довременная биология стала одной из наиболее при-^ тягательных сфер приложения ума, таланта и сил молодых людей на всей нашей планете. Преподаватели крупных вузов сначала с удивлением и скепсисом, а теперь с уверенностью констатируют тот факт, что если двадцать лет назад самые большие конкурсы были на физических, физико-технических и механико-математических факультетах, то уже десять лет назад приток на эти отделения сравнялся с притоком на биологические, а сейчас неоспоримо, что членам приемных комиссий биофаков приходится работать во много раз труднее, чем остальным их коллегам, а на физфаках нередки даже недоборы студентов.
Тот же все нарастающий приток абитуриентов в колледжи биологического профиля наблюдается и в других развитых странах Европы и Америки. В биологии революционные по смыслу, а не только по форме и названию, открытия происходят все чаще и чаще, подчас ошеломляя самих биологов. И, пожалуй, наиболее интересной особенностью подлинного расцвета этой науки служит то обстоятельство, что бурный всплеск результативных исследований происходит не только в новых областях биологии, таких, как вирусология, энзимология, биоэнергетика, относящихся к широкому понятию «молекулярная биология», но и в старых, давно возникших и ставших традиционными, классическими, областях биологии.
Но все-таки самые захватывающие сражения за научную истину совершаются в лабораториях биохимиков. Эта молодая сравнительно с классической биологией наука развивается стремительными темпами.
Далеко не сразу биологи смирились с мыслью, что именно биохимия в союзе с генетикой становятся ведущими биологическими дисциплинами. Многие даже известные биологи классического направления — систематики, морфологи, анатомы — высказывали сомнение в целесообразности сужения задач исследования, в целесообразности изучения не организмов как таковых, а отдельных реакций.
Из уст же биохимиков можно услышать противоположное суждение. Они утверждают, что для них непринципиально, какому организму принадлежит тот или иной исследуемый ими орган, лишь бы он содержал нужные для анализа молекулы. Крупнейший американский ученый профессор Дж. Боннер писал: «Один знакомый мне энзимолог, когда кто-то упрекнул его недавно в слабом знании различных типов клеток и даже организмов, непринужденно ответил: «Мне нет надобности различать их: в смесителе Уоринга все они выглядят одинаково». Конечно, это два гипертрофированных примера приверженцев крайних точек зрения. Но по сути дела, такое разделение существует в науке сегодняшнего дня. При изучении какой-либо конкретной реакции исследователю важно выяснить, когда, в каком количестве, с какой скоростью и с участием каких молекул идет данная реакция. Генетику, изучающему проявление какого-либо индивидуального гена, скажем, определяющего синий цвет глаз, нет нужды знать все об изучаемых им организмах. Ему нужны глаза и только глаза его «подопытных».
Специалисты в области молекулярной биологии создали свой особый язык, во многом отличный от языка классической биологии. Это не должно удивлять. Ведь неспециалисту будет чужд язык математических формул, хотя чужеземец-математик, абсолютно не знающий наречия другой страны, сможет понять смысл рассуждений его коллеги, следя только за математическими выкладками. Довольно сходная ситуация складывается сейчас в биологии. Лаборатории биологов буквально наводнены вторгающимися в них физиками, химиками, математиками. Не раз я наблюдал при посещении других
А
биологических лаборатории, как их заведующие с горестью говорили о своих сотрудниках: «Он-физик по образованию» или: «Он окончил механико-математиче-гкий Факультет МГУ». Это как визитная карточка при знакомстве, как символ достижения коллектива: ему уже без физиков, химиков и математиков не обойтись! Меняется и подход к подготовке кадров биологов. Академик А А. Баев недавно сетовал, что сложилась неправильная'практика—готовить биохимиков на биофаках университетов. Пора, по его мнению, поручить химфакам подготовку этих специалистов: химии, физике, математике их там научат хорошо, а в биологии сами поднатореют.
