Вечное движение (О жизни и о себе)

      Последнее следует отметить особо, ибо я оказался первым русским биологом, избранным в состав этой академии. Крупнейшие генетики США Райт, Стертевант, Гласе, Ирвин, Добжанский, Оуэн, Нил - прислали мне общую, подписанную ими всеми телеграмму, содержащую горячие поздравления. Было получено много других поздравлений из-за рубежа и от советских ученых.
      Редакция нашего журнала "Генетика" откликнулась на это событие короткими, но выразительными строчками: "В 1969 году поступило приятное известие. Почетным членом Национальной академии наук США избран академик Н. П. Дубинин. Избрание Н. П. Дубинина, одного из ведущих генетиков СССР, в состав Национальной академии наук США является признанием не только его персональных заслуг, но и признанием заслуг всей генетической науки в СССР, ее славной плеяды: Н. И. Вавилова, Н. К. Кольцова, Ю. А. Филипченко, М. А. Розановой, Г. Д. Карпеченко, А. С. Серебровского, С. С. Четверикова и др.".
      Это приветствие редакции журнала "Генетика" доставило мне истинную радость. Мнение, что в моем лице признание получила вся генетическая наука СССР, является высшей оценкой всей моей деятельности.
      В 1968 году в Токио мне пришлось выступить на заключительном пленарном заседании XII международного генетического конгресса. Это были тревожные дни. Только что контрреволюционные события, возникшие в Чехословакии, вынудили пять стран социализма оказать социалистической Чехословакии военную помощь. В эти дни за рубежом антикоммунистическая пропаганда достигла высот истерии. Это коснулось немалого числа членов конгресса. В кулуарах конгресса приходилось вступать в дискуссии и объяснять истинную сущность событий, когда иностранные члены конгресса обращались ко мне за разъяснениями. В этих условиях казалось, что мое выступление перед двухтысячной аудиторией будет трудным.
      Председательствующий представил меня аудитории, указав, что в истории генетики мне принадлежит ряд открытий и что в СССР я представляю развитие современной генетики. Чтобы дойти до кафедры, надо было пройти вдоль большой сцены на глазах всей аудитории. Я поднялся со своего места и пошел. Зал замер в мертвом молчании, что-то толкнуло меня в сердце, и я энергично вошел на трибуну и со скрытым вызовом пошел к кафедре. Овация лавиной взорвалась в огромном зале, и я шел сквозь водопад аплодисментов, которые неистовствовали в своем приветственном гуле и грохоте. Подняв руку, стоя за кафедрой, я просил тишины. Она наступила, и я взволнованным голосом начал свой доклад. В разрезе теоретических принципов о феномене потенциальных изменений генов и хромосом я рассказал о большой серии экспериментальных работ, проведенных в Институте общей генетики в Москве. Когда я кончил, вновь обрушился грохот оваций, он длился, пока я шел по трибуне, казалось этот грохот достиг своей вершины, но он все-таки ещё усилился, когда при выходе с трибуны меня встретил президент конгресса - знаменитый японский генетик Кихара и, тряся мою руку, поздравил и поблагодарил за доклад.
      Все утренние японские газеты 28 августа 1968 года сообщили об итогах работы международного конгресса по генетике, заявив, что конгресс закрылся докладом Н. П. Дубинина, представителя СССР. Среди самых важных событий на конгрессе отмечалась также работа симпозиума по космической генетике, где встретились представители СССР из Института общей генетики и США из Оакриджского центра и другие.
      Кроме этих работ ряд докладов советских генетиков был прочитан на секциях конгресса, некоторыми из секций руководили советские ученые. Мировая генетика после тридцатишестилетнего перерыва встретилась с представителями СССР и отдала должное их успехам. Это был крупный успех генетики СССР.
      Десять дней мы прожили в Токио, как в гигантском муравейнике. Вечерами с Л. Г. Дубининой, И. М. Ахунзаде, Э. Н. Ваулиной и другими товарищами ходили по звенящей от света и от гулкой толпы главной торговой артерии и месту ночных развлечений Гинза-лайн. Много раз пешком, пересекая город, возвращались с заседания конгресса вместе с В. Д. Тимаковым. В беседах на улицах, которые, казалось, сами безумно неслись мимо нас, я ближе узнал этого замечательного человека, который обладает широтой взглядов ученого и государственного деятеля.
