на главную | войти | регистрация | DMCA | контакты | справка | donate |      

A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z
А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я


моя полка | жанры | рекомендуем | рейтинг книг | рейтинг авторов | впечатления | новое | форум | сборники | читалки | авторам | добавить








ФОРМА БЕЛКОВ: ПОТЕНЦИАЛ


Но не получается ли, что в отношении формы белков мы увлеклись не тем делом? Нам известно, что изменение в одну аминокислоту имеет огромное практическое значение, но наберется ли столько изменений, чтобы ими можно было объяснить все бесконечное множество ферментов, антител и прочих веществ? Вернувшись к нашей аналогии, мы увидим, что в английском языке существует бесконечное множество предложений, но для их составления используется несколько десятков тысяч слов. Что представлял бы собой английский язык, будь в нем лишь двадцать два слова?

С другой стороны, английский язык имеет то ограничение, что слова могут использоваться лишь в определенных сочетаниях. Можно сказать: «Трава, которую ест бык, — зеленая», но нельзя: «Ест трава зеленая бык которую». Сказать-то можно, но это уже не будет фраза английского языка. Практически любая перестановка слов в английском языке с большой вероятностью приведет к разрушению фразы17.

А вот аминокислоты в белковых молекулах можно располагать в любой очередности.

Давайте рассмотрим, что это значит, на примере простого белка из восьми аминокислот, такого, как вазопрессин или окситоцин. Пронумеруем эти восемь аминокислот: 1,2,3,4,5,6,7 и 8. Итак, сколько же существует возможных сочетаний? Или, что то же самое, — сколько чисел можно написать с использованием восьми цифр от 1 до 8?

Начать придется с одной из цифр — с любой. То есть мы имеем восемь вариантов первой позиции. Соответственно, на вторую позицию мы можем поместить уже только одну из семи оставшихся. То есть мы получаем уже 8 x 7 = 56 комбинаций, это только для двух первых позиций. Для каждой из этих 56 комбинаций далее имеется выбор между шестью оставшимися цифрами, соответственно, количество комбинаций для трех первых позиций равняется 8 x 7 x 6. Если продолжить эти рассуждения до их логического завершения, то мы получим полное количество возможных комбинаций из восьми цифр (или восьми аминокислот), равное 8 x 7 x 6 x 5 x 4 x 3 x 2 x 1. В целом получится 40 320 вариаций.

Получается, что из одних только восьми аминокислот, из которых состоит вазопрессин, можно составить еще 40 319 белков, свойства каждого из которых будут в чем-то уникальными.

Чем длиннее пептидные цепочки, тем более впечатляющей становится общая ситуация. Предположим, что у вас имеется цепочка из 30 аминокислот, как в инсулине. Разумеется, она состоит не из 30 разных аминокислот, длина ее обусловлена возможностью повтора элементов, что несколько сокращает количество вариантов их расположения. То есть если, допустим, в цепочке два глицина — на 4-й и на 14-й позициях — и их поменять местами, молекула останется той же самой.

Но пусть даже такая цепочка длиной в 30 аминокислот состоит всего из 15 различных соединений (в инсулине — близко к тому), то выходит, что число возможных комбинаций макромолекулы с такими исходными данными — около 8 000 000 000 000 000 000 000 000 000 (восемь октилионов).

Если же речь идет о пептиде длиной в 140 аминокислот (таков, например, гемоглобин), о котором известно только, что он состоит из 20 различных аминокислот, представленных каждая по семь раз, то мы насчитаем там столько возможных комбинаций, что я даже побоюсь записывать здесь это число. Для желающих сделать это самостоятельно подсказываю: начать надо с цифры 135, а потом дописать после нее 165 нулей. Это число сильно превышает количество атомов в обозримой Вселенной.

Вот и ответ на наш вопрос. Из двадцати двух аминокислот можно составить неимоверное множество белков для любых целей. Аминокислотных радикалов вполне достаточно для объяснения всего разнообразия белков; на самом деле, их хватило для появления даже такого сложного и хрупкого феномена, как жизнь.

Их даже более, чем достаточно. Так, изо всех 40 320 возможных вариантов вазопрессина организм производит только один. Из восьми октилионов инсулинообразных полипептидов — тоже всего один!

Так что теперь впору задаться вопросом не о том, где организм берет все необходимое ему разнообразие, а о том, как ему удается полученное разнообразие ограничивать и удерживать под контролем.

И именно этим вопросом мы сейчас и займемся.



ФОРМА: ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ | Генетический код. От теории эволюции до расшифровки ДНК | ПОИСКИ КОДА