Могущественные биополимеры

Есть два способа овладеть какой-либо новой конструкцией. Один - разобрать ее, уже готовую, на части. Другой - построить ее из имеющихся частей. Естественно, первый способ проще, поэтому разбирать построенные нуклеиновые кислоты ученые уже умеют, а как собрать их - эту тайну природа пока еще охраняет зорко.

В принципе, ДНК и РНК устроены одинаково. Вот цепь нуклеиновых кислот.

Как будто ничего сложного. Цепь состоит из единиц-звеньев, построенных однотипно из трех веществ. Первое - фосфат (остаток обычной фосфорной кислоты). Второе - сахар. Кстати, именно по присутствию того или иного сахара различают (и называют) нуклеиновые кислоты. Рибоза отличается от дезоксирибозы наличием при втором углеродном атоме вместо водорода гидроксильной группы ОН. В остальном молекулы этих сахаров тождественны. Ну, а третьи элементы? Во всех звеньях они разные. Видите: аденин, гуанин, тимин, цитозин (у РНК место тимина занимает урацил). Это - азотистые основания, синтезирующиеся в протоплазме всего живого. Компанию из фосфора, сахара и какого-либо основания называют нуклеотидом, который объединяется в цепь - полинуклеотид. Именно из них жизнь возводит храмы наследственности - нуклеиновые кислоты.

В полинуклеотиде два связующих, опорных звена - сахар и фосфат, называемые нуклеозидом. Они неизменно чередуются, сменяя друг друга. Третье звено - пуриновое или пиримидиновое основание. Собственно говоря, это не звено, а подвеска цепи, укрепленная на молекуле сахара. Но если два связующих звена цепей РНК и ДНК как бы застыли в своем единообразии для всего (запомните - всего!) живого на Земле, то подвески у каждого существа располагаются своим, лишь ему присущим узором.

Правда, ассортимент оснований невелик-их всего четыре. Но если цепь полинуклеотида небогата разнообразием звеньев, то длина ее превеликая.

И все же четыре основания определяют многообразие наследственности миллионов видов живых существ. Разве такое возможно?

Конечно! Вся хитрость в различном взаиморасположении этих оснований. Чтобы убедиться в такой возможности, давайте пригласим в арбитры математика и спросим его, сколько комбинаций четырех оснований возможно в цепи ДНК, которая содержит всего 100 оснований. Математик получит баснословную цифру со ста нулями (4100). Это больше, чем количество атомов во всей солнечной системе. А ведь 100 нуклеотидов - это самая маленькая цепь ДНК, у микробов воедино связано несколько миллионов пар азотистых оснований. Сколько же вариантов могут включать такие цепи? Пожалуй, это уже будет число, уходящее в бесконечность, то есть возможности природы практически безграничны. Вот почему в науке нуклеиновые кислоты получили название беспредельно варьирующих полимеров

...Совсем недавно казалось, что химическое строение молекулы ДНК исчерпывается присутствием дезоксирибозы, фосфата и четырех оснований. Но это только казалось. В испытание включились микробы и стали задавать ученым загадки. Почему ДНК не передает признаков от одного микроба к другому, если ее прогреть или каким-то иным способом чуть- чуть нарушить ее естественные свойства? Или вот, откуда бы ни взяли молекулу ДНК, из клетки человека или от микроба, количество аденина всегда равно количеству тимина (А=Т), а гуанина столько же, сколько цитозина (Г=Ц). Напротив, отношение А+Т и Г+Ц (Г+Ц/А+Т) колеблется у разных ДНК от 0,2 до 2% и, видимо, определенно для каждого вида.

Очевидно, действует какой-то закон. В чем же его секрет?..