Читать книгу От истока генетического кода к технологиям грядущего лидерства - - Страница 1

Генетический код, происхождение жизни и ЛУКА

Генетический код – это система, в которой каждому триплету оснований в молекуле РНК соответствует определённая аминокислота. Всего таких кодирующих комбинаций, называемых также кодонами, – 64, а аминокислот, из которых строятся белки в живых организмах, – 20. Эти аминокислоты называются каноническими, поскольку они универсальны для всех известных форм жизни. Природа оказалась удивительно консервативной: всего четыре азотистые основания и двадцать аминокислот используются для создания всего биологического многообразия на Земле. Это поразительно скромный набор, учитывая сложность и разнообразие живых систем.

Происхождение генетического кода остаётся одной из самых глубоких загадок биологии. Мы до сих пор не знаем, как и почему сформировалась именно эта система соответствий между нуклеотидами и аминокислотами. В условиях такой неопределённости любые научные подходы к разгадке этой тайны имеют право на существование.

А что, если генетический код появился в самом начале, и всё происхождение живой материи имеет смысл лишь как развитие вокруг этого кода? Что, если именно он стал первичным семенем порядка, из которого выросла жизнь? Возможно, такой подход способен приблизить нас к заветной истине.

Джордано Бруно, один из самых оригинальных мыслителей эпохи Возрождения, предложил яркую метафору, описывающую поиск истины. В её основе лежит древнегреческий миф об Актеоне, смертном охотнике, который однажды отправился в лес и случайно увидел обнажённую Артемиду, богиню охоты и целомудрия, купающуюся в лесном источнике. Поражённый её красотой, Актеон не смог отвести взгляд и остался наблюдать за ней. Но Артемида заметила его и, разгневанная нарушением своей неприкосновенности, превратила его в оленя. В этом обличье Актеона растерзали его же собственные собаки, не узнавшие хозяина. Бруно использует этот миф как образ: тот, кто находит истину, становится уязвим – из охотника он превращается в преследуемого.

Постановка вопроса о первичности генетического кода сама по себе ещё не раскрывает истины. Однако те, кто задаёт этот вопрос, легко могут стать объектом критики. Кажется, мы на правильном пути. Действительно, генетический код – это информация, а информация не может существовать без отправителя. Следовательно, те, кто ищет объяснение первичности кода, рано или поздно столкнутся с необходимостью признания интеллектуального дизайна. Нас не должны пугать такие обвинения. Такие пудели оленю не опасны. Эта книга не касается вмешательства извне, а сосредоточена на исследовании внутренней логики кода. Если даже этот код был привнесён извне, разве не было бы интересно разобраться в замысле его создателя?

Куда более опасными были бы наскоки со стороны борзых научного мейнстрима. Хотя происхождение кода признано одной из великих тайн природы, методологически эта проблема долгое время считалась малозначимой и не заслуживающей особого интереса. Принято считать, что код играет лишь второстепенную роль как одно из эволюционных преимуществ, которое открыли для себя древние репликаторы – молекулярные комплексы, способные к самовоспроизводству. Такой подход уже привёл науку в тупик. Прежде чем делать выводы о генетическом коде, нужно сначала разобраться, что же представляют собой эти репликаторы. И, более того, решить не менее сложный вопрос – как они «додумались» до генетического кода. Поскольку мы практически ничего не знаем об условиях ранней Земли, о конкретных молекулах и химических путях синтеза в этих условиях, шансы на правдоподобные решения крайне малы. Тема становится спекулятивной и неперспективной. Занимаются ею в науке или те, кому нечего терять, или же те, чей авторитет так велик, что они не боятся гнева богини Артемиды.

Но как подобраться к ответу на вопрос о происхождении генетического кода, не свернув по дороге на догматические представления? Как остаться на этом пути непредвзятым, объективным и честным?

