Тайны расшифрованного кода

Как сказал Френсис Крик, генетический код есть «ключ к молекулярной биологии, поскольку он показывает, как два великих языка биополимеров — полинуклеотидов и полипептидов — связаны между собой». Одна из самых главных проблем биологии: понять, как возник этот код (и вся изощрённая молекулярная машинерия для его реализации). Более полувека бьются над ней и биохимики, и физики, и математики, появляются довольно сложные теории, но ясности достичь не удалось.

Распространено мнение (которое я разделяю), что код — не «замороженный случай», что в его основе лежат какие-то стереохимичеГенКодские соответствия между аминокислотами (а/к) или пептидами — с одной стороны, и олигонуклеотидами — с другой. Тут предложено много гипотез, которые обычно подкрепляют либо демонстрацией на объёмных молекулярных моделях из пластмассы, либо компьютерными расчётами и картинками. Обзор этих работ в ранний период «бури и натиска»  (70-е годы), когда казалось, что решение близко, приведён в замечательной книге проф. Симона Эльевича Шноля «Физико-химические факторы биологической эволюции» (М.: Наука, 1979). А недавно встретил в Сети книгу д.б.н. Феликса Петровича Филатова «КЛЕЙМО СОЗДАТЕЛЯ», посвящённую различным аспектам кода. Я стараюсь следить за этой темой, возникают и собственные мысли, одной из которых решил поделиться (она проста, возможно, уже ранее высказывалась).

Как известно, в ходе трансляции а/к присоединяется к стандартному концевому триплету ССА, имеющемуся у всех тРНК, а специфику обеспечивает соответствие фермента аминоацил-тРНК-синтетазы и транспортной РНК. Эта реакция осуществляется в активном центре фермента в два этапа: сначала при взаимодействии АТФ и а/к образуется промежуточное соединение, с которого на втором этапе а/к переносится на тРНК.

Давайте предположим, что тут мы видим некоторый молекулярный реликт: тринуклеотид, к которому прицепляется а/к, то есть на стадии возникновения кода происходило именно связывание а/к с триплетом нуклеотидов. Сейчас, как мы сказали, между ними нет специфического соответствия — все а/к ферментативно присоединяются к одному и тому же триплету ССА, но можно думать, что в начале эволюции это было не так.

Допустим, имелись различные тринуклеотиды РНК, разные а/к, АТФ. И при каких-то условиях могли образовываться соединения этих РНК и а/к. Если это в принципе возможно (интересно, проводились ли такие эксперименты?), то я предполагаю следующее: поскольку каждая а/к и каждая РНК имеет свою электронную структуру, