2.1. Устройство хромосом
Давайте запомним предыдущее и вскроем новый блок информации. В начале XX столетия в Европе возник интересный перекрёсток двух научных направлений – физики (посвящена фундаментальным принципам и понятиям учения о природе) и биологии (посвящена науке о жизни). На этом перекрёстке волей истории встречались на знаменитых трёпах (прообраз будущих мозговых штурмов) молодые учёные-физики: Бор, Чэдвик, Резерфорд, Блэкетт, Оже; молодые биологи Касперсон, Тимофеев-Ресовский, Густафсон, Баур и др.
Физика и биология переживали предродовой (перинатальный) период. Количество неординарно-пародоксальных экспериментальных данных, выходивших за рамки прокрустова ложа устоявшихся классических представлений, возросло. Потребовался новый подход к способу интерпретации и осмысления материала.
В этом смысле трёпы были гениальным приобретением начала XX столетия. Самые свежие экспериментальные данные в условиях снятия догмата авторитета укладывались в фантастические гипотезы, которые тут же проверялись в экспериментальных лабораториях. На ноги вставали новые теории, которые давали неординарные инженерные приложения.
Под пристальным вниманием оказалось ядро. Работа с ядром атома привела физиков в 1942 году к реальному получению ядерной энергии. Работа с ядром клетки привела биологов (в 1953–1954 годах) к утверждению, что наследуемая информация жизни (можно сказать, ключ к энергии жизни) сосредоточена в ядре клетки. Оказывается, ядро эукариота являет собой хранилище хромосом – ядерных структур, в которых сосредоточено [5] более 90 % генетического материала эукариотической клетки. Система организации атомов в генетическом материале столь своеобразна, столь красива, что невольно приходит на ум сравнение с поэтическими строками великих мастеров человеческой речи.
Из хаоса закрытой системы – набора атомов, химических соединений – по непонятным для нас причинам запускается процесс строительства. Возникает храм – вместилище генетической информации. Процесс условно можно разбить на несколько этапов (рис. 20):
1. Из хаоса а возникают большие группы химических соединений 6: сахариды (сахар-пентоза), фосфатные группы (остатки фосфорной кислоты), азотистые основания (аденин (А), тимин (Т), гуанин (Г), цитозин (Ц)). Есть большой соблазн заявить: рождаются четыре буквы («А», «Т», «Ц», «Г») из неведомого нам алфавита. И для такого заявления есть вполне определённые основания [6].
2. Группы б объединяются и создают мономер – нуклеотид в, в который входит гидроксильная группа – ОН.
3. Из мономеров-нуклеотидов в возникает макромолекула нуклеиновой кислоты. Она, используя гидроксильную группу ОН, вырастает в гигантскую полинуклеотидную цепь г.
4. Две полинуклеотидные цепи связываются между собой через азотистые основания – А – Т, Ц – Г, возникает молекула ДНК.
Рис. 20. Схема организации молекулы ДНК
Рис. 21. Основные линейные размеры спирали молекулы ДНК
В свою очередь, молекула ДНК образует спираль, закрученную вокруг собственной оси. Диаметр спирали 2 нм с шагом 3,4 нм.
Что же послужило причиной, в результате которой хаос родил этот храм – вместилище человеческой памяти? Вопрос, на который человечество ищет ответ всё время своего существования. Если опереться на одну из работ П.П. Гаряева, то есть основания для существования и такой гипотезы: «Вероятно, процесс естественной эволюции абиогенно возникшего „первичного бульона“ из органических молекул – предшественников РНК, ДНК, белков и других существенных компонентов биосистем был сочетай с актом введения информации в первые нуклеиновые кислоты, она была артефактом. И эта информация была речевой. „В начале было Слово…“» [6].
2.2. Хранилище информации
Есть достаточно оснований для того, чтобы сегодня сказать уверенно, что хромосомы являются материальным носителем наследуемой человеком информации. Ядро эукариота – шар диаметром примерно 3 × 10-11 м – и является вместилищем 23 пар хромосом, которые изящно уложены в это хранилище.
Понятие хромосомы восходит на нашей памяти в прошлое столетие. Немецкий морфолог В. Вальдейер предложил для обозначения внутриядерной структуры эукариотической клетки термин хромосома. Человек, находясь в плену своей идеи дойти до первопричин, которые могут состоять из простейших кирпичиков, преуспел. Он, исследуя материал ядра эукариота, увидел, что в ядре при добавлении красителя проявляются цветные тела. Появился термин «цветное тело» – хромосома. Прошло немного времени, и в двадцатых годах двадцатого столетия уже возникли основания для заявления: было ясно, что хромосомы являются основой того, что мы сейчас называем кодом наследственной информации [7].
