В молекулярной биологии общепринято положение, что генетически зашифрованная информация передается только в одном направлении — от нуклеиновой кислоты к белку, но не наоборот. Обычные биологи долго не принимали этого взгляда: они были чрезвычайно недовольны тем, что белки свергнуты со своего трона и им уже больше не приписывается то осуществление всех химических преобразований в организме, которое прежде представлялось их естественным правом. Согласно этому новому взгляду, нуклеиновые кислоты должны определять строение всех белков, производимых в клетке. Очень важная часть молекулярной биологии, называемая иногда «молекулярной биохимией» (попробуйте представить себе немолекулярную биохимию!), занимается определением средств, с помощью которых строение той или иной нуклеиновой кислоты в конечном счете картируется в строении того или иного белка.
Поскольку в белках существует более двадцати различных аминокислот, а в ДНК только четыре разных вида нуклеотидов, каждая аминокислота должна кодироваться более чем одним нуклеотидом, а точнее, триплетом их. Процесс картирования протекает в два этапа, и каждый включает перенос информации на нуклеиновую кислоту: транскрипцию, при которой последовательность нуклеотидов ДНК «переписывается» в последовательность нуклеотидов {110} информационной РНК, и трансляцию, протекающую при по» мощи транспортной РНК, молекулы которой опознав ют и аминокислоты, и код РНК, а потому могут собирать необходимые аминокислоты в нужной линейной последовательности. Трансляция генетической информации — это процесс необратимый, и в настоящее время не существует никакого известного или хотя бы мыслимого метода, путем которого в ДНК зародыша могла бы запечатлеться информация, полученная организмом в течение его жизни. Это — главное методическое соображение, из-за которого в наши дни уже никто не верит в возможность эволюции ламаркистского типа (см. гл. 5).
Молекулярная биология достигла такой всеобъемлющей гегемонии, что один выдающийся биолог сказал: «Нынче и музейный служитель может высоко держать голову, только если он называет себя молекулярным таксидермистом».
Заметка о переворотах в биологии. Главная критика молекулярной биологии исходит сегодня от биологов-практиков, которые в свое время точно так же навязывали свою доктринальную тиранию. В эпоху великого последарвиновского возрождения зоологии почти все серьезные биологи считали, будто по-настоящему важная задача заключается в том, чтобы как можно детальнее описывать ход эволюции. В те скверные старые дни многие биологические дисциплины получали право на уважение, только когда их удавалось назвать «сравнительными». Мы помним время, когда паразитология была облагорожена наименованием «сравнительная паразитология», поскольку она давала кое-какие доказательства эволюционного процесса; то же произошло и с иммунологией, когда в трудах Наттола и Бойдена ее начали использовать как средство определения эволюционных связей.
Из-за реакции против сравнительной анатомии сравнительная физиология превратилась в столь же ужасный (если не худший) источник всяческих досад. Едва сравнительная анатомия была дискредитирована, как первейшей обязанностью зоологов стало почитаться понимание физиологии низших животных. Значительная часть этой работы была очень скучной и бескрылой, а движение за сгавнительную физиологию {111} распространялось и распространялось по Англии, потому что специалисты по сравнительной физиологии получали руководящие посты почти на всех зоологических кафедрах — и нередко на тех, которые совсем недавно возглавляли специалисты по сравнительной анатомии. Как часто пустяковые физиологические эксперименты на низших животных проводили те кафедры, которые по своему положению и штатам могли бы внести значительный вклад в общую биологию!
К несчастью, природа каждого академического переворота, по-видимому, требует, чтобы он обязательно превратился в язву, прежде чем его претензии будут наконец устало и с отвращением отвергнуты.
По всей вероятности, то же случится и с молекулярной биологией, каким бы светлым и сияющим ни представлялось нам сейчас ее будущее: придет время, когда изучение структуры белка — и чем причудливее, тем лучше! — превратится в априорно респектабельное занятие, обеспечивающее стремительную карьеру и самые высокие академические почести.
Невозможно предсказать, какими окажутся будущие перевороты, но можно надеяться, что произойдет переворот в понимании некоторых областей биологии, где пока такого понимания нет, и особенно в том, что связано с накоплением памяти и с процессами, благодаря которым от поколения к поколению передаются запрограммированные элементы поведения.
