Биология веры. Как сила убеждений может изменить ваше тело и разум | страница 55

Репликация ДНК.

Перед копированием ДНК двойная спираль разделяется на две отдельные спиральные пряди. На схеме А фермент ДНК-полимераза, копирующий ДНК, изображен как локомотив поезда. Фермент полимераза движется по одной нити ДНК. Участок кодирования гена нити ДНК, обозначенный черными «рельсами», представляет собой последовательность оснований, кодирующих белок. Участок теломеры, обозначенный серыми «рельсами», – это некодирующая последовательность (белые «коробочки»). По мере движения полимеразы по ДНК она последовательно собирает дополнительную нитку ДНК. На схеме В новая дополнительная нить ДНК длиннее, так как полимераза скопировала больший объем изначальной нити. На схеме С полимераза достигла конца нити ДНК («рельсов»). Построение новой дополнительной молекулы ДНК завершено. Однако она короче исходного шаблона, потому что фермент полимераза не может скопировать ту часть ДНК, на которой он сам размещается (Х). Каждый раз при копировании новая нить ДНК короче предыдущей версии. После серии делений клеток длина теломеры доходит до нуля, и полимераза начинает отсекать кусочки ДНК, содержащие генетический код. Белок, синтезированный на основании укороченного кода ДНК, – некачественный и может стать причиной недееспособности клетки.

Теломеры предотвращают потерю кодирующей белок информации в ходе репликации гена, выделяя некодируемый участок ДНК, потеря которого не скажется на белке. Такая дополнительная длина ДНК позволяет «поезду» полимеразы терять часть ДНК, не ставя при этом под угрозу область, содержащую код белка. Длина теломеры определяет, сколько раз может копироваться ДНК, пока полимераза не пройдет всю кодирующую часть генома. Когда при частом делении клеток длина теломеры истощается, то последующие копии гена производят нефункциональные белки.

По мере накопления некачественного белка клетка работает с перебоями и в конечном итоге умирает, однако это происходит не так быстро! В 1960-е гг., проводя наблюдения за культивируемыми клетками, Леонард Хейфлик подсчитал, что они способны к безопасному делению на протяжении примерно пятидесяти поколений, прежде чем теломеры будут полностью утрачены, и последующие репликации ДНК станут воспроизводить дефектные белки, подвергающие риску здоровье клетки и способность к их дальнейшему делению. Понимание функции теломер привело его к убеждению, что продолжительность жизни человека определяется количеством делений стволовых клеток, которые способны при делении заменять миллиарды умирающих ежедневно клеток.