ПРЕДИСЛОВИЕ

Я хорошо помню, с чего это началось. Наталия Афанасьева, Васина мама, записала для популярного научного журнала беседу со мной о геноме и его регуляции. И всё было хорошо. Но только на одном месте (посвященном метилированию ДНК) мы споткнулись: Наталия прислала мне письмо с просьбой этот момент осветить попонятнее; я с лёгкостью изложил иначе, потом ещё иначе, … ещё – и каждый раз она отвечала, что всё равно читатель не разберётся.

Наконец, я отчаялся: «Да тут же ребёнку всё совершенно ясно!»

«Ну попробуйте объяснить моему Васе!»

В пылу спора ничего не оставалось, как согласиться.

И я стал писать Васе письма. Молодому человеку было тогда восемь лет, и он не обязан был уже знать молекулярную биологию. Поэтому, чтобы подвести его к метилированию ДНК, надо было вначале объяснить, что это вообще такое – ДНК.

Бедный ребёнок! Заложник моей гордыни, Вася добросовестно пытался понять присылаемые ему тексты. А мама Наталия одобрительно кивала: «Хорошо-хорошо! Так у вас на пару получится «Молекулярная биология для детей». А это была бы очень полезная книга!»

Мы с Васей выдержали целых 10 посланий. Потом я прекратил писать. Но исключительно из человеколюбия! – С каждым разом я всё сильней и сильней представлял себе ужасную картину Васиных страданий над моими письмами. И хотя Наталия и сам Вася всё это категорически отрицали, я понял, что уже не справлюсь со своими видениями.

Всё-таки это очень нервное занятие – писать научные тексты для маленьких детей!

А может, они могут пригодиться и для тех, кто постарше: кому за 40, за 50…?

Чтобы узнать ответ на этот спасительный вопрос, я публикую здесь все 10 «Васиных» писем. Не скрою, что делаю это под сильнейшим давлением своей жены Аллы Павловны. Заглянув однажды в эти письма, она сказала, что готова простить мне почти всё, если я напишу такую книгу. И я – в тяжёлых раздумиях.

Письмо 1.

Вася, здравствуй!

Обращаюсь к тебе как к серьезному человеку. Твоя мама не понимает некоторых слишком ученых вещей. И я хотел бы, чтобы ты ей это объяснил - после того, как я объясню это тебе.

Вася! Вначале - самые общие вещи, о которых ты, наверно, и так знаешь. Но я все-таки напомню. Начнем с тебя.

Из чего ты, Вася, состоишь? Ну, ясно, голова, тело, руки, ноги. Ну а что внутри них? Ты тоже догадываешься: сверху - кожа, правильно? А под ней можно нащупать, например, в руках и ногах мышцы. А еще там есть сосуды, по которым течет кровь, а если их порезать нечаянно, кровь может вылиться на кожу. Помнишь такие неприятные моменты? А чтобы мы могли двигать руками и ногами, к ним от головы идут нервы - типа проводов, по которым передаются сигналы.

А что у тебя в груди? Правильно, сердце, которое, как насос, гонит по сосудам кровь, чтобы она не стояла на месте, а бежала и переносила вещества, куда надо.

Кроме того, грудью ты дышишь воздух: ведь без него нельзя, ты же это знаешь? А для этого в груди, по сторонам от сердца есть специальные органы - легкие. Они, действительно, очень легкие по весу, потому что в них очень много воздуха; потому они так и называются.

А в животе тоже разные органы находятся. Когда кушаешь, куда все попадает, знаешь? По трубочке (пищеводу) еда проходит (можно сказать,сваливается ) в орган типа мешочка - желудок. А из него идет в длинную-предлинную кишку.

Тут из нее (из еды) то, что нужно для твоего организма , переходит в кровь и разносится ею по мышцам. Ты же знаешь: не поешь долго - не будет сил.

Ну и не только мышцам питание нужно: другим органам тоже. Вот для этого у тебя в животе и находятся желудок и кишка (или, как чаще говорят, кишки).

