Спираль ДНК. Лестница, ведущая в небо

Наталья Аднорал,

кандидат медицинских наук

Открытие, которое перевернуло мир

«Мы

только что открыли секрет жизни!» — так 28 февраля 1953 года Френсис

Крик и Джеймс Уотсон сообщили о своем открытии структуры ДНК. Что

нового привнесло оно в науки о жизни? До этого было известно, что ДНК —

большая молекула, в которой с помощью «четырехбуквенного алфавита»

записана информация о строении и свойствах живых существ. Но оставалось

непонятным, как эта информация передается из поколения в поколение и

материализуется в эти самые структуры и свойства, а также какова

пространственная структура ДНК.

Разгадка структуры ДНК помогла

ученым понять механизмы ее копирования и материализации. ДНК состоит из

двух цепей, которые комплементарны (дополнительны) друг другу.

Копирование ДНК происходит за счет достраивания на каждой исходной цепи

ДНК, как на матрице, дополнительной к ней копии. Так из одной двойной

спирали ДНК получаются две абсолютно идентичные ей двойные спирали, что

и необходимо для сохранения генетической информации при делении

материнской клетки на две дочерние. Матричный принцип лежит также в

основе поэтапной материализации генетической информации: на одной из

цепей ДНК образуется комплементарная ей цепь другой информационной

молекулы — РНК, которая, в свою очередь, служит матрицей для синтеза

белков, от количества и качества которых зависят структуры и свойства

конкретного организма.

Насколько это открытие значимо для

постижения тайны жизни? С одной стороны, знания структуры ДНК явно

недостаточно для того, чтобы ответить на вопрос «что такое жизнь?». Но

с другой — именно это открытие сделало «научным» очень древний и очень

важный вопрос о взаимосвязи потенциального и проявленного — на примере

связи информации о структурах и свойствах организма с самими

структурами и свойствами. И не только поставило этот вопрос, но и дало

ключ к ответу на него. Этот ключ — матричный принцип, принцип

комплементарности.

Путь от гена до признака

Что

означает классическая фраза из учебника: «ДНК — носитель генетической

информации»? Как генетическая информация связана со структурой ДНК?

Каким образом информация воплощается в конкретных свойствах организма?

Если за точку отсчета генетической информации принять структуру ДНК и

далее следовать структурной модели, то путь от гена до признака будет

выглядеть так: в последовательности ДНК зашифрованы все свойства

организма; линейная структура конкретного гена однозначно определяет

линейную структуру соответствующего ему белка, которая, в свою очередь,

однозначно определяет роль этого белка в формировании того или иного

признака. Другими словами, «ДНК рождает РНК; РНК рождает белок, а белок

рождает нас с вами» (Ф. Крик). Если это верно, то для того, чтобы

изменить тот или иной признак (например, вылечить болезнь, имеющую

генетические корни), достаточно установить соответствующую ему

последовательность участка ДНК и исправить ее. Но так ли все просто?

Достаточно ли знаний (хотя они бесспорно верны и необходимы!) о

структурных соответствиях на пути от гена к признаку, для того чтобы

понять и воспроизвести этот путь?

Последние достижения генетики

показали, что недостаточны. В 2003 году в рамках проекта «Геном

человека» была полностью определена линейная структура ДНК человека (и

многих других простых и сложных организмов). Как сказал один из ученых,

«прочитаны все буквы, которыми написана толстая книга, теперь еще

понять бы слова и их смысл». Выяснилось, что собственно генов (участков

ДНК, кодирующих белки) у человека около 30 000, и это лишь 1–3% всей

ДНК! Столько же генов у растения Arabidopsis taliana и рыбы фугу. Более

того, 99% генов человека совпадают с генами мыши, то есть человек имеет

всего 300 генов, которых нет у мыши. (Трудно представить, что у нас и

мышей одинаковы еще и 99% признаков!)

