?
Конечно, перспективы эволюции могут быть ограничены различными препятствиями к размножению репликаторов. Воспроизводство требует ресурсов; ресурсы не могут быть бесконечными. Наилучшие перспективы эволюция репликаторов имеет в том случае, если некоторые из них разрушаются, а использованные на их построение ресурсы становятся доступными для других репликаторов. Раз так, то успех воспроизводства репликаторов должен складываться из двух слагаемых: их сохранения и их репликации. Отбор можно рассматривать как дифференциальное выживание и дифференциальное размножение. Впрочем, можно учитывать только размножение, исходя из того, что тот, кто не выжил, тот и не размножился.
Хватит теории. Посмотрим, как это работает. Вначале обсудим искусственную молекулярную селекцию.
В 1981 году Томас Чек (Thomas Cech) при исследованиях инфузории тетрагимены открыл рибозимы – молекулы РНК с каталитической активностью. Раньше считали, что биологическими катализаторами являются только ферменты (энзимы) – белки.
Рибозимы можно использовать в различных технологических целях. Зная последовательность необходимого нам рибозима, его можно синтезировать нуклеотид за нуклеотидом (вы ведь помните, что нуклеиновые кислоты, в том числе РНК, – это полимеры нуклеотидов?). Затем эту последовательность можно размножить с помощью ПЦР (полимеразной цепной реакции). Нужный рибозим помещают в ПЦР-амплификатор (умножитель): реактор, содержащий нуклеотиды и ферменты, которые синтезируют по цепочке РНК соответствующую ей вторую цепочку. В ПЦР-амплификаторе повышают температуру, и цепочки отделяются друг от друга. Снижают температуру, выжидают. На обеих цепочках строится ещё две. Повышают. В реакторе уже четыре цепочки. Снижают, выжидают, повышают: восемь. Снижают, выжидают, повышают: шестнадцать...
Но как найти последовательность рибозима, который нужен для какой-то технологической цели? В живой природе его, скорее всего, нет. Рассчитать, каким должен быть этот полимер, чтобы после сворачивания он образовал пространственную структуру из атомов и зарядов, которая будет взаимодействовать с нужным веществом, — сложнейшая задача. Проще поручить её выполнение отбору.
Закрепляем на поверхности молекулы-мишени. Пропускаем мимо них случайную смесь олигонуклеотидов (недлинных фрагментов) РНК. Те молекулы РНК, которые способны связываться с мишенями, задержатся на них, а прочие – будут унесены. Изменим условия, чтобы смыть связавшиеся молекулы. Синтезируем в ПЦР-амплификаторе их копии (с определённой долей ошибок). Опять прогоним получившуюся смесь мимо мишеней. В конце концов можно прочесть последовательности, которые получились, и работать уже с ними.
