2015-08-21
5169
В 1953 году Уотсон и Крик изменили направление человеческой истории, опубликовав в престижнейшем британском научном журнале Nature статью под названием
«Молекулярная структура нуклеиновой кислоты». При помощи метода рентгеновской кристаллографии они обнаружили, что молекула ДНК представляет собой длинную линейную молекулярную нить, состоящую из четырех разновидностей молекулярных «кирпичиков» под названием нуклеотидные основания: аденин, тимин, гуанин и цитозин (сокращенно их обозначают буквами А, Т, G и С). Кроме того, ученые обнаружили, что пары нитей ДНК соединяются в двойные спирали. Но самое главное их открытие состояло в следующем: последовательность нуклеотидных оснований А, Т, G и С вдоль молекулы ДНК являет собой код, используемый для синтезирования протеинов тела.
Таким образом, ген — это отрезок ДНК-кода, состоящий из последовательности нуклеотидных оснований, необходимых для создания конкретного протеина. Молекулы протеина представляют собой материальные «кирпичики» клетки и в этом качестве ответственны за физические и поведенческие черты организма.
Исходя из природы кодировочного механизма ДНК Фрэнсис Крик вывел концепцию, которая носит название центральная догма молекулярной биологии. Эта центральная догма описывает движение информации в биологических системах. ATGC-последовательности в ДНК представляют собой массивы информации (оформленной в виде генов), в которых закодирована структура протеинов. Клетка делает что-то вроде ксерокопии гена в виде нуклеиновой кислоты другого типа — рибонуклеиновой кислоты (РНК).
РНК-копия представляет собой молекулу, которая физически задействована в превращении ДНК-кода в молекулу протеина. Таким образом, информация из ДНК транскрибируется в молекулу РНК, затем информация из РНК трансформируется в молекулы протеина. Центральная догма Фрэнсиса Крика описывает движение информации в большинстве биологических систем как унифицированный процесс: от ДНК к РНК, а затем к протеину.
Поскольку изначальные характеристики формообразующих структур закодированы в ДНК, эта молекула считалась первичным детерминантом наших биологических черт. Таким образом, центральная догма гласит, что ДНК является основным фактором, определяющим наше положение в жизни. Согласно Уотсону и Крику, секрет жизни в конечном счете сводится к линейным молекулярным процессам, которые осуществляются в ядре клетки путем включения или выключения конкретных генов внутри ДНК. Этот вывод вкратце отображает концепцию биологического редукционизма: основой жизни являются материальные гены.
Центральная догма стала одной из важнейших аксиом современной науки и оказала решающее влияние на направление генетических исследований в последние полвека. Уверовавшие в механистический ньютонов мир биологи полностью убеждены в том, что жизнь и ее процессы являются результатом материальных взаимодействий, наподобие того, что происходит с движущимися взаимно подогнанными шестеренками заводных механических часов. В общем, получается следующее: еще до рождения Уотсона и Крика наука определила, что жизнь управляется набором физических молекул. Оставался лишь один вопрос: «Какие именно молекулы в этом задействованы?» Когда Уотсон и Крик опубликовали результаты своих исследований, вывод казался очевидным: жизнью управляют молекулы ДНК.
Ученые безапелляционно приняли центральную догму за истину, поскольку изначально предощущали именно такой результат. И вот ведь забавно: биологи признали гипотезу Крика, даже не подвергнув ее критической проверке и оценке. Любопытный и важный факт: сам Фрэнсис Крик охарактеризовал гипотезу о механизме передачи наследственной информации по пути ДНК-РНК-протеин как «догму». А ведь слово догма означает- «верование, основанное на религиозном убеждении, но не на научных фактах».
Приняв неподтвержденную догму за истину и положив ее в основу биологии и медицины, научный материализм по иронии судьбы официально забрел на территорию религии! И теперь вопрос, кого представляет современная биология — науку или религию, определяется тем, контролирует ли, собственно говоря, ДНК жизнь в полной мере. Давайте-ка, прежде чем мы станем ходить по отелям, заменяя лежащие там томики Библии на книги по генетике, рассмотрим вопрос о значении ДНК. Действительно ли эта молекула играет первостепенную роль?
Ключевое практическое следствие центральной догмы Крика состоит в том, что наследственная информация движется лишь одним путем ДНК-РНК-протеин и никогда—в противоположном направлении. Отсюда следует, что (согласно Крику) протеин не может влиять на функции и деятельность кода ДНК. Загвоздка в следующем: тело, живущее своей жизнью, состоит из протеинов, и если протеины не могут посылать информацию о своем жизненном опыте обратно к ДНК, получается, что данные из окружающей среды никак не влияют на генетическую судьбу жизненных форм. Это означает, что генная информация никак не связана с окружающей средой.
Направление информационного потока, определяемое центральной догмой, послужило основой концепции генетического детерминизма, повлиявшего на жизнь каждого обитателя нашей планеты! Генетический детерминизм представляет собой верование, согласно которому гены управляют всеми нашими чертами — физическими, поведенческими, эмоциональными. Именно в силу этого верования мы постоянно ищем, какие черты определяют судьбы наших семей, а ученые ищут гены, определяющие те или иные характеристики исследуемых организмов. Проще говоря, это верование в то, что наша судьба управляется генами, а поскольку извне на гены повлиять никак невозможно, то мы являемся пассивными жертвами собственной наследственности.
Однако со временем были совершены новые открытия, поставившие правильность таких верований под сомнение. В конце 1960-х годов генетик из Висконсинского университета Говард Темин исследовал, каким образом опухолевые вирусы берут на себя управление генетическим кодом зараженных клеток. Вирус, с которым работал ученый, содержал в себе только РНК в качестве генетической молекулы. Когда Темин опубликовал результаты своих исследований, согласно которым информация, содержащаяся в РНК молекулы-паразита может двигаться в обратном направлении, изменяя ДНК-код молекулы-хозяина, его подвергли остракизму и объявили еретиком. В данном случае религиозные коннотации ярлыка еретик оказались совершенно уместными, поскольку ученый был виновен в том, что поставил под сомнение догму.
На тот момент никто не был готов к глубоким практическим следствиям открытия Темина но теперь мы уже знаем, что вирус, вызывающий СПИД, использует тот же генетический механизм. Так что в конце концов Темин в 1975 году стал сополучателем Нобелевской премии по физиологии за открытие обратной транскриптазы, фермента, копирующего информацию РНК в код ДНК.
Темин своими работами повредил фундамент центральной догмы Фрэнсиса Крика, поскольку показал, что наследственная информация движется в обоих направлениях: ДНК посылает информацию в РНК, а РНК может посылать информацию обратно в ДНК. Из открытия Темина следует вывод: генетический код может быть изменен искусственно или под влиянием среды, а не только путем случайных мутаций, как предполагалось ранее.
К 1990 году был низвергнут еще один базовый принцип центральной догмы и генетического детерминизма. Фредерик Ниджхоут, биолог из Университета Дьюка, показал, что гены, попросту говоря, не активизируются сами по себе. В своей статье Ниджхоут подчеркивает — гены представляют собой не более чем своего рода чертежи, а идея о том, что чертеж может включиться, абсурдна. Представьте себе человека, который, разглядывая строительный проект в кабинете у архитектора, спрашивает: «Этот чертеж включен или выключен?» Так что более уместен другой вопрос: «Эта ДНК прочитана или нет?» Будучи всего лишь чертежами, гены не способны читать себя сами, то есть они не могут сами себя активизировать. Тогда возникает вопрос: «Какой механизм отвечает за чтение гена?» Ниджхоут пишет: «Когда возникает потребность в том или ином генном продукте, его активизирует сигнал из внешней среды, а не внутренняя способность к активизации, присущая самому гену». Проще говоря: активность генов управляется сигналами среды.
Как мы видели выше, биология и медицина претерпевают значительные изменения под влиянием новой науки об эпигенетическом контроле. Префикс эпи- означает «над»; таким образом, само название этой науки подразумевает: она изучает то, что контролирует гены сверху. Иными словами, эпигенетика описывает то, каким образом генная активность и клеточные проявления управляются информацией извне (а не внутренним материальным содержанием ДНК).
Неудобная правда, что гены не управляют собственной активностью сами и что наследственная информация не течет в одном направлении (как это утверждает центральная догма), была установлена уже более двадцати лет назад. Однако, не обращая ни малейшего внимания на эту муху в компоте, учебники по биологии, средства массовой информации и, прежде всего, фармацевтическая промышленность продолжают сопротивляться отмиранию центральной догмы. Они и дальше убеждают обычных людей в том, что нашими жизнями управляют гены. По-видимому, кто-то всерьез надеется, что слепая вера сможет оживить эту дохлую собаку-догму.
Несмотря на то что наука доказала несостоятельность догмы о генетическом детерминизме, средства массовой информации продолжают пропагандировать концепцию, что нашей жизнью управляют гены. Ежедневно мы видим в новостях сюжеты о том, что обнаружен ген, контролирующий ту или эту человеческую черту. Люди выстраиваются в очередь, чтобы узнать свою судьбу при помощи новейшей технологии чтения индивидуального генома. Ложная концепция генетического детерминизма вошла в плоть и кровь доминирующей базовой парадигмы и теперь не боится даже неопровержимых научных доказательств своей несостоятельности.
