Письмо 7

Драгоценный друг Василий Андреевич!

Ты задал мне еще два вопроса. Поэтому вначале обращусь к ним.

1. Тебе непонятно, как вместо тебя мог родиться другой человек.

Накануне я тебе написал, что если бы для создания нового организма использовались бы другие хромосомы и гены мамы и папы, то мог бы получиться и другой мальчик - пусть под тем же именем Вася.

Добавлю: могла получиться и девочка! Её тоже можно было назвать Васей (Василиса - прекрасное женское имя), но ведь это явно был бы не ты!

Иное дело, что любому человеку, мне кажется, очень трудно или даже невозможно понять, как это вдруг возник именно он.

Об этом у меня есть даже стихотворение. Его номер - 111. И там сказано:

"Откуда ж это "я" взялось? Не знаю до сих пор ответа."

Вот так.

2. Также ты спрашиваешь: Зачем ДНК делают метилирование? От кого они хотят засекретить информацию?

Эти вопросы говорят о том, что ты, Вася, к сожалению, не так понял мое прошлое сообщение. Но это дело, легко поправимое.

Так вот, метилирование производит не сама ДНК: я говорил, молекулы ДНК сами по себе совершенно беспомощны. Так же, как груда из 23-х толстенных томов не может сама что-нибудь с собой сделать.

Метилирует ДНК, разумеется, белок (кто же еще?). А точнее, один из множества самых разнообразных белков. Называется он ДНК-метилазой (в именительном падеже - ДНК-метилаза).

Кроме того, метилирование ДНК, как и другие способы регуляции активности генов ( а их немало), производится не для засекречивания информации.

А для того, чтобы, скажем, в клетках мозга не образовывались мышечные белки, которые заставляли бы нервные клетки заниматься не своими прямыми обязанностями (в частности, думать), а сплошной физкультурой.

Иными словами, в нервных клеточках надо закрыть для использования те тома (хромосомы) или те страницы (гены) единой и огромной записной книжки, которые содержат информацию о белках мышц.

Да и не только белки мышц не нужны нервным клеткам. Явно лишними им будут и белки многих других органов. Поэтому гены и этих белков надо заблокировать.

Повторяю, в этих целях используется не только метилирование ДНК, но и ряд других способов. Ну, например, ненужные в данной клеточке тома информации просто упаковываются в пакеты из специальных белков.

От кого закрывается лишняя информация? От той системы, которая считывает информацию о необходимых клетке белках.

Мы еще ничего не говорили об этой системе. Но ясно, что такая система должна быть. Точно так же, как нужна соответствующая система для считывания того, что записано на обычной флешке.

Ну что, Василий, на этом сегодня остановимся. Формально мы не продвинулись вперед, но зато, надеюсь, лучше поняли предыдущее. А это гораздо полезней безоглядного и бездумного бега только вперед и вперед.

Письмо 8.

Здравствуй, Вася! Привет твоей маме, а также папе, Маше и Юлику!

Ты знаешь, я сейчас перечитал все то, что посылал тебе, то есть 7 частей ( писем). И понял, что должен сейчас тебе подробней рассказать о белках. Кое-что я о них уже писал. Но не так много, чтобы ты хорошо прочувствовал, насколько они важны.

В то время, как молекулы ДНК уныло длинны и со стороны все практически одинаковы, белки невероятно разнообразны. Я уже говорил, что белки состоят из маленьких "шариков" - аминокислот, связанных в более или менее длинную цепочку. Издалека может показаться, что все "шарики" одинаковы. Это не совсем так. На самом деле к одинаковым исходно "шарикам" сбоку прикреплена та или иная "деталь".

Всего таких деталей ( их называют боковыми радикалами) по размерам и форме - ровно 20 видов. Соответственно, и разных аминокислот - тоже 20 видов! У каждой есть свое название - например, глицин, аланин, метионин, тирозин и так далее.

При этом у глицина "деталь" - самая маленькая, почти совсем незаметная; у аланина - побольше, у метионина и тирозина - еще больше, но очень различные по форме.

И вот представь, Вася: длинная цепочка из "шариков" с разными прикрепленными "деталями". В цепочке может быть несколько десятков или даже несколько сотен "шариков"-аминокислот. Обычно среди них встречаются все 20 видов аминокислот, но в разном количестве: одни могут встречаться очень часто, другие - очень редко.

Как образуются такие цепочки, я расскажу в одном из следующих писем. Но, как только цепочка образуется, она начинает искать самое удобное положение в пространстве. Примерно так, как ты, Вася, хотел бы сейчас или поудобней лечь, или поудобней сесть - скажем, поджав одну ногу под другую.

Вот и цепочка аминокислот может свернуться каким-нибудь изощренным образом, а может раскинуться в виде длинной нити. В первом случае белок называют глобулярным (глобула - это шарик), во втором случае - фибриллярным (фибрилла - это нить).