      Смог - удушливый туман от сотен тысяч труб и от выхлопных газов висит над одиннадцатимиллионным Токио. Энергия и труд японских рабочих и интеллигенции создали этот города в котором сочетались очарование старой Японии и ее неудержимый порыв к современным высотам техники и цивилизаций.
      Вылетев из Токио утром, через 10 часов, пролетев необозримые просторы Советской Родины, вечером ТУ-114 опустился в Москве. Спокойная, могучая уверенность этого великого города потрясает контрастом с мятущимся Токио. Москва как олицетворение всей нашей страны идет вперед непреоборимо, по новым, неведомым ранее человечеству дорогам.
      Серьезным признанием успехов новой генетики в СССР явилось предложение, сделанное в 1969 году мне и Д. М. Гольдфарбу, который заведует отделом молекулярной генетики в Институте общей генетики АН СССР, выехать в Индию в качестве экспертов ЮНЕСКО - организации по науке и культуре при Организации Объединенных Наций. Мы должны были изучить дело преподавания генетики в университетах и уровень развития исследовательской работы по генетике в Индии, чтобы затем дать свои рекомендации.
      Втроем, Л. Г. Дубинина, Д. М. Гольдфарб и я, мы пробыли в Индии около двух месяцев, объехали ряд ее центров - Дели, Бомбей, Мадрас, Хайдарабад, Калькутта,- где знакомились с университетами и научными учреждениями и выступали с лекциями о новейших достижениях генетики. Побывали в знаменитом заповеднике в Текеди (штат Керала).
      Индия поражает своими контрастами. Неисчислимы богатства и красота ее природы. Сказочны берега и воды Индийского океана под Тривандрумом, столицей штата Керала. Пальмовые леса, домашние слоны, укрощенные змеи, дикие звери заповедников и джунглей, крики неведомых птиц. Новые города с их небоскребами и с бесчисленными хижинами. Люди, живущие в дворцах, и люди, семьями живущие в хибарах или прямо на тротуарах городов, зажигая на них по ночам свечи. Храмы, дивные памятники прошлого и реклама. Кока-кола; черные "кадиллаки" и рикши с лицами, застывшими от усталости, от перенапряжения, влекущие в гору свои тележки с седоками; небоскребы, воткнувшиеся в небо, и хижины как раздавленные кучи серого мусора; толпы нищих - все это сплеталось в Калькутте как многоликое, сложное, смятенное лицо Индии.
      Когда машина остановилась неподалеку от начала заповедника Текеди, нас, как и везде, мгновенно окружила толпа смуглых, яркоглазых милых детей.
      - Далеко ли до Текеди? - спросил я у них.
      - Нет, уже близко, - на английском языке ответила тоненькая девочка лет двенадцати.
      - Хорошо ли в Текеди? Ты была там?
      - Нет,- грустно ответила девочка, - нет, я бедная девочка, у меня совсем нет денег, и я не могу посмотреть Текеди.
      В этом словно бы заключен символ всей Индии. Вот она прекрасная страна, но богатства ее еще за семью замками для народа. Коммунисты, руководящие правительством штата Керала, уже много сделали. На людях этого штата, и особенно на стайках чистых и веселых школьников, уже видны результаты этой работы. Однако и в этом штате и перед страной в целом еще длинная, большая и трудная дорога к прекрасному будущему.
      Во время нашего путешествия президенты штатов, а по возвращении в Дели и министр культуры Индии очень интересовались нашими впечатлениями. На заключительной пресс-конференции мы высказали свое мнение об успехах и недостатках работ по генетике в Индии. На нас большое впечатление произвел центр по молекулярной генетике в Бомбее, работы коллективов генетиков в Калькутте, в Хайдарабаде и работы, выполненные в Дели под руководством генетика М. Сваминатана. Работы генетиков в Дели привели к пшеничной революции в Индии. В этом случае использование генетических методов обеспечило удвоение урожая пшеницы в стране. На очереди стоит такая же революция в урожайности риса. Эти работы высоко оценены правительством Индии, которое выпустило почтовую марку, где два колоса новой пшеницы изображены на фоне здания института, которым руководит М. Сваминатан.
      Однако преподавание генетики в университетах Индии, на наш взгляд, требует реформы, необходимо также усилить исследовательскую работу по генетике. В соответствии с нашей рекомендацией приняты меры, в частности создается национальный центр исследований по общей и молекулярной генетике.
      Летом 1969 года революционное правительство Кубы пригласило меня и директора Института животноводства Л. К. Эрнста на конгресс по животноводству. Л. Г. Дубинина, Л. К. Эрнст и я совершили увлекательную поездку по Кубе. Эта поездка была насыщена работой. На Кубе возникли серьезные разногласия по вопросу о задачах селекции на молочность у крупного рогатого скота между экспертами-англичанами, с одной стороны, между специалистами и руководством Кубы, с другой. Правительство Кубы ставит неотложную задачу - обеспечить по литру молока в день на каждого из жителей острова Свободы, специалисты Кубы считают, что эту задачу можно решить.
      В тропических условиях Кубы это сделать нелегко, так как имеющийся здесь тропический скот - зебу - хорошо приспособлен к жизни, но он совсем не дает товарного молока. На этом конгрессе Фидель Кастро, поддерживая мнение своих специалистов, произнес горячую и вполне аргументированную речь о необходимости метизации зебу с представителями молочных пород. Он бичевал английских экспертов за их методы, уводящие Кубу от решения этой проблемы. На следующий день после встречи с руководителями Гаванской провинции, мы поехали на один из пунктов, находящихся в ведении национального генетического центра Кубы. Здесь нас встретил Фидель Кастро. Он оказал подчеркнутое внимание советским ученым. Постоянно обращаясь ко мне и Л. К. Эрнсту, он показал все данные из журналов о характере удоев новых метисных животных. Анализ многих данных на целом ряде станций национального центра убедил нас в реальности начатой громадной генетической работы по созданию стада молочного скота на Кубе.
      Работа национального генетического центра Кубы производит большое впечатление. Он укомплектован молодыми учеными, преданными делу преобразования местного скота в продуктивное молочное стадо. 15 крупных экспериментальных станций создано в разных частях Кубы, и везде кипит работа по созданию нового стада.
      Машины из генетических центров можно узнать сразу. На грузовых автомобилях и на ГАЗ-69, на каждом из них, на их капотах, крупными буквами написано слово - ГЕНЕТИКА.
      В Гаване мы жили в великолепной гостинице на 26-м этаже. Потрясающая красота города и неоглядные воды Карибского моря открывались перед нами. Среди теплого воздуха ночи, глухого, плывущего из далеких улиц шума города, среди гирлянд его огней и неумолчного зова океана вспоминалась почему-то зимняя Москва с ее холодами, когда русские леса еще спят под белою пеленой муаровых снегов, которые мерцают синими, фиолетовыми и хрустальными вспышками в лучах негреющего, сияющего солнца.
      Перед нашим отъездом в Гаване состоялось заседание научного генетического национального центра, где мы изложили свою точку зрения и предложили рабочие контакты с советскими генетиками.
      В один из последних дней состоялся прием у президента Академии наук Кубы Нуньеса Хименеса и затем я прочел большую лекцию о работах советских генетиков на общем собрании Академии наук Кубы.
      В воскресенье Нуньес Хименес на большом катере океанографического института повез нас на ловлю маринов в Карибском море. Это была дивная поездка под синим-синим небом, среди зеленых вод океана, перед панорамой полуподковы зданий и берега великолепной Гаваны. Тень Хемингуэя, так любившего Кубу, вошла в мою душу, словно бы он пришел к нам по зеленым валам и встал рядом живой на палубе этого белоснежного катера. Право вытаскивать рыбу на громадных, до поклевки закрепленных к бортам спиннингах было предоставлено мне, как гостю.
      На аэродром проводить нас пришел Нуньес Хименес, отдавая этим знак почета советской генетике.
      В июле того же 1969 года я был приглашен на заседание генетического общества Великобритании. Вместе с Л. Г. Дубининой мы посетили Лондон, Ридинг, Оксфорд и Эдинбург. Хороша Англия с ее городами, прочно, столетиями вросшими в землю, с ее людьми, крепкими, упрямыми и умеющими громко смеяться. Пешком исходили мы Лондон, от Тауэра по берегу громадной свинцовой Темзы с ее мостами и лесом подъемных кранов к Вестминстерскому аббатству, к Большому Бэну, мимо Трафальгарской площади и Букингемского дворца к Гайд-парку. Замечателен готический Эдинбург, стоящий двумя ногами на двух огромных холмах, среди зелени и блеска шотландских лугов, с его титаническим мостом, перекинутым через воды залива.
