Знание-сила, 2008 № 05 (971) | страница 67
Если же молекула будет заключена в оболочку, все результаты ее деятельности, все блага полезных мутаций в ней будут принадлежать только ей, и, стало быть, эти мутации будут давать немедленное и явное преимущество в выживании только этой молекуле. Так что приобретение защитной оболочки выгодно вдвойне — она защищает нашу молекулу не только от окружающей среды, но и от соседок-паразитов. Это считается главным стимулом, который способствовал эволюции жизни, ибо, укрывшись внутри такой оболочки, первичные «живые молекулы» получали возможность в полной мере проявить свою способность изменяться, развиваться и усложняться, и естественный отбор способствовал только тем из них, которые менялись в сторону лучшего приспособления к требованиям выживания.
А как все это происходило в реальности? Что, первые «живые молекулы» сами создавали себе такие защитные оболочки или же эти оболочки каким-то образом складывались сами собой, а потом «живые молекулы» в них внедрялись? А если внедрялись, то на каком этапе своего развития и как? К ответу на эти вопросы можно идти двумя путями — «сверху вниз» и «снизу вверх», посредством постепенного упрощения или с помощью постепенного усложнения. В первом случае исследователь последовательно отщепляет от реального живого микроорганизма один за другим все его «лишние» гены, чтобы, идя против хода естественной эволюции, постепенно дойти от нынешней сложной клетки до клетки с минимальным геномом, которая еще способна функционировать, как живая, и выявить ее свойства. Идя этим путем, американец Клайд Хатчисон еще в 1999 году пришел к выводу, что число генов в таком минимальном геноме близко к 200 — 250. Правда, в 2006 году были открыты бактерии с несколько меньшим числом генов, но оказалось, что эти простейшие организмы не все жизненные функции выполняют сами, часть необходимых им для жизни веществ они получают от более сложных клеток, с которыми живут в симбиозе.
На пути «снизу вверх» биологи пытаются, напротив, повторить ход эволюции путем искусственного создания простейшей живой клетки из ее составных частей. Для этого они синтезируют пустую клеточную оболочку (мембрану), а затем последовательно «начиняют» ее все более сложным набором искусственно синтезированных генетических молекул и белков, чтобы постепенно прийти к простейшему микроорганизму, который уже сможет функционировать самостоятельно, как живой. Синтез пустой оболочки требует знания ее состава. Изучая мембраны живых клеток, биологи уже установили, что они состоят из двух слоев палочкообразных молекул — так называемых фосфолипидов, на одном конце которых находится фосфорная химическая группа, а на другом — липидная. Липиды, как всякий жир, гидрофобны, то есть не любят воду и избегают соприкасаться с ней. Напротив, фосфорные группы гидрофильны — тянутся к воде и образуют с ее молекулами взаимовыгодные химические связи.