Зависит же форма, которую принимает цепочка аминокислот, от её состава и внешних условий.

Почему от состава? Потому что если в каком-то участке цепи находится аминокислота с очень большим боковым радикалом ("деталькой"), то это может вызывать изгиб цепи в определенную сторону и препятствовать всем прочим способам изгиба.

Кроме того, между некоторыми парами боковых радикалов существует притяжение, но оно проявляется только при определенном сворачивании цепи. Например, Вася, если тебе удобно сидеть, уткнувшись головой в коленки, то ведь для этого тебе надо хорошо согнуться.

Благодаря таким вещам, и достигается огромное разнообразие белков. Прежде всего, у них разные цепочки аминокислот: у каждого белка - строго определенная по набору, последовательности расположения и общему количеству аминокислот.

От вида цепочки, как мы уже говорили, зависит общая форма белка - глобулярная (шарообразная) или фибриллярная (нитевидная). А нашим клеточкам нужны и такие, и такие по форме белки.

Но и глобулярные белки (равно как и фибриллярные) чрезвычайно разнообразны по размеру и конкретной форме глобулы. Поэтому у белков оказываются и разные способности. Одни, как мы уже знаем, "одевают" ДНК, превращая их в хромосомы. Другие помогают ДНК удваивать свое содержание в ядре клеточки перед её делением. Третьи, четвертые, пятые и десятые вообще трудятся на совершенно других "фронтах".

Таким образом и получается, что наиболее работящие вещества в нашем организме - это белки. Поэтому вполне понятно, почему молекулы ДНК хранят в своих генах информацию именно о белках.

Но как это делается - в другой раз.

Письмо 9

Здравствуй, Вася!

Тебе понравились белкИ, которые, как шустрые бЕлки, управляются со множеством дел в клеточках каждого, в том числе и твоего, организма. Но это очень общее представление. А давай выясним, что же они конкретно делают, - эти белкИ, или, по-твоему, молекулы-бЕлки.

Вася, говорю новое для тебя слово - ферменты.

Испугался? А может быть, ты его уже слышал? Но всё равно это очень умное слово. Так вот, примерно половина белков являются этими самыми ферментами - и это их главная и единственная работа.

А раз так, то, дорогой Вася, надо нам разбираться с этим умным словом. Согласен?

Ты знаешь, зачем мы кушаем? Ну да, для того, чтобы были силы . И для того, чтобы не худеть: а то так без еды будешь худеть и худеть, пока один скелет не останется.

Но еда сама по себе не способна дать нам силы и не дать превратиться в скелет. Действительно, если запихнуть еду в живот, скажем, куклы, то у нее от этого сил не прибавится. И она не вскочит и не побежит. Почему? Потому что у нее нет ферментов. А у нас они есть.

Дело в том, Вася, что для того, чтобы еда дала нам силы, должно пройти множество реакций, то есть те вещества, которые есть в пище, должны превратиться в немного другие, те - еще в немного другие и так далее - очень много ступенечек в этих превращениях.

Так вот, если нет ферментов, то, как у куклы, никаких этих превращений не будет. Ну или, в крайнем случае, они могут произойти при очень высокой температуре. - например, такой, как в микроволновке. Но мы-то не залазим в микроволновку, чтобы все это произошло и мы получили силы от усвоения еды!

А все потому, что у нас есть ферменты, которые помогают идти тем же превращениям, но уже не в микроволновке, а в наших клеточках при температуре нашего тела. Я думаю, ты понимаешь, что в микроволновке гораздо горячей, чем у нас в животе.

Для каждого превращения имеется свой белок-фермент. Он словно фокусник, который жарит яичницу на холодной сковородке. И как же ферменты делают эти фокусы? Вообще говоря,, для них это не фокусы, а серьезная работа.

Понимаешь, жарка яйца - не единственный способ его превращения в яичницу. Ведь яичница остывает - и тем не менее остается яичницей. Получается, что в итоге изначально холодное яйцо превращается в холодную яичницу. А раз так, то можно найти способы превращения одного в другое без нагревания. Вот ферменты ищут и находят такие способы.

Нет, конечно, у нас с тобой, если мы выпьем жидкое яйцо, яичница в животе не образуется. Просто это не нужно. Но смысл происходящих изменений примерно таков: ферменты делают при относительно низкой температуре то, что мы в своем мире привыкли делать с помощью огня и сковородки.

Но ясно: совсем просто им это не дается. Молекулам ферментов приходится изрядно крутиться (словно бЕлкам в колесе), чтобы выполнить свою миссию.

Но зато результат замечательный.

Вот один из наглядных примеров. Возьмем сахарный песок. Ты, наверно, знаешь, что он может храниться при комнатной температуре очень долго.

А если мы его съедим, он быстренько в нашем организме во что-нибудь превратится. И даже не в одно вещество, а бывает, что и несколько очень разных. В том числе - в жир, накапливавшийся под кожей.

