Наука і життя // Ілюстрації
<
>
Людство увійшло в третє тисячоліття з величезними знаннями в області наук про життя і колосальним потенціалом їх практичного використання. Сучасна людина може довільно і цілеспрямовано змінювати спадковість навколишнього його живого світу - бактерій, рослин, тварин і людини. З'явилися безпрецедентні можливості технологічного прогресу (біотехнологія та біоінженерія), який відкрив також нові шляхи в медицині (генна терапія) і сільському господарстві (трансгенні, або генетично модифіковані, рослини і тварини). Все це виникло на базі революційних проривів у фундаментальній науці (молекулярна біологія), які потім і породили біотехнологічну революцію. Спочатку було відкриття того факту, що спадковість живих організмів визначається універсальним високополімерних речовиною, званим дезоксирибонуклеїнової кислоти - скорочено ДНК. В основі ж зазначених революційних проривів було встановлення просторової структури ДНК, з якої прямо слідував механізм відтворення собі подібного - головний принцип біології. Справа в тому, що молекула ДНК являє собою подвійну спіраль, де дві взаімозакрученние полімерні ланцюги структурно доповнюють одна одну (комплементарні). Якщо два ланцюги ДНК розходяться, то для відновлення структури подвійної спіралі на кожній з них будується комплементарная ланцюг, ідентична пішла. Таким чином, виникають дві молекули ДНК, в точності копіюють вихідну.
Хоча в газетах і журналах публікується багато матеріалів, так чи інакше пов'язаних з ДНК: по генетичній інженерії, генної терапії, трансгенним організмам, ДНК-діагностики, - непрофесіоналові все ж важко зрозуміти суть останніх досягнень біологічної науки. Предмет складний, що вимагає серйозної підготовки, і вся література з цієї тематики в основному розрахована на фахівців. Але недавно вийшла друком популярна книга професора М. Д. Франка-Каменецького "Століття ДНК" заповнює цю прогалину. Вона дає можливість познайомитися з основами науки про "молекулі спадковості" широкому колу читачів.
М. Д. Франк-Каменецький за освітою фізик, але давно пов'язав свою наукову долю з молекулярної генетикою і вивченням ДНК. Він багато років вів дослідницьку та викладацьку роботу в відомих російських центрах - в Інституті атомної енергії ім. І. В. Курчатова і в Інституті молекулярної генетики Російської академії наук, а зараз продовжує свою справу в Бостонському університеті в США. Він вніс значний вклад у вивчення фізичних властивостей ДНК і є всесвітньо визнаним фахівцем високого рівня, що гарантує бездоганну наукове якість книги, без неточностей і спрощенства.
Книгу "Століття ДНК" відрізняє не тільки глибоке знання предмета, а й уміння відібрати головне в океані фактів, а також розуміння того, що відбувається на передньому краї науки. До цього додається ще одна якість книги, вирішальне для жанру науково-популярної публіцистики, але, на жаль, досить рідкісне - доступність і легкість викладу. Під час викладу матеріалу автор часто використовує наочні образи, що допомагають неспеціалісту уявити складні об'єкти або процеси.
Розповідь починається з 30-х років минулого століття, коли, після становлення нової фізики, вчені серйозно задумалися про молекулярну природу носія спадковості - гени. На сторінках книги розгортається захоплююча історія відкриття Уотсоном і Криком молекулярної структури ДНК - подвійної спіралі. Після історичного екскурсу в роки становлення молекулярної біології автор послідовно переходить до подання всього спектра сучасних ідей і методів науки про ДНК. Читачеві пропонується півтора десятка, по суті справи, самостійних глав про те, що сьогодні вже зроблено, і про те, що ще належить. Зокрема, пояснюється, як вдалося розшифрувати геном людини, цей гігантський і в той же час детальний план будови всього організму. Розказано про складні проблеми на шляху здійснення проекту і про те, як їх вдалося подолати зусиллями біологів, хіміків, фізиків і інженерів. Але ось нарешті геном розшифрований, і, здавалося б, залишається лише пожинати плоди великих складнощів. Не тут то було. Читач дізнається про труднощі, які стоять на цьому шляху, і про самих останніх відкриттях, які обіцяють подолання деяких з них, зокрема про відкриття так званої РНК-інтерференції. (На жаль, як недолік книги повинен відзначити, що автор надто скупо стосується найважливішої теми рибонуклеїнових кислот - РНК і не згадує про цілий різноманітному світі функціонально важливих некодуючих РНК, за утворення яких також відповідальна ДНК, і навіть, мабуть, більша її частина).
Тема інший глави - полімеразна ланцюгова реакція (скорочено ПЛР), яка використовується для розмноження ДНК в пробірці. Автор пояснює, чому без ПЛР не був би розшифрований геном людини і не з'явилася б ДНК-технологія в криміналістиці. Книга розповідає, ким і як було зроблено це чудовий винахід, в чому його суть і як сталося, що саме ПЛР призвела до народження нової індустрії - біотехнології.
Автор ділиться з читачем своїми думками про небезпеки і надії, пов'язаних з епохою генетичної інженерії. З одного боку, виникнення СНІДу служить грізним попередженням про те, які неприємні сюрпризи таяться в молекулах ДНК і РНК. З іншого боку, тільки вивчення цих молекул, механізмів і способів зупинки їх розмноження в організмі, а також розробка методів боротьби з вірусними ДНК і РНК за допомогою генної інженерії дозволяють сподіватися на успіх в боротьбі зі СНІДом та іншими страшними недугами.
Ще одна глава - і немає людини, якого не хвилювала б її тема, - це імунітет. Відомо, що на кожен з можливих мільйонів проникаючих в організм чужорідних агентів: бактерій, вірусів або їх компонентів, в першу чергу білків, - у нашої імунної системи заздалегідь готовий відповідь у вигляді спеціального "антібелкa" (антитіла) - імуноглобуліну. У той же час тепер відомо, що геном людини кодує лише приблизно 30 тисяч різних білків, необхідних для будівництва і функціонування організму. Звідки ж береться так багато імуноглобулінів? Молекулярним генетикам вдалося розв'язати цю суперечність, і ми дізналися про дивовижні перетвореннях, які відбуваються в ДНК в ході індивідуального розвитку організму.
Читач дізнається з книги про властивості самої молекули ДНК, про клонування, про надії на лікування онкологічних захворювань, які фактично є "захворюваннями" ДНК, про те, як жива клітина чітко працює з великими молекулами і не плутає їх, про топології, тобто про просторової архітектури ДНК, якою займалися і отримали цікаві результати автор книги і його учні.
Книга "Століття ДНК" дає багату поживу для серйозних роздумів. Читаючи її, важко не заразитися у автора упевненістю у винятковій важливості фундаментальних досліджень нашої головної молекули і величезного молекулярного світу, де вона "живе і працює". Саме знання, які видобуваються в цих дослідженнях, можуть принести успіх і в рішенні складних медичних проблем, і в захисті від можливих біологічних несподіванок.
Звідки ж береться так багато імуноглобулінів?