Дальше — больше. Оказалось,

что однозначная взаимосвязь между геном и белком существует только у

бактерий. А у человека возможно образование многих белков на основании

одного гена (максимально известное сегодня число разных белков,

кодируемых одним геном, — 40 000!) и возникновение многих функций у

одного белка. Получается, что путь от потенциального к проявленному, от

генетической информации к признаку отнюдь не линейный; что каждый

признак является результатом сложных взаимодействий многих генов и их

продуктов-белков; что само понятие «ген» из-за своей неоднозначности

вряд ли может служить «отправным пунктом» этого пути.

Взаимодействие структур

Тело

человека состоит из 10 в 14-ой степени клеток. Все они имеют абсолютно

одинаковую ДНК, но существенно различаются по форме, размерам и своим

задачам. Разрешение этого парадокса — в избирательном считывании

генетической информации. В каждой клетке активными являются только те

гены, которые ей в данный момент необходимы. Избирательность

обеспечивают специальные гены-регуляторы, которые разрешают или

запрещают считывание информации с того или иного участка ДНК.

Активность гена зависит и от его окружения в пространстве клеточного

ядра. Смена окружения, вызванная перемещением самого гена или кого-то

из его соседей, способна изменить его активность («выключить» или

«включить» ген). Например, в геноме человека есть масса потенциально

опасных вирусных генов и протоонкогенов (способных вызвать раковое

перерождение клетки). Они могут долгое время (и всю жизнь) вести себя

вполне мирно и даже работать на благо клетки, до тех пор пока

перемещение их самих или кого-то из окружения не выявит в этих генах

агрессивные потенциалы. К счастью, могут произойти другие перемещения,

которые утихомирят «бунтовщика» или включат защитные механизмы.

Итак,

носитель генетической информации переместился с уровня гена

(конкретного участка ДНК) на эпигенетический (от латинского «над»,

«сверх») уровень взаимодействия генов между собой и с другими

структурами ядра клетки (99% негенной ДНК и белками). Предположим,

наука расшифрует механизм этого взаимодействия. Приведет ли это к

раскрытию тайны жизни? Жизнь — это только лишь структура? А если нет,

стоит ли в поисках разгадки тайны жизни ограничиваться взаимодействием

структур?

Кто сторожит сторожа?

Как

из единственной клетки в результате 46 делений получается не

бесформенная масса из 1014 клеток, а весьма характерное тело каждого из

нас? Последовательно удваиваясь, клетки не только сами становятся

разными, но еще и формируют разные части тела в нужное время и в нужном

месте. Что управляет организацией клеток во времени и пространстве?

Целое, которое качественно больше простой суммы составляющих его

частей-клеток. И это не противоречит тому, что организм образуется из

одной клетки, — вопрос в том, что для этой клетки воплощает «волю

целого». Поиски подобного упорядочивающего фактора вылились в начале XX

века в концепцию морфогенетического поля. Ее основоположником стал

русский ученый А.Г. Гурвич. Когда Гурвич работал над теорией поля,

молекула ДНК считалась составной частью хромосом, и ей не придавали

особого значения. В 1944 году ученый опубликовал свой труд «Теория

биологического поля». Этот год стал судьбоносным для всей генетики,

определив путь ее развития на несколько десятилетий вперед. В центре

внимания ученых оказалась молекула ДНК, поскольку было доказано, что

именно ей принадлежит ведущая роль в передаче наследственной

информации. Не за горами был и 1953-й... В результате все свое внимание

наука сосредоточила на структуре ДНК, которую фактически стала

отождествлять с переносимой ею информацией, а теория биологического

поля оказалась не в почете. Но исследования в этой области

продолжались, и все эти годы два пути познания тайны жизни шли

параллельно...

Переход в новое тысячелетие изменил соотношение

сил в науках о жизни. Все больше ученых приходят к тому, что

структурный ключ в познании живого необходим, но недостаточен; что

разные подходы не исключают друг друга, а образуют объединенный путь

научного поиска; что по сути своей структурный подход и теория поля

комплементарны. Вспомним: именно предположение о комплементарности

цепей ДНК стало ключом к расшифровке ее структуры, а само открытие 1953

года оказалось возможным благодаря комплементарности усилий

представителей разных областей науки — физиков, химиков, биологов.