Ты когда-нибудь слышал, чтобы сахар в сахарнице на кухне превращался в жир (типа сливочного или растительного масла)? Нет, конечно, таких казусов не бывает. А в организме - пожалуйста. А все потому, что есть ферменты.

Письмо 10

Вася, привет! Давно не общались.

У тебя за эти дни, как обычно, произошла масса событий. Где вы только с Машей, мамой и папой не бываете! Но, я надеюсь, ты помнишь, что прошлый раз я писал тебе о таких белкАх, которые называются ферментами.

Они, словно фокусники, позволяют нашим клеточкам чудесным образом при обычной температуре, без огня и сковородки, превращать одни вещества в другие. А без этих превращений (реакций) мы просто не смогли бы жить.

Отсюда ты сделал вывод, что ферменты - это главные белки, выполняющие всю работу. И, выходит, все остальные белки (а их очень даже немало) - просто лодыри и паразиты!

Нет, Вася, тут ты неправ. Каждый белок для чего-нибудь да нужен. И без этого "чего-нибудь" нам было бы очень грустно или совсем даже невыносимо.

Вот сегодня я хочу поговорить как раз о том, для чего нужны те самые остальные белкИ.

В первую очередь многие из этих белков (но не все!) служат строительным материалом при образовании наших клеточек.

А что надо построить в клетке? Оказывается, много чего. Давай выясним, что должна иметь уважающая себя клетка. Но приготовься: сейчас нам придется использовать много серьезных слов - названий того, чем обладает клетка.

Напомню, до сих пор мы с тобой упоминали только ядро, которое обычно похоже на шар и содержит хромосомы. Кстати, хромосома - это ведь длинная-предлинная молекула ДНК вместе с её белковой "одеждой".

Эта "одежда" не так уж проста; это, скорее, как скафандр у космонавтов с массой очень нужных приспособлений и устройств. Так что белки, образующие этот "костюм" ДНК, тоже очень важны: без них ДНК долго бы не продержалась бы, да и вообще была бы бесполезной.

Все то, что находится в клетке вне ядра, называется цитоплазмой (ты наверняка уже слышал это слово). Для того, чтобы во всех частях клетки поддерживался необходимый порядок, части обычно отделены друг от друга одной или даже двумя мембранами.

Так, оболочка ядра состоит из двух мембран, и через них пройти в ту или иную сторону (из ядра в цитоплазму или из цитоплазмы в ядро) могут только те вещества, кому положено. А то, что им, действительно, "положено", удостоверяется той или иной меткой.

Оболочка клетки в целом называется плазмолеммой, она состоит лишь из одной мембраны. Но и это позволяет надежно отделить то, что находится внутри клеток, от того, что находится за её пределами.

Поэтому, подобно тому, как вне и внутри подводной лодки - совершенно разные среды, так внутри и вне клетки - тоже все очень различно. И это, повторю, благодаря плазмолемме.

Вообще говоря, очень важный компонент мембран, находящихся вокруг клетки и внутри её, это липиды - жироподобные вещества. Но и без специальных белков, конечно, дело никак не могло обойтись. Они организуют "пропускные пункты" для опять-таки только необходимых веществ; они придают клеткам внешние отличия, позволяющие клеткам узнавать друг друга. И так далее.

Так что вот тебе, Вася, еще одна важная группа белков - белки мембран. Без них тоже, как без белков-ферментов, не обойтись.

Но еще более разнообразны белки, участвующие в образовании цитоплазматических органелл. Органеллы - это различные устройства, выполняющие определенные функции; и они тоже жизненно необходимы для большинства клеток.

Но о них, Вася, мы поговорим в следующий раз.

А сейчас я хочу привести стихотворение, адресованное тем, кто раздумывает, чему и где учиться после школы.

Коль ты интересуешься

Природой человеческой,

То правильно тусуешься

У нас в стране студенческой.

Тут есть дороги разные –

Крутые и пологие,

Но самая прекрасная –

Дорога в гистологию.

В последней многим нравится,

Что видно, словно в зеркале,

Как ловко жизнь спускается

От органа к молекуле.

Здесь клетка – точка зрения, –

Центральная конструкция,

Основа сопряжения

Строения и функции.

Объекты, столь бесценные,

И корни, столь глубокие, –

Вам много сокровенного

Откроет гистология!

ПОСЛЕСЛОВИЕ – ВМЕСТО НЕНАПИСАННЫХ ПИСЕМ

Следующего раза, обещанного в конце письма 10, увы, уже не было. Почему – это я пытался объяснить в предисловии.

А Вася, не получая больше моих писем, как-то спросил маму Наталию: «А что, Мушкамбаров с нами больше не дружит?»

Дружу, Василий Андреевич, дружу!. Но вот видишь, что-то мне стало совсем невмоготу заниматься такой, прости, пожалуйста, чепухой.