      Прекрасны зеленые холмы Англии, ее леса, реки, поля, лебеди и дикие утки, не боящиеся человека, плывущие по ее небу, озерам и рекам, и скалы ее берегов, и кольцо ее морей. Однако когда идешь по ее дорогам среди полей или когда свернешь к опушке леса, везде на табличках, как удар бича, тебя встречают слова: "Частная собственность". Все здесь, как и в других капиталистических странах, обозначено как частное владение. Все отгорожено, все заклеймено правом собственности на прекрасную землю, которая должна принадлежать народу. Стоишь на зеленом холме перед такой табличкой и видишь, как далек этот мир от социализма, который вошел в нашу плоть и кровь в такой степени, что остро чувствуешь его несравненную высоту только тогда, когда идешь в чужой стране и перед тобой висят эти таблички - "частное", "частное", "частное"...
      С 1964 по 1970 год много встреч состоялось у нас за рубежом. Я встречался со многими учеными на заседаниях научного Комитета по атомной радиации при ООН в Женеве и в Нью-Йорке. В 1968 году вчетвером С. И. Алиханян, Б. Л. Астауров, Д. К. Беляев и я - по приглашению американского общества генетиков объехали в Соединенных Штатах много генетических центров на западе, востоке, севере и юге.
      В прекрасном Париже, с серебряным дымом его домов, с воздетой к небу Эйфелевой башней, с его Сеной, расчерченной мостами и пароходиками, с Нотр-Дам, который стоит, как башня-корабль, с рекой Елисейских полей, с его Вандомской колонной, Лувром, с прекрасной площадью Согласия, с его крышами, если смотреть на него с высоты Монмартра, с его толпами разноплеменных художников, с новью домов в красном коммунистическом поясе, я был несколько раз и всегда возвращался в него с сердцем, стесненным от счастья встречи с прекрасным.
      В один из приездов вместе с Д. М. Гольдфарбом в Институте Пастера, в Латинском квартале, нас исключительно тепло встречали прославленные первопроходцы на путях фундаментальной молекулярной генетики - Жакоб, Моно и Вольман. Директор института вручил нам памятные медали с барельефом Луи Пастера. Мне приходилось выступать на конгрессах, симпозиумах и в лабораториях Франции, Голландии, Англии, Болгарии, Чехословакии, Венгрии, Бельгии, Италии, Испании, Индии, Японии, Румынии, Германской Демократической Республики и других стран.
      Новый этап развития советской генетики повсюду вызывал воодушевление. Словно теплая, мокрая губка стирала записи, сделанные мелом, с доски прошлого. Черты новой науки, призванной управлять жизнью на благо человека, отчетливо проступали в росте новой биологии в СССР.
      Радость событий, начавшихся после октября 1964 года, была омрачена преждевременной смертью А. Р. Жебрака. Он умер 20 мая 1965 года. В журнале "Генетика" был напечатан написанный мною некролог. В нем, в частности, говорилось: "В 1936 году Антон Романович Жебрак, наряду с другими выдающимися генетиками нашей страны, вступает в борьбу с догматиками. Он принимает активное участие в дискуссии 1939 года, защищая принципы материалистической биологии...
      Октябрьский Пленум ЦК КПСС 1964 года открыл новые пути перед советской биологией, осудив администрирование и субъективизм в науке. Антон Романович Жебрак встал в первую шеренгу ученых, призванных обеспечить могучее развитие биологии и генетики в нашей стране. Его научная принципиальность, несгибаемость коммуниста-ученого, талант исследователя и педагога, любовь к жизни, юмор, казалось бы, медлительного, но всегда глубокого ума - все это в новом расцвете его жизни должно дать прекрасные плоды. Однако сердце, которое на протяжении десятилетий было целиком отдано борьбе, решило иначе. Антон Романович скоропостижно ушел от нас в начале того нового пути, за который он отдал свою жизнь. Память о нем останется вечной, как об одном из солдат бессмертной когорты, стоявшей насмерть за правду науки, без которой нельзя создать правды нового общества".
      Глава 18 
      ЭТА НАУКА СТОИЛА БОРЬБЫ
      Этапы генетики.- Великие открытия, потрясшие биологию.- Связь с практикой.- Проблемы человека и генетика
      Деятельное участие в борьбе за нравственные устои науки, за правду, за истинную науку, за ее служение народу составляет величайшее счастье ученого. Часто спрашивают: нравственна ли сама наука, или она лишена какой-либо окраски добра и зла? Может, будучи незрячей, как Фемида, мертвой в нравственном смысле, наука одинаково служит и плохому и хорошему? Я не могу с этим согласиться.