Стремительный рост иммунологии за последние десять — пятнадцать лет представляет собой одно из наиболее замечательных явлений в современной науке, хотя с точки зрения истории концепций этот быстрый рост последних лет далеко не так удивителен, как почти полный интеллектуальный застой с начала века до середины 30-х годов. Причина этого, по нашему мнению, заключается в том, что примерно до середины 30-х годов иммунология с точки зрения исследований, обучения и университетской администрации представлялась придатком бактериологии. Поэтому она ограничивалась непосредственным практическим применением и сводилась к вакцинам, кожным пробам, диагностическим антисывороткам, группам крови, аллергическим реакциям… вот, собственно, и все. Ну и, конечно, она не могла не обладать всеми мыслимыми изъянами прикладной науки, которой занимаются без всякого интереса к ее глубоким теоретическим основам. Новая эра началась, когда химики, зоологи и генетики создали совершенно новую систему иммунологических концепций, основными опорами которой стали изучение биологии распознавания «своего», молекулярные основы специфичности и процесс переноса генетической информации в живых организмах. К этим основным областям исследований можно добавить исследование иммунологических возможностей трансплантации, лечение рака и более тонкое генетическое подразделение населения на группы, которое нельзя было бы провести никакими иными методами. {113}
Иммунная реакция — это адаптивный ответ организма, вызывающий разрушение, нейтрализацию, отторжение или уничтожение результатов вторжения некоторых чужеродных факторов, таких, как бактерии, вирусы, паразитические простейшие, пересаженная от других особей ткань, а также, очень возможно, и злокачественные новообразования (см. гл. 14). Вещества, вызывающие иммунную реакцию, называются антигенетическими или — употребляя имя существительное — антигенами. Отличительной характеристикой антигена является его чужеродность, т. е, то, что он «не свой». Однако даже свои компоненты могут иногда вызвать иммунную реакцию, поскольку чужеродность, как характерное свойство, определяющее антиген, означает только его чужеродность для реагирующей системы, и, если некоторые части организма были на протяжении значительной части его жизни изолированы, их высвобождение в результате какого-либо повреждения или дегенеративного процесса дает им возможность проявить свои антигенные свойства. Реакция против таких своих компонентов! называется аутоиммунной. Компоненты организма, измененные химическим воздействием или вирусной инфекцией, также могут вызвать аутоиммунную реакцию.
Общая форма иммунной реакции, которую принято считать (скорее всего, неправильно) типичной (или даже прототипичной), заключается в том, что антиген вызывает образование антитела*. Антитело — это циркулирующий в крови белок, чье строение точно комплементарно (т. е. дополнительно) строению антигена или, вернее говоря, строению той части антигена, которая придает ему его антигенные свойства. Когда антиген и антитело встречаются, может произойти одна из целого ряда различных реакций: агглютинация, или склеивание, если антигены являются клетками; иногда разрыв клеточных оболочек, совместное осаждение, если антиген тоже растворимый белок, или же детоксикация, если антиген представляет собой ядовитое вещество (токсин), вырабатываемое {114} бактерией. Конечным результатом в случае успешной иммунной реакции будет разрушение антигена или уничтожение его действия. Телеологическое правило «чужой — плохой» оказалось очень надежным — ведь теперь известно, что иммунная активность чрезвычайно важна для жизни: некоторые дети рождаются без способности вырабатывать антитела и их удается сохранять живыми только с помощью антибиотиков или массированных переливаний нормальной крови или ее составных частей, содержащих антитела.
С участием антител идут две важнейшие иммунные реакций: лизис, т. е. механическое разрушение антигенных клеток и высвобождение их содержимого в окружающую среду, и фагоцитоз — процесс, при котором антигенные частицы активно захватываются и поглощаются, часто перевариваются и в любом случае обезвреживаются макрофагами, или полиморфами (см. гл. 16). Процесс лизиса осуществляется очень сложным и неустойчивым компонентом крови, так называемым комплементом, который действует, только когда его активирует специфическое антитело; процесс фагоцитоза очень облегчается и ускоряется, если частицы, которые должны быть поглощены фагоцитами, облепляются особыми антителами, предназначенными для борьбы с ними. «Стимулируйте фагоциты!» — этот клич сэра Коленсо Риджена в пьесе Бернарда Шоу «Врач перед дилеммой» в. значительной степени означает призыв стимулировать образование специфических антител.