Может быть, объединенная наука нового тысячелетия не только

окончательно примирит разные научные подходы (например, структурный и

полевой), но и обратится к плодам «ненаучного» пути познания тайны

жизни — тысячелетней мудрости человечества, — «ненаучного», поскольку

этот путь уходит корнями в те времена, когда науки не было и в помине.

Обращение к источникам древней мудрости способно дать науке ключи от

двери, за которой скрыта тайна. Но чтобы это произошло, столь разные

пути познания должны где-то «пересечься». Одним из таких «перекрестков»

может стать концепция формообразующего поля (биологического,

морфогенетического, информационного), выросшая на почве современной

науки и восходящая к явлениям, рассматривавшимся в древних источниках.

Последние говорят о том, что человек состоит из нескольких тел, или

принципов, которые не являются отдельными, независимыми частями, а

взаимопроникают и взаимоформируют друг друга; что видимое, плотное,

физическое тело является проводником, носителем более тонкоматериальных

тел, которые с его помощью проявляются в физическом мире и

взаимодействуют с ним; что «сборкой» — формированием физического тела

из элементов физической материи — управляет самое «плотное» из этих

тел, астральное тело-прообраз (план, матрица).

Современная наука

знает, что каждая вновь образовавшаяся клетка участвует в формировании

организма согласно индивидуальной «инструкции» (активные, или

включенные, гены) и что у родителя и у потомков этой клетки могут быть

совсем другие «инструкции». Но что и как согласует переключения

индивидуальных «программ» развития миллиардов клеток, пока не ясно.

Теория биологического поля предполагает, что согласование есть функция

целого, которое и является тем самым полем, матрицей или моделью; что

каждая вновь образовавшаяся клетка с помощью собственного генетического

аппарата подключается к единому «плану» развития организма, получает

оттуда индивидуальные «инструкции» и реализует их в рамках собственной

программы поведения. Получается, что генетический аппарат клетки

состоит, как минимум, из трех функциональных блоков: воспринимающей

«антенны», «пульта управления» активностью генов и «исполнительной»

части — генов, ответственных за образование конкретных белков.

Вспомним, что на долю генов приходится всего 1–2% от всей клеточной

ДНК. В оставшихся 98–99% ДНК уже обнаружены структуры, относящиеся ко

второму «управляющему блоку». А что играет роль «антенны»? Где

происходит «встреча двух миров» — информационного поля и генетических

структур, воплощающих эту информацию в конкретное физическое тело?

Мост от потенциального к проявленному

Почему

бы не предположить, что роль антенны, способной улавливать,

трансформировать и передавать сигналы волновой природы, тоже играет

ДНК? К этому располагает и спиральная структура «молекулы жизни»

(многие технические антенны имеют форму спирали), и такие ее свойства,

как способность проводить электрический ток, возможность резонансного

возбуждения продольных колебаний под действием радиоволн, а также

способность к лазерной генерации света после предварительной «накачки».

Если

ДНК может работать на прием информации, обеспечивающей жизненную

активность клеток, то ей вовсе не обязательно постоянно хранить эту

информацию в своей структуре. Как, например, мозгу человека, чтобы

успешно управлять системами жизнеобеспечения организма, не обязательно

быть «вместилищем» разума, а достаточно играть роль посредника между

сознанием и телом: он воспринимает информацию из плана сознания и

«переводит» ее на язык управления телом.

И ясно, почему в случае

повреждений структуры ДНК (или мозговых структур) страдает физическое

тело. Ведь всем известно, что при неисправности в телевизоре хотя бы

одной детали изображение на его экране сильно искажается, а если

телевизор лишить антенны или выключить его из сети, на экране вообще

ничего не появится.

ДНК — связующее звено между «моделью»

физического тела и ее конкретным воплощением. Мозг — посредник между

разумом и телом. Разум связывает жизнь и форму ее проявления и

позволяет жизни, заключенной в форме, познавать саму себя. С помощью

этого замечательного инструмента человек имеет возможность изучать

окружающий мир и находить в нем ключи к познанию своего внутреннего

мира. Так рождается объединенный путь, ведущий к познанию тайны жизни.

Ибо человек есть величайшая из тайн — тайна взаимосвязи земли и неба.