А тиркемеси

Тиричилик үчүн ырааттуу аракеттениш

Тирүү клеткадагы белок менен нуклеин кислоталарынын молекулалары (ДНК же РНК) ырааттуу аракеттенишпесе, жерде тиричиликтин болушу мүмкүн эмес эле. Ушул таңданткан молекулалык өз ара аракеттеништин өзгөчөлүктөрүнүн кээ бирлерин кыскача карап чыгалы, себеби так ошолорду көргөн кээ бирөөлөр үчүн тирүү клеткалардын кокустан эле пайда боло калганына ишенүү кыйын.

Адамдын денесине микроскоптук клетка деңгээлине чейин кылдаттык менен байкоо жүргүзүп көрсөк, биз өзүбүздүн, негизинен, белок молекулаларынан турарыбызды байкайбыз. Ал молекулалардын көбү ар кандай формаларга ийилген жана оролгон ленталарга окшогон аминокислоталардан турат. Кай бирлери тоголоктой болуп буралган, башкалары бүктөлгөн.

Белгилүү бир белоктор липиддер менен биригип, клеткалардын мембраналарын түзөт. Башкалары кычкылтекти өпкөдөн дененин башка бөлүктөрүнө жеткиргенге жардам берет. Тамакты сиңиртүүчү ферменттер (катализаторлор) катары кызмат аткарган белоктор да бар, алар тамактагы белокторду аминокислоталарга ажыратат. Бул алардын аткарган кызматтарынын кээ бирлери гана. Белокторду тиричиликтин талыкпас эмгекчилери деп атасак жаңылбайбыз; аларсыз тиричилик да болмок эмес. А бирок белоктор ДНК менен байланышып турбаса, жашай алмак эмес. ДНК деген эмне? Ал эмнеге окшош? Анын белоктор менен кандай байланышы бар? Бул суроолорго жооп беришкендиги үчүн атактуу окумуштуулар Нобель сыйлыгына ээ болушкан. Бирок негизгисин түшүнүү үчүн, атактуу биолог болуунун деле зарылчылыгы жок.

Башкаруучу молекула

Клеткалар негизинен белоктордон турат, ошондуктан клеткалардын тиричилигин сактап туруу үчүн, жаңы клеткалар пайда болушу үчүн жана клеткалардын ичиндеги химиялык реакцияларды ылдамдатуу үчүн ар качан белоктор керек. Белоктордун синтезделиши үчүн зарыл болгон көрсөтмөлөр ДНК (дезоксирибонуклеин кислоталары) молекулаларында камтылган. Белоктун кандайча синтезделерин түшүнүктүүрөөк кылып алуу үчүн, келгиле, ДНК менен жакыныраак таанышалы.

ДНК молекулалары клетканын ядросунда кездешет. ДНК белоктордун синтезделишине керектүү болгон көрсөтмөлөрдү камтыгандан тышкары, генетикалык маалыматты сактап, клеткалардын бир муунунан экинчи муунуна берип турат. ДНК молекулаларынын формасы чыйратылган жип шатыга окшош (ал кош спираль деп аталат). «Шатынын» эки жипчесинин ар бири нуклеотиддер деп аталган эң майда бөлүкчөлөрдөн турат. Алар аденин (А), гуанин (Г), цитозин (Ц) жана тимин (Т) деп аталган 4 түрдүү негизден турат. Бул ДНК «алфавитинде» эки тамга — А менен Т же Г менен Ц — кош спиралдуу «шатынын» бир тепкичин түзөт. Бул «шаты» миңдеген гендерди, башкы тукум куума белгилерди алып жүрүүчүлөрдү, камтыйт.

 Генде белоктун синтезделишине керектүү болгон маалымат бар. Гендеги тамгалардын чынжырчасы генетикалык кодду, белоктун кайсы түрүн синтездөө керектигин көрсөткөн «долбоордук планды», айтып турат. Демек, ДНК — аны түзгөн бардык бөлүкчөлөрү менен кошо — тиричиликтин башкаруучу молекуласы экен да. Андагы коддолгон көрсөтмөлөр жок болсо, ар түрлүү белоктор болмок эмес, демек, тиричилик да болмок эмес.

Байланыштыруучу звенолор

Белоктун синтезделишинин планы клетканын ядросунда сакталат, ал эми синтездин өзү ядродон сырткары болот, ошондуктан коддолгон планды ядродон синтез жүрө турган жерге жеткиргенге жардам керек. Бул жардамды РНК (рибонуклеин кислоталары) молекулалары берет. Химиялык касиети боюнча РНК молекулалары ДНК молекулаларына окшош жана белоктун синтезделишине РНКнын бир нече түрү катышат. Биз үчүн ушунчалык зарылчылыгы бар белоктордун РНКнын жардамы менен кантип синтезделерин карап көрөлү.

Клетканын ичиндеги иш ДНК «шатысынын» бир жагынын жазылышы менен жүрө баштайт. Ошонун эсебинде РНК тамгалары ДНК жибинин ачык турган ДНК тамгалары менен байланыш түзөт. Фермент РНК тамгаларын жипке улаш үчүн ташып барат. Ошентип, ДНК тамгалары РНК тамгаларына «көчүрүлөт», аны ДНКнын өзүнчө бир «диалектиси» деп атап койсо болчудай. Жаңы пайда болгон РНК чынжырчасы бөлүнүп кетет да, ДНК «шатысы» кайрадан буралып калат.

Дагы бир аз өзгөргөндөн кийин ошо РНКнын коддолгон өзүнчө түрү даяр болуп чыгат. РНК ядродон чыгып, белок синтезделе турган жерге барат, ошол жерден РНК тамгалары жандырылат. РНКнын үч тамгасынын ар бири өз алдынча бир аминокислотаны билдирген өзүнчө «сөз» түзөт. РНКнын башка бир түрү ошол аминокислотаны издеп таап, аны ферменттин жардамы менен «колго түшүрүп», белок синтезделе турган жерге жеткизет. РНКнын билдирүүсү окулуп, которулган сайын, аминокислоталардын чынжырчасы өсө берет. Ал чынжырча буралат да, уникалдуу формага бүйрүлүп, белоктун бир түрүн өндүрөт. Ал эми биздин денебизде белоктун 50000ден ашуун түрү болушу мүмкүн.

Белоктун бүйрүлүү процесси да кызыктуу. Төгөрөктүн төрт бурчунан чогулган окумуштуулар 1996-жылы «эң жакшы компьютердик программаларды колдонуп, биологиянын татаал суроолорунун бирин чечүү үчүн салгылашып жатышты: алар аминокислоталардын узун чынжырчасынан турган белоктун тиричиликтеги ролун белгилеген татаал формага кантип бүйрүлөрүн түшүнүүгө аракет кылышты... Бул салгылашуунун жыйынтыгын кыскача мындай деп сүрөттөөгө болот: белоктор компьютерлерди толук жеңип чыкты... Окумуштуулардын жасаган эсеби боюнча, 100 аминокислотадан турган орточо көлөмдөгү белоктун бүйрүлүүсүнүн бардык мүмкүнчүлүктөрүн эсептеп чыгыш үчүн 10²⁷ (миллиарддын миллиардынын миллиарды) жыл талап кылынмак экен» («Нью-Йорк таймс»).

 Биз белоктун кантип синтезделерин кыскача гана карап көрдүк, бирок силер анын канчалык татаал процесс экенин түшүнгөн чыгарсыңар. Жыйырма аминокислотадан турган чынжырчанын түзүлүшү үчүн канча убакыт сарпталат деп ойлойсуңар? Болжол менен бир секунд! Бул процесс денебиздин бардык клеткаларында — төбөбүздөн таманыбызга чейин — токтоосуз жүрүп турат.

Муну менен эмне дегибиз бар? Айтып олтурса түгөнгүс башка факторлор бар болсо да, ырааттуу жүргүзүлгөн ушул иш таң калтырат: ансыз тиричилик жарала да, сактала да алмак эмес. «Ырааттуу аракеттениш» деген сөздөр да белоктун молекуласын түзүш үчүн канчалык так өз ара аракеттениш керектигин толук билдирбейт, анткени белок ДНКнын молекулаларынан маалымат алышы керек, ал эми ДНКнын молекулаларына РНКнын өзгөчө молекулаларынын бир нече түрү керек. Ошондой эле ар бири өтө маанилүү ролун ойногон ферменттер тууралуу да унутпоо зарыл. Биздин организмде күнүнө миллиард жолу, биздин атайы кийлигишүүбүз жок эле жаңы клеткалар пайда болуп турат. Алардын пайда болушу үчүн клетканы түзгөн ДНК, РНК жана белоктун, үчөөнүн тең, көчүрмөлөрү керек. Силер «Нью сайентист» журналында эмне себептен: «Үч кошундунун бирин кемитип койгулачы, жашоо кошо жок болот»,— деп айтылганын эми түшүнө аласыңар. Же ошол ойду улап, төмөнкүдөй корутундуга келүүгө болот: ушул талыкпас эмгекчилердин «бригадасы» толук болбосо, тиричилик пайда боло алмак эмес.

Ушул «молекулалык бригаданын» үч мүчөсү тең бир эле убакта жана бир эле жерде өзүнөн өзү жаралып, ошол эле учурда ушунчалык кереметтүү жумушун башташ үчүн биргелеше алгыдай болуп бири-бирине бап келишкен деп ойлоо акылга сыярлыкпы?

Бирок тиричиликтин Жерде пайда болгондугунун башкача да түшүндүрмөсү бар. Көптөгөн адамдар тиричиликти жогорку акылга ээ болгон Долбоорчунун камкордук менен жасаган эмгегинин натыйжасы деген тыянак чыгарышууда.