970 году фактами.

Переход генетической информации последовательно от ДНК к РНК и затем от РНК к белку является универсальным для всех без исключения клеточных организмов и лежит в основе биосинтеза макромолекул. Репликация геномов состоит в удвоении наследственных молекул ДНК и в случае некоторых вирусов РНК, также с возможным переходом РНК в ДНК у них же. Однако никогда ни при каких условиях еще не наблюдалось перевода аминокислотного кода белка в информацию ДНК или РНК. Однако, как выяснится позже, на самом деле белок переписать наследственную информацию не может, но вот нести в себе передаваемые биологические признаки через особенности конформации вполне способен.

Тем не менее понимание центральной догмы передачи наследственной информации развязало руки для создания трансгенных организмов, особо ценными из которых стали бактерии, производящие терапевтические и нужные в хозяйстве белки человека и животных, оставив в истории необходимость для этого работы с донорским или трупным материалом. Бактерии в питательной среде размножаются быстро, а потому могут производить нужные белки в огромных количествах, оставив невозможность промышленного белкового синтеза, огромные неподъемные цены на белки и сверхмалые их доступные количества лишь для книг по истории науки и производства. Также стал возможен прогноз, управление генами и отключение некоторых из них антисмысловой РНК и нокаутированием в экспериментальных, а иногда и терапевтических целях. Молекулярная медицина более четко нацелилась на точные мишени в создании лекарств. По сути дела возбудителем каждой болезни был объявлен белок, который лекарство должно ослабить, уничтожить или сделать неспособным причинять вред. Борьба с паразитом в этой парадигме перешла в уничтожение работоспособности его жизненно важных белков, что и вызовет его смерть.

Однако было открыто два факта, указывающих, что в некоторых случаях не только наличие наследственной информации в ДНК достаточно для реализации ее в белке. Так при исследовании синдрома Ангельмана (болезнь счастливой куклы) обнаружили отсутствие некоторых генов длинного плеча в 15-й материнской хромосоме, тогда как в отцовской хромосоме все было нормально. Также были обнаружены случаи этого тяжелого умственного отклонения при сохранности обеих хромосом номер 15, только вот обе из них происходили от отца, обойдясь без материнского вклада. 

Хромосома номер 15 вообще оказалась богатой на события в раскрытии первого удара по центральной догме молекулярной биологии. Случай повреждения отцовской хромосомы при наличии здоровой материнской хромосомы, или же наличие в геноме индивида двух здоровых хромосом, происходящих от матери, приводил к менее тяжелому заболеванию, чем синдром Ангельмана, синдрому Прадера — Вилли. Мало того наблюдались случаи, когда в зиготе оказывались оба набора хромосом от одного родителя. Несмотря на математическую сумму всех здоровых генов (мать же, или отец здоровы) и даже стоящих в хромосомах каждый на своем месте, тем не менее такая зигота к рождению потомка не приводит. Она начинает сначала развиваться в эмбрион, но очень скоро этот процесс останавливается ввиду жесткого отказа огромного числа генов, функциональная версия которых должна наследоваться от другого родителя. Далее этот несостоявшийся эмбрион превращается в кровавое месиво клеток, по виду похожее на виноград не без опасности дальнейшего перерождения в онкологию. Причем остановка развития эмбриона со всеми хромосомами только от отца происходит намного быстрее, чем при наследовании только от матери (тогда даже очертания головы замечаются), и намного более онкогенна. Центральная догма молекулярной биологии такой обрыв развития эмбриона объяснить не может, однако он в природе имеет место. Так был открыт геномный импринтинг - различное связанное с полом родителя метилирование генов, что на молекулярном уровне либо препятствует его белковому воплощению при развитии зародыша, либо наоборот разрешает. Потому если оба гена от отца, а от отца их реализовывать в белке нельзя, то молчат оба. То, что зародыш от этого терпит фатальный удар дефицита гена при наличии целых двух здоровых генов, только вот пришедших не от того по полу родителя, ничего для природы не значит и срабатывает принцип "лучше умереть, чем измениться". Мало того, что родители не обрадуются появлению потомка, мать с таким несчастьем вполне может очень скоро умереть от рака, поскольку материал этот крайне склонен к перерождению в рак.