Нам нужно быть готовым к критике некоторых научных подходов к происхождению жизни и генетического кода, которые до сегодня считаются незыблемыми научными столпами. Согласно великому Конфуцию, если хочешь достичь источника нужно плыть против течения. В этом движении против течения надо быть снисходительным к сегодняшним заблуждениям. В поиске фундаментального ответа многим мудрецам приходилось хвататься буквально за всё, что попало. В частности, термодинамическая теория о происхождении порядка из хаоса была возведена здесь до уровня иконы. Исходя из её постулатов, нужно было разбираться с искусственно введенном понятием молекулярного хаоса, предшествующему жизни. А был ли хаос? Законы неравновесной термодинамики являются безусловно сильным методом познания статистических процессов. Но не нужно забывать, что они оперируют в рамках своих определений и ограничений. Их насильственное проецирование на происхождение жизни, только запутало проблему. Разве имеет смысл использовать термодинамику, например, для объяснения таблицы Менделеева или построения таблицы умножения?

Универсальность генетического кода привела к гипотезе общего предка для всех живых организмов, названного ЛУКОЙ (англ. LUCA – Last Universal Common Ancestor). Считается, что ЛУКА появился около четырех миллиардов лет назад, вскоре после того, как Земля достаточно охладилась, чтобы на ней существовала жидкая вода. Самого ЛУКИ давно уже нет. Живые организмы изменились сами и переделали под свои нужды планету. ЛУКА первым «применил» генетический код, и передал его в наследство всем последующим живым существам. Если рассматривать генетический код как послание ЛУКИ, то это послание дошло до нас неизменным через миллиарды лет, пережило все возможные катаклизмы на Земле от Архея до Кайнозоя и теперь содержится огромными тиражами во всех нас. Оно должно быть очень важным. Что же хотел передать нам ЛУКА?

Может ли сам код содержать информацию о том, как он произошел?

Рассмотрим пример кода – периодическую таблицу химических элементов. Из неё мы не узнаем подробностей о её создателе: например, что таблица приснилась профессору Петербургского университета Дмитрию Ивановичу Менделееву, когда он задремал на диване в своём кабинете, не снимая пиджака. Но ведь не это главное, что зашифровано в таблице Менделеева. Её истинная ценность – в структуре: элементы упорядочены по своим атомным номерам и закономерно расположены в рядах и столбцах. Эта система кодирует фундаментальные свойства атомов, отражая их строение – число протонов и нейтронов в ядре. Иными словами, таблица содержит информацию о внутренней природе и происхождении химических элементов. Долгое время с момента составления таблицы в конце 60-х годов девятнадцатого века причина такой кодировки оставалась неизвестной. Однако таблица служила надежным методом поиска новых веществ. Незаполненные окошки таблицы предсказывали не только существование новых химических элементов, но и их приблизительные массы. Только с развитием квантовых представлений о материи стали окончательно ясны принципы организации материи на атомном уровне. Человек получил доступ к энергии атомного ядра доселе немыслимой по своей созидательной и разрушительной силе.

Чему учит пример с периодической таблицей Менделеева? Если есть код, то есть некий принцип, который мог бы объяснить его появление. Нужно доверять паттерну, участвующему в кодировании, если он единым образом описывает код и имеет предсказательную силу. Не надо бояться того, что объяснение такого паттерна на более фундаментальном уровне временно отсутствует. Открытие периодического закона, по сути фундаментального закона построения материи на атомном уровне, предзнаменовало появление новых технологий.

Если бы генетический код имел под собой паттерн, указывающий на его появление, какие новые технологии стали бы возможны? Вероятно, они были бы не менее глобальными как в случае с атомной энергией.

Дело в том, что такой паттерн для генетического кода существует! В настоящей книге мы расскажем о нём, и попытаемся ответить на вопросы, поставленные во вступлении этой книги. Дорогой читатель, пусть чтение этой книги подарит Вам множество радостных моментов. Кто знает, может быть, именно Вы и станете первооткрывателем новых технологий стремительного 21 века, которые завещал нам ЛУКА.