Как бы там ни было, но изучение отдельных реакций, исследование устройства и взаимопревращений молекул, слагающих живые клетки и организмы, помогают подойти к четкой постановке вопросов о том, как возникла на нашей планете жизнь. Исследование молекул, хранящих «наследственные тайны» организмов, дало ключи к расшифровке кода наследственности и механизма наследственной передачи. Познание синтеза и распада веществ в клетках поставило медицину на подлинно научную основу. Без использования достижений биохимии немыслимо проводить правильную селекцию растений и животных.
Тем самым рассказ о «жизни» молекул в живых клетках получил право на существование. Сахара и липиды, белки и нуклеиновые кислоты — вот главные герои этой книги. Их синтезы и разрушение в клетках, в свою очередь, происходят под контролем особых молекул — ферментов. Ферменты синтезируются в клетках под контролем также особых молекул — различных ДНК и РНК. Так воедино связываются многие процессы внутриклеточных превращений. Основная цель автора сводилась как раз к тому, чтобы продемонстрировать эту взаимосвязь и взаимозависимость процессов в живых клетках.
Биохимия не оставила в стороне даже и такую старую отрасль биологии, как науку об устройстве клеток, органов и тканей. «Биохимическая цитология» — этот термин появился всего лет 15—20 назад, но сегодня — это разносторонняя и увлекательная научная область.
Биохимикам удалось обнаружить и ряд свойств клеток, совсем недавно не известных ученым. Т?к сейчас тало ясно, что и клетки микроорганизмов, и клетки вые-
ших растений и животных обладают способностью лечить свои структуры от повреждений разного рода. Способность к репарации сейчас интенсивно исследуется учеными всего мира, и стало очевидным, что репарация— это свойство, присущее всему живому на Земле.
'Конечно, в небольшой книге нельзя рассказать о многих новых направлениях исследований молекул живых клеток, приходится отбирать только основные факты, а такой отбор всегда пристрастен и нередко отражает в большой степени личные интересы автора. И у автора этой книги не было иного выхода, как делать то, что до него делали все другие — отбирать самое, по его мнению, важное и интересное.
Необходимость упрощать рассказ, доводить его до степени, понятной не биологу, таила в себе другую опасность— не всегда легко найти золотую середину между дозволенной мерой упрощения и непозволительным упрощенчеством. Единственно, что я могу сказать с уверенностью,— это то, что я нигде не стремился к нарочитому выпячиванию занимательных историй. По моему глубокому убеждению, любая отрасль и направление исследований в 'биохимии таит в себе более чем достаточно занимательного и подлинно увлекательного. Хотя, может быть, именно поэтому не все разделы книги покажутся читателям равно интересными.
Наверное, самая заветная мечта каждого «пишущего» человека — заразить читателей своей любовью к основным героям его повествования.
Если после прочтения этой книги у читателей сложится представление о подлинной красоте и могуществе живой природы, и тем более если эта книга натолкнет кого-либо из сегодняшних школьников на мысль, что неплохо бы посвятить свою жизнь работе в биологии, то это будет лучшей наградой для автора.
® СОДЕРЖАНИЕ
ПРЕДИСЛОВИЕ , ,...... , ,..... 8
НУКЛЕИНОВЫЕ КИСЛОТЫ , , . « ,...... . 7
БЕЛКИ: СТРУКТУРА И ФУНКЦИИ......, , » 25
СИНТЕЗ БЕЛКОВ ,,.,,.,........, 32
ОТКУДА КЛЕТКА ЧЕРПАЕТ ЭНЕРГИЮ? ....... 46
ПУТИ СИНТЕЗА ВЕЩЕСТВ В КЛЕТКАХ ,,,.,,, 68
ФОТОСИНТЕЗ..........88
ФЕРМЕНТЫ И ИХ РОЛЬ .,.......,..,. ПО
СТРОЕНИЕ ЖИВЫХ КЛЕТОК............140
КАК КЛЕТКИ ЛЕЧАТ СЕБЯ............ .175
ГЕННАЯ ИНЖЕНЕРИЯ ...*.........« 195
ЗАКЛЮЧЕНИЕ .............. 206
