На первый взгляд этот механизм кажется совершенно загадочным и даже мистическим. В самом деле: в ядре всех клеток содержится одинаковый набор генов — единиц наследственности, сам по себе неизменный и статичный, но порождающий изменчивый и динамичный живой организм. Геном человека — совокупный наследственный материал — состоит из 46 разных хромосом (точнее, 23 пар хромосом), каждая из них содержит одну двухцепочечную молекулу ДНК. Таким образом, весь генетический материал каждой клетки человеческого организма распределен между 23 парами хромосом: 22 парами аутосом и одной парой половых хромосом (Х и Y). Геном можно уподобить пчелиной матке. Она упрятана внутри пчелиного домика, где за ней ухаживают рабочие пчелы, и откуда она через своих подданных разного рода контролирует жизнь всего сообщества. Геном тоже находится глубоко внутри своего «жилища» — в ядре клетки — и отдает приказы другим клеточным структурам через молекулы-посредники.
Гены, входящие в состав генома, ничего не делают, они просто существуют. Но заключенная в них информация материализуется в очень важные биологические молекулы — белки, «рабочие лошадки» любого организма и его строительные блоки. Они обеспечивают жизнедеятельность каждой клетки и организма в целом.
Мы не только состоим по большей части из белков, но и функционируем благодаря им. Ферменты — биологические катализаторы, рецепторы — структуры, отвечающие за разного рода коммуникации, — все это белки. Короче говоря, белки в нашем теле везде и всюду, и каждый, даже самый маленький, собран по кусочкам в соответствии с инструкциями, записанными в кодирующем его гене.
Процесс трансформации генов в белки организован так же четко, как балетный номер. Каждая из наших 46 хромосом содержит длинную, нигде не прерывающуюся молекулу ДНК. Представим себе протяженную двойную спираль с зубчиками, как у молнии, — основаниями А, G, C и Т, сцепленными попарно. Во время синтеза белка «молния» расстегивается в том месте, где находится кодирующий данный белок ген, и особые ферменты начинают считывать заключенную в нем информацию. Этот процесс сопровождается последовательным присоединением друг к другу аминокислот — мономерных единиц белковых молекул, в результате чего образуется РНК — «двоюродная сестра» соответствующего сегмента ДНК, слегка отличающаяся от последней своими мономерными звеньями.
Полученная таким образом копия гена называется матричной РНК (мРНК). Она выходит из ядра в цитоплазму (жидкостное клеточное содержимое), где ее ждут белковые «фабрики» — рибосомы, состоящие, в свою очередь, из разнообразных белков. Они осуществляют так называемую трансляцию — перевод информации с языка нуклеотидов на язык аминокислот.