      Красота движения в ее внутренней организации свойственна материк. Ученый, познавая материю, пытливо прикасается к тайне мироздания, это возвышает его. Наука - это дитя разума человека, итог развития производительных сил и одновременно зерно будущего. Она не существует отдельно от духовного мира человека. Познание возвышает ученого и окрашивает его добром. Наука становится прекрасным сонмом законов об объективной действительности, руководством к управлению силами природы.
      Красота и добро в науке непременно содержатся в работах больших ученых. Читая эти работы, вы видите красоту движения, познания, красоту мира, силу мысли - испытующей, мятежной, критической и вместе с тем благоговейной. Конечно, в последнем счете добро и зло в науке решают социальные условия, в которых творит ученый. Строй капитализма связан с войной, и, увы, несмотря на могущество науки в ряде стран капитализма, некоторые ученые этих стран, хотя им кажется, что это не так, все же находятся в плену сил войны. Существование человечества в условиях вечного мира - это органическая основа жизни человека при социализме. Задача ученого состоит в том, чтобы отдавать свой талант расцвету личности в народных массах, развитию производительных сил человечества. Прорывы ученых в тайны вселенной должны вооружать жизнь на земле, а не сеять смерть.
      Думая о генетике, можно сказать, что эта наука в наши дни превратилась в громадную цветущую область. Перед нею открыты необозримые горизонты будущего познания тайны жизни и многообразных связей с жизнью общества, с производственной деятельностью людей.
      В начале века в классических опытах по гибридизации открыто существование генов, основных единиц наследственности. В 20-х годах создана хромосомная теория, суть которой состоит в доказательстве, что гены связаны с хромосомами ядра клетки. После этого на протяжении 30 лет шел период громадного накопления фактов, который сопровождался прорывами по целому ряду направлений. В эту эпоху на весь мир прогремели достижения Н. И. Вавилова, Н. К. Кольцова, С. С. Четверикова, Г. Д. Карпеченко, А. С. Серебровского и других советских ученых.
      Гигантский взрыв, изменивший лицо генетики, произошел в 1953 году, когда была установлена молекулярная природа явлений наследственности. Еще в прошлом веке показано, что хромосомы содержат белок и нуклеиновую кислоту. Молекулярная структура нуклеиновых кислот оказалась тем субстратом, в котором сосредоточена, или, как говорят иначе, записана, наследственная информация, передающаяся как факел жизни от родителей к детям в каждом поколении. Дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) имеет генетически пассивную часть, которая составляет ее скелет и собственно генетический материал, а в нем сосредоточены сведения о наследственных свойствах организмов. Эта генетическая часть молекулы ДНК оказалась исключительно простой по своему содержанию и строению. Она имеет всего лишь четыре качественно различных строительных кирпича. Этими кирпичами служат азотистые основания - цитозин, гуанин, аденин и тимин.
      Обнаружение молекулярной природы такого фундаментального свойства жизни, как наследственность, явилось переломным для биологии. Это открытие послужило источником, от которого взяла свое начало молекулярная генетика и молекулярная биология в целом.
      В свете данных этих новых наук много сокровенных сторон жизни потеряли для ученых былую таинственность. Таинственными были основы, на которых зиждется размножение клетки и передача информации при размножении организмов. В чем суть программирования при индивидуальном развитии, когда от одной клетки в виде оплодотворенного яйца после целенаправленных процессов возникает взрослая особь. Стало ясным, что для осуществления всех этих явлений служат структуры и процессы, обеспечивающие передачу по клеточным поколениям всей полноты наследственной информации. Одновременно нельзя забывать, что генетические структуры создавались на протяжении всей истории вида, что они служат основой для его существования и базой для его эволюции в будущем.
      Стало очевидным, что, если наследственность записана в молекулах нуклеиновых кислот, следовательно, в основе размножения генетического материала лежит размножение молекул. Именно этот принцип был четко сформулирован в гипотезе Н. К. Кольцова еще в 1928 году, когда он выдвинул мысль, что наследственные молекулы размножаются матричным путем. Он полагал, что исходная материнская молекула служит матрицей, по подобию которой в клетке строится копия, полностью повторяющая структуру исходной молекулы. Н. К. Кольцов, как и его современники, считал, что молекулярной основой наследственности служит белок. Теперь оказалось, что наследственность записана в молекулах ДНК. Понимание механизма матричного катализа конкретно приняло другой вид.