Ну и еще есть другие органы. В животе, например, печень есть. А в голове - то, чем ты, Вася, думаешь - мозг.

Так вот, Вася, сейчас я скажу очень важную вещь. Может быть, ты её тоже уже знаешь, но мне очень надо тебе это напомнить или просто сообщить. Все эти разные-преразные органы, о которых мы вспоминали, состоят из маленьких клеточек. Конечно, я подозреваю, что ты уже где-нибудь заглядывал в микроскоп и клетки видел. Без микроскопа же их не видно: такие они маленькие.

Но хоть и маленькие клеточки, а устроены они очень умно и сложно. Каждая клеточка содержит ядро - типа шара, - в котором находится...

Нет, чтобы ты сразу не напугал маму своими знаниями, я советую представить себе флешку. Ту, что используется для сохранения игр, твоих или чьих-то еще рисунков, сочинений и прочих очень важных вещей. Все это вместе называется информацией. Причем, в одну флешку влезает огромное количество информации.

Скажу, Вася, по секрету, я даже не знаю, как это она умудряется так много запоминать и, когда надо, нам эту информацию по первой просьбе опять возвращать.

Я понимаю, Вася, что ты уже устал и хочешь передохнуть. Сейчас мы сделаем перерыв.

Только вначале я хочу сказать тебе главное слово: ДНК. Так вот, то ядро-шар, которое имеется почти в каждой клетке, содержит огромное количество информации. И тут я уже знаю, как это делается. Это делается с помощью ДНК.

Но об этом – в следующий раз.

Письмо 2.

Если ты отдохнул, Вася, то я продолжу.

Конечно, то, что я тебе сказал раньше, ты уже знал: я в этом почти не сомневался. Мне известно, что ты уже много где был и много что видел и слышал. Но ведь мне надо было начать с чего-то простого, чтобы потом перейти к новому для тебя. Тебе бы понравилось, если бы я сразу произнес незнакомое тебе слово - "ДНК"?

Итак, не спеши. Давай лучше еще раз вспомним самое важное из предыдущего.

Самое важное было то, что у тебя, как и у всех других (людей, животных, и даже растений) организм состоит из маленьких , но непростых клеточек. Добавлю, что не все организмы такие большие, как у тебя. Есть и такие, которые содержат лишь одну клеточку. Они так и называются – одноклеточными, или их еще называют микробами, обозначая этим, что они очень маленькие.

И еще я сказал, что есть почти в каждой клетке, Василий, ядро - такой шар, который, подобно флешке, хранит в себе огромную массу информации. Только это не картинки и не книжки, скачанные откуда-нибудь их Интернета. Это информация обо всем, из чего ты, Вася, состоишь. Причем, в каждой клеточке (в её ядре) - вся-вся информация обо всем тебе. Удивительно, не правда ли?

Но ведь ты это понимаешь, не так ли, и можешь объяснить своей маме, если вдруг почему-либо она этого не знает, что в каждой клеточке находится ядро-флешка с совершенно одинаковой во всех твоих клетках информацией?

И, наконец, еще я сказал тебе таинственное слово - ДНК . Это очень важное слово. Как оно полностью расшифровывается, неважно. Скажу лишь, что две последние буквы означают "Нуклеиновые Кислоты" , а нуклеус - по латыни "ядро", то есть это ядерные кислоты. И даже то, что кислоты, тоже неважно. А важно то, что они содержатся в ядрах, и это именно в них каждое ядро хранит всю-всю информацию о тебе.

Ты хочешь знать, как они выглядят, эти ДНК?

Если да, то сосредоточься. Итак, представь, что у тебя имеется огромное число маленьких пластинок всего четырех видов. На одних пластинках написана буква А, на других - буква Г, на третьих - буква Т, а на четвертых - буква Ц.

Особыми скрепочками ты можешь соединять пластинки в длиннющие цепочки. Сделав одну такую цепочку, собери рядом с ней вторую, но так, чтобы против любой буквы А одной цепи была только буква Т другой цепи, а против буквы Г была только буква Ц. Можно представить это так, что пластинки с этими буквами притягиваются друг к другу: А - к Т, а Г - к Ц.

И тогда мы получаем уже две цепочки пластинок: в каждой цепочке пластинки связаны скрепочками, а между собой цепочки связаны притяжением пар А-Т и Г-Ц. Вот на такие две цепи, только построенные из очень-очень маленьких пластиночек (которые называются нуклеотидами) , очень похожи молекулы ДНК.

Всего, Вася, в ядре каждой твоей клетки содержится 46 таких молекул ДНК. Молекулы - разные: одни подлиньше, другие - покороче. И, кроме того, у них по разному чередуются нуклеотиды-пластинки, а от этого зависит закодированная в них информация.

Но об этом - позже. А сейчас пока скажу, что общая длина всех 46 молекул ДНК - около 2-х метров. И все они помещаются в маленьком-маленьком ядре клетки, которое гораздо меньше по размеру и видно лишь в микроскоп.

Как это возможно? Дело в том, что молекулы ДНК, хотя и очень длинные, вместе с тем очень тонкие. Это и помогает им, многократно сложившись, поместиться в маленьком объеме ядра.

Перерыв.

Письмо 3.

Итак, дружок Василий, я надеюсь, ты уже немного представляешь себе, что такое молекулы ДНК. Напомню: каждая из них похожа на две прилегающие друг к другу длиннющие цепочки нуклеотидов-пластинок.

Пластинок - всего 4 вида (А, Г, Т, Ц). Причем, если на каком-то участке одной цепи находится пластинка А, то на том же участке второй цепи находится пластинка Т, а против пластинки Г всегда стоит пластинка Ц. Отсюда следует, что если мы знаем, в каком порядке расположены нуклеотиды в одной цепи ДНК, тогда нетрудно записать состав и второй цепи ДНК.

Предлагаю пример. Пусть маленький отрезок одной из цепей ДНК имеет вид:

ЦЦГАААТ

Как выглядит соответствующий отрезок второй цепи ДНК? Сможешь, Вася, сам ответить?

Если да, то ты уже знаешь то, чего не знают многие тетеньки и дяденьки. Но не потому, что они глупые, а просто потому, что забыли, чему их учили в старших классах школы.

Пойдем, Вася, дальше. Ты, конечно, уже слышал, что клеточки, из которых мы состоим, могут делиться. Иначе как бы ты мог вырасти из маленького ребеночка в такого солидного человека, каким являешься сейчас?

Да ведь и дальше ты тоже собираешься расти. Так вот, рост организма происходит, в основном, за счёт того, что клеточки делятся и их становится в каждом органе все больше и больше.

При этом в ядре каждой клеточки оказывается опять по 46 молекул ДНК. Причем, точно таких же, какие были и предыдущих клеточках. Как это достигается?

А очень просто. Когда клеточка только собирается поделиться, в её ядре ровно в два раза увеличивается количество молекул ДНК. Подсчитал, сколько это будет? Но самое главное, как это происходит. А происходит так, что в молекуле ДНК образующие её длиннющие цепи постепенно расходятся и возле каждой из них собирается из нуклеотидов-пластинок новая цепь по тому же правилу: пластинки А притягиваются к Т, а пластинки Г - к Ц.

Пример.

АЦГТЦА

ТГЦАГТ

АЦГТЦА

АЦГТЦА

ТГЦАГТ

ТГЦАГТ

АЦГТЦА ТГЦАГТ

Здесь, Вася, я не поставил стрелки. Но и без них понятно:

- слева - кусочек двухцепочечной ДНК;

- он расходится на одноцепочечные кусочки (посередине),

- а к каждому из них подстраиваются нуклеотиды-пластинки, составляющие новые цепи ДНК.

Таким образом, из одной молекулы ДНК получаются две точно такие же молекулы. Причем, в каждой из них одна цепь - старая (из предыдущей молекулы ДНК), а вторая цепь - новая, которая собирается из отдельных пластинок-нуклеотидов.

Вася, ты меня еще понимаешь?

Я подожду твоего ответа.

(Продолжение – в следующем посте)