Другой пример - это прионы, инфекционные белки, имеющие аномальную укладку в пространстве и способные стимулировать переукладку правильно свернутых собратьев в свою. В зависимости от того, в какую именно трехмерную форму свернут заражающий прион и его "воспитанники" из числа некогда правильно свернутых, таковы будут и симптомы заболевания по остроте разрушения мозга, скорости деградации личности и физической формы, долготы бессимптомного периода и времени гибели. То есть манера сворачиваться у белка совершенно без участия ДНК или РНК способна полностью передать наследственные свойства паразита - инфекционного белка, которому посвящены будут последующие главы.

Надо же, Белковая Наследственность Существует!Открытие Таинственной Болезни

В 1526 году португальский мореплаватель Жоржи ди Менезеш открывает остров, название которому дал испанский мореплаватель Иньиго Ортис де Ретес в 1545 году, усмотрев сходство населения с населением африканской Гвинеи. Остров был разделен горными грядами, что способствовало сокрытию друг от друга и бесконтактному сосуществованию на нем большого количества народностей, культура которых развивалась в виду изоляции независимо от других и крайне медленно. По сути дела это обстоятельство создало "машину времени", которая позволяет заглянуть на 10000 лет назад и увидеть народы, не сделавшие с тех пор ни шагу в ногу с остальным человечеством и потому сохранившие самые древние причудливые на наш взгляд традиции и обычаи.

Исследование острова и проникновение туда европейцев началось лишь в XIX веке. Николай Миклухо-Маклай жил среди папуасов в общей сложности почти четыре года, однако он обнаружил далеко не все, что скрывал остров. Тем не менее остров все чаще посещали европейцы — торговцы, китоловы, миссионеры. С 1884 года юго-восточная часть острова находилась под господством Британской империи, которая в начале XX века передала её Австралии. Северо-восточная часть острова Новая Гвинея с прилегающими островами — архипелаг Бисмарка в 1880-х годах была захвачена Германией, после Первой мировой войны в 1920 году передана Австралии.

Во время Второй Мировой войны в 1942-1945 годах на острове происходили упорные бои между японскими и англо-американскими войсками. В 1949 году обе части (Папуа и Новая Гвинея) были объединены австралийскими властями. Несмотря на эти бои далеко не все народы, населяющие страну, были еще изучены. 

На острове Новая Гвинея, в его восточной труднодоступной горной части на высоте более 1500—2000 метров над уровнем моря разбросаны деревни диких племен форе, кейагана, каните, кими и многих других. Впервые эти племена были открыты для остального мира в 1932 году, когда там проходила экспедиция золотоискателя Тэда Эйбенка, которая поразилась зловещим обычаям царящим среди них, главным из которых было людоедство. Узнав об этом гибнущем полуживотном племени туда отправилась группа христианских миссионеров, основавшая там уже в 1949 году свою миссию. 

Между 1951 и 1953 годами первые антропологи, Рональд и Кэтрин Берндт, вступили на землю Форе. Из их первых статей в журнале "Океания" 1952 года народность эта была уже известна другим антропологам в течение пяти лет после первого контакта и почти сразу после того, как о них было сказано, они перешли под австралийскую власть. В 1953 году в Южном Форе провели отдельную перепись населения, и на тот момент почти 3000 человек  получили свое имя в деревенских книгах. В 1954 году Макартур построил первую постоянную правительственную станцию ;;в Моке и тогда административным центром официально стала Окапа. До Каинанту проложили автотрассу и основали аэропорт. К 1957 году Форе находились в конце линии, соединяющей их с остальным миром. За пределами Форе к югу и востоку земля все еще была «неконтролируемой». В 1957 году племя пережило глубокую революцию по сравнению с 1920 годом. Племени пришлось принять другую манеру хоронить своих мертвецов, рыть ямы, строить дороги и прекращать войны с другими племенами. Некоторые из этих перемен они приветствовали. Им также пришлось изменить свое представление о своем месте в мире, своих силах и знаниях других народов. У них все еще была своя земля и свой язык, и почти все время, когда они были в своих собственных домах и садах, они были свободны. Как и многие другие горцы, форе не видели особой трагедии от этой революции. Однако они страдали от того, чего не было у других горцев, других народов мира. В 1950 году Артуру Кери, патрулирующему на востоке Форе в области Иниби-Кимигомо, доложили, что колдовство вызвало нескольких смертей. Он описал симптомы двух случаев, наблюдаемых в Кауне: "температура тела была ниже нормы, тело интенсивно тряслось, напоминая тяжелые приступы малярии. Эти ... случаи были переданы в Гороку, и есть надежда, что проведут там диагностику и лечение. Аборигены говорили, что такие люди умирают "довольно быстро". В следующем году Кэри использовал термин «куру» для колдовства, которое убивало людей, особенно женщин форе. Берндты заметили болезнь и упомянули ее в своей первой публикации 1952 года. Это было, по их словам, «шокирующая болезнь вызванный колдовством». МакАртур в декабре 1953 года и В.Т. Браун в начале 1954 года точно описали болезнь. Браун связывал «куру» с колдовством, обычно мужчинами против женщин, но иногда мужчинами против мужчин, и он описал, как колдовство. Джон Мак Артур описывал наблюдаемую больную девочку так: “Она сильно дрожала, а голова её спазматически покачивалась из стороны в сторону. Мне сказали, что она жертва колдовства и что эта дрожь продолжится вплоть до её смерти. До самой смерти она не сможет есть. Через несколько недель она должна умереть. Аборигены это состояние называют "куру", или хохочущая смерть, поскольку пострадавшие от нее неимоверно и зловеще хохочут, доходя в хохоте почти до смерти." 

После этого описания подобные состояния стали регистрироваться все чаще и чаще. И европейцы решили, что имеют дело видимо с каким-то неизвестным доселе заболеванием. 

Необыкновенные Приключения Гайдушека в Папуа Новой ГвинееПриезд Гайдушека в Папуа Новую Гвинею

9 сентября 1923 года в американском городе Йонкерс, штат Нью Йорк, родился человек, которому будет суждено вызвать глубокий резонанс в биологии, поколебав казалось бы полную победу нуклеиновой наследственности своим величайшим открытием возбудителя заболевания, состоящего только из белка и полностью лишенного признанной как единственно способной переносить биологические признаки ДНК или РНК.

Отец Гайдушека, Кароль Гайдушек, был мясником, этническим словаком из Бюдёшко, Королевство Венгрия (ныне Смрдаки, Словакия). Его бабушка и дедушка по материнской линии, этнические венгры кальвинистской веры, эмигрировали из Дебрецена. В 1943 году он окончил Рочестерский университет, где изучал физику, биологию, химию и математику. В 1946 году получил степень магистра в Гарвардском университете и выполнял постдокторские исследования в Колумбийском университете, Калифорнийском технологическом институте и Гарварде. Таким образом образование Гайдушек получил чисто западно-буржуазного толка, то есть не атеистическое с упованием на вавиловский подход к генетике, точнее сказать противостояния Лысенко и Вавилова в стране с нетрадиционной политической системой СССР его мало касались, вернее сказать он был изначально научен видеть носителями наследственной информации хромосомы, а не белок, причем как он реализуется в белке и наследуется от родителя потомку он был обречен не знать, поскольку именно тогда, когда начнут проясняться первые детали сего явления, он будет выводить свои еретические строки, что белок на самом деле способен нести наследственную информацию в открытых им лишенных генов возбудителях целого ряда заболеваний.

Медицинскую карьеру будущий Нобелевский лауреат начинает в должности врача при детских больницах Бостона и Нью-Йорка. Имея склонности и тягу к научным исследованиям, молодой врач проходит двухгодичную стажировку по физической химии в Калифорнийс