      Молекула ДНК состоит из двух цепей, которые связаны между собою непрочными водородными связями. При размножении молекулы эти связи рвутся, и цепи освобождаются одна от другой. В каждой цепи все азотистые основания обладают силами притяжения парных к нему, комплементарных оснований. Запас таких оснований имеется в цитоплазме клетки. Они подходят к однонитевой молекуле ДНК и входят в состав строящейся, второй нити. Так из одной двойной молекулы ДНК возникают две дочерние двойные молекулы. По закону комплементарности при синтезе дочерних молекул каждая из них целиком повторяет исходную. При делении клетки нет материнской и дочерней молекулы. В каждую из двух новых, образующихся молекул попадает половинка разделившейся материнской молекулы, что и приводит к молекулярному равенству как материнской, так и обеих дочерних молекул. Все они обладают равноценной генетической информацией.
      Раскрытие природы удвоения (ауторепродукции) молекул ДНК было гигантским шагом в истории новой биологии. Наступила эпоха изучения и вмешательства в глубины молекулярной механики размножения живого.
      Однако какие особенности молекулы ДНК обеспечивают специфику наследственности вида и наследственные индивидуальные особенности особи? В молекуле ДНК имеется только четыре разных азотистых основания - А, Т, Г, Ц. Это указывало, что генетическое содержание молекул основано на специфике их взаимоположения, то есть на разных порядковых сочетаниях азотистых оснований вдоль линейной структуры этой молекулы. Было показано, что ген - это отрезок молекулы ДНК, в котором в среднем содержится около 1000 азотистых оснований. Эти основания линейно расположены в строго специфическом порядке, свойственном каждому гену. Картина дробимости гена и его внутренний линейный план предстали перед исследователями воочию на внутримолекулярном уровне. Запись биологической информации в молекуле ДНК была разгадана как особая форма кода. Под кодом понимается запись сложного содержания с помощью простых символов. Так, например, азбука Морзе содержит только два знака в виде тире и точки, и при этом, комбинируя эти две буквы кода, с помощью телеграмм можно передать любую мысль человека. Генетическая программа записывается с помощью четырехбуквенного кода. Азотистые основания через комбинации в их взаиморасположениях создают биологическую специфичность вида и особи.
      Вполне понятно, что в свете этих данных новое содержание получила и теория мутаций. Наследственность организмов относительно устойчива. Но столь же характерна для живого и его изменчивость, без чего не было бы эволюции организмов. Эта изменчивость в исходном ее виде представлена появлением уклонений в отдельных признаках. Так, например, среди обычных рыжих лисиц появляется белая, среди обычно вирулентных форм вируса вдруг возникает особенно злокачественная форма, среди высоких пшениц возникает карлик и т. д. Такое появление изменений получило название мутаций. Проникнуть в тайну их природы долго не удавалось. Теперь в свете молекулярных основ наследственности стало очевидным, что природа мутаций коренится в химических преобразованиях молекул ДНК. При мутации изменяется то или иное азотистое основание в данном ее отрезке (в гене), что дает новые особенности генетической информации. Представим, что в отрезке одной нити молекулы ДНК имеется такой порядок оснований: АТТЦГААЦ. Во время синтеза, в результате ошибки, одно из оснований незаконно внедрится в молекулу, и она после синтеза примет такой вид:
      А Т Т Ц Г А А Ц
      Т А А !А! Ц Т Т Г
      После этой ошибки новая молекула при синтезе на измененной нити будет иметь новую структуру:
      +-+
      Т А А|А|Ц Т Т Г
      А Т Т|Т|Г А А Ц
      +-+
      Ее генетическая информация изменена, вместо исходной пары ЦГ, в ней имеется пара оснований AT.
      Управлять процессами мутаций - значит овладеть одной из самых могущественных сил природы. Несколько десятилетий назад было открыто, что радиация и многие химические соединения проникают в клетку и вызывают многочисленные мутации. Теперь начато самое глубокое изучение взаимодействия энергии радиации и специфической энергии химических веществ, вступающих в реакцию с молекулами ДНК и изменяющих в ней порядок оснований или их количество.
      В течение последних 25 лет роль белка в передаче наследственности была развенчана, наследственность оказалась связанной с нуклеиновыми кислотами. Однако основные жизненные процессы все же представляют собою форму существования белковых тел. Это показывало, что молекулы ДНК, переходя по поколениям, должны определять появление специфичных видовых и индивидуальных белков. Встала проблема взаимоотношения белков и нуклеиновых кислот в процессах устойчивого воспроизведения по поколениям наследственно закрепленного типа обмена веществ.
      Работами по биохимической генетике было показано, что роль молекул ДНК в основном и состоит в том, что они кодируют синтез молекул белка. Как было установлено в 1960 году, в определенные моменты своей жизни на одной из нитей молекулы ДНК синтезируется короткая, равная величине отдельного гена, молекула особой информационной рибонуклеиновой кислоты (и-РНК). Эта короткая молекула воспринимает на себя информацию данного гена. Она уходит в цитоплазму, достигает особых зернистых структур, называемых рибосомами, и здесь происходит процесс передачи генетического кода на процесс синтеза специфических белков. Аминокислоты из цитоплазмы приносятся в рибосомы в активированном состоянии другим видом РНК, получившим название транспортных. Протягиваясь сквозь рибосому, молекула и-РНК обеспечивает нужный порядок связи аминокислот, что и дает специфический белок.
      Структура белка в закодированном виде представлена в соответствующем гене, где отдельная аминокислота, как это было показано в 1961 году, кодируется тройкой азотистых оснований. Эти отрезки гена в виде трех оснований получили название кодонов. Детальные биохимические исследования раскрыли все связи, которые существуют между разными типами кодонов и 20 аминокислотами, из сочетания которых строится все неимоверное разнообразие типов белков, нужных для осуществления явлений жизни на всем ее поле, от вирусов до человека.
      В 1967 году было установлено, что генетический код, то есть порядок оснований в отдельных кодонах, программирующих вставку определенной аминокислоты, оказался одинаковым у бактерий, у одной из южноафриканских жаб и у млекопитающих - морских свинок. Это показало, что принципы генетического кода универсальны, его форма возникла на заре жизни и устойчиво сохраняется до сих пор.
      Открытие природы синтеза белков, программируемого молекулами ДНК, ввело исследователей в глубины обменных процессов в клетке. Здесь методы генетики и биохимии слились воедино. Одновременно показано, что ДНК кодирует не только белки для общих процессов жизнедеятельности клетки, но и те белки, без которых невозможна жизнь самих молекул ДНК.
      Размножение, функционирование и само существование молекул ДНК в клетке невозможно без действия сложного комплекса белков-ферментов. При удвоении молекул ДНК новая цепь из дочерних молекул их создается с помощью особого фермента, называемого полимеразой, который был открыт в 1956 году. Этот фермент может быть выделен из клетки и может работать в искусственно созданных системах - аналогах клетки. Если в такую систему поместить набор разрозненных азотистых оснований и полимеразу, то, несмотря на ее наличие, синтеза молекул ДНК все же не происходит. Он идет только лишь при наличии в этом "бульоне" из азотистых оснований какой-либо молекулы ДНК. Эта молекула служит затравкой и матрицей при синтезе, новая, синтезируемая молекула повторяет строение затравки.
      Короткие отрезки молекулы ДНК были созданы чисто химическим путем, и они приобрели способность быть матрицей при синтезе. Химический синтез коротких молекул ДНК был осуществлен путем соединения нуклеотидов, которые содержат азотистое основание, остаток сахара и фосфорной кислоты. Нуклеотид, несущий аденин, был связан с нуклеотидом, содержащим цитозин, затем шесть таких двойных нуклеотидов удалось связать в цепь: АЦ АЦ АЦ АЦ АЦ АЦ. Этот искусственно созданный отрезок молекулы ДНК был помещен в среду, содержащую полимеразу и набор азотистых оснований. Синтез ДНК происходил точно по заданной матрице, воспроизводя все взаимоположения оснований этой короткой, химически созданной цепи ДНК.
      Функционирование генов, которое выражается в списывании с них информации на молекулы информационной РНК, также требует работы ферментов. Наконец, без ряда специальных ферментов невозможно само существование молекул ДНК в клетке. Раньше господствовало ошибочное мнение, что материальные основы наследственности устойчивы потому, что они якобы выключены из обмена веществ в клетке. Это оказалось ошибкой.