Клетка – это крошечный пакетик с вязким веществом, организованным настолько сложно, что порядок в клетке можно сравнить с коммуникациями небольшого городка. Это своеобразный «биологический атом». Все организмы – скопления клеток. Насколько нам известно, не существует иной жизни, кроме клеточной.
В последнее время идея о том, что ДНК является программой развития организма, была признана не соответствующей действительности. Биологи были потрясены, обнаружив, что человеческая ДНК кодирует только 24 000 генов (гены содержат информацию для создания белков, – больших молекул, чем-то напоминающих складные ножи со многими лезвиями – которые выполняют множество задач, таких как ускорение химических реакций, «возведение подмостков» для строительства новых клеток и т. д.). Этого недостаточно для создания человеческой индивидуальности. Поразительно сложным образом на включение и выключение генов влияют другие гены и концентрации химических веществ в окружающей среде. Это означает, что человеческий геном считывается по-разному в разные моменты развития эмбриона, который в результате выглядит иначе, чем просто набор из 24 000 генов.
Аденин (A), гуанин (G), цитозин (C) и тимин (T) представляют собой молекулы, известные как «азотистые основания». Они формируют костяк «двойной спирали» гигантской молекулы ДНК. Каждая группа из трех оснований кодирует свою аминокислоту, например, TGG кодирует аминокислоту триптофан. Аминокислоты представляют собой строительные блоки белков, как в конструкторе LEGO.
The Medusa and the Snailby, Lewis Thomas (Penguin, 1995).
«Dr Tatiana’s Sex Advice to all Creation», Olivia Judson (Vintage, 2003).
Информация для построения организма кодируется в дезоксирибонуклеиновой кислоте, или ДНК – двойной спиральной молекуле, содержащейся внутри каждой клетки. Участок ДНК, который кодирует белок, называется геномом. Белки – это «рабочие лошадки» клетки, гигантские молекулы, собранные из аминокислотных строительных блоков.
«A New Evolutionary Law», Leigh Van Valen (Evolutionary Theory, Vol. 1, p. 1, 1973).
Перевод Н. Демуровой.
«The Red Queen: Sex and the Evolution of Human Nature», Matt Ridley (Penguin, 1994).
«Running with the Red Queen: Host-Parasite Coevolution Selects for Biparental Sex», Levi T. Morran et al. (Science, Vol. 333, p. 216, 2011).
«A Course of Six Lectures on the Chemical History of a Candle», Michael Faraday (Griffin, Bohn & Co., 1861).
Энергии, выделяемой топливом, состоящим из жидкого водорода и жидкого кислорода, не вполне достаточно, чтобы поднять в космос их общий вес плюс вес металлической оболочки ракеты. Поэтому ракета состоит из ступеней. Сбрасывая ступень при подъеме в верхние слои атмосферы, ракета становится легче. На долю оставшегося топлива выпадает более легкая работа по подъему ракеты в космос.
Электроны в атоме расположены в оболочках, каждая из которых может быть заполнена до определенного предела. Каждый атом стремится иметь комплект полностью заполненных оболочек. Атом водорода может легко достичь этого состояния, потеряв электрон (фактически, свой единственный электрон), атом кислорода – получив два электрона. Вот почему атом кислорода с готовностью захватывает электроны из двух атомов водорода. Состояние, в котором два атома водорода теряют по электрону, а атом кислорода получает при этом два электрона, является самым низкоэнергетическим, желательным состоянием, которое можно сравнить с положением мяча, лежащего у подножия холма.
Протон, который примерно в 2000 раз массивнее электрона, – одна из двух составляющих ядра атома. Другая составляющая ядра – нейтрон. Все атомные ядра содержат и протоны, и нейтроны, кроме ядра атома водорода, которое содержит только протон.
Наивно думать, что электрон просто врезается в протон, подталкивая его через пору в клеточной мембране. На самом деле электрон меняет форму белка. Белок имеет разную форму в зависимости от того, располагает ли он этим электроном. Именно такие изменения формы прокладывают электрону путь через мембрану.
См. примечание 13.
«Sweet Dreams: Philosophical Obstacles to a Science of Consciousness», Daniel Dennett (MIT Press, 2006).
The Lives of a Cell, Lewis Thomas (Penguin, 1978).
«Cosmos: A Personal Voyage», Carl Sagan, Ann Druyan and Steven Soter (Public Broadcasting Service, 1980).
«The Secrets of the Human Cell», Peter Gwynne, Sharon Begley and Mary Hager (Newsweek, 20 August 1979, p. 48).
ДНК, или дезоксирибонуклеиновая кислота, представляет собой гигантскую биомолекулу, которая хранит в закодированной форме структуру белков клетки.
«Revised Estimates for the Number of Human and Bacteria Cells in the Body», Ron Sender, Shai Fuchs and Ron Milo (PLOS Biology, 19 August 2016: https://doi.org/10.1371/journal.pbio.1002533).
NIH Human Microbiome Project (https://hmpdacc.org).
«Gut Microbiome Alterations in Alzheimer’s Disease», Nicholas Vogt et al. (Nature, 19 October 2017: https://www.nature.com/articles/s41598017-13601-y).
«Юная морская асцидия блуждает по морю в поисках подходящего камня или куска коралла, чтобы уцепиться за него и сделать его своим домом. Для выполнения этой задачи у нее имеется рудиментарная нервная система. Когда она находит себе подходящее место и пускает корни, ей больше не нужен мозг, и она его съедает, вступив в землепользование». Из: Consciousness Explained, Daniel Dennett (Penguin, 1993).
«Meet the Creature that Eats Its Own Brain!», Steven Goodhart (https:// goodheartextremescience.wordpress.com/2010/01/27/meet-the-creature-that-eats-its-own-brain).
«The Electric Brain» (NOVA, 23 October 2001: www.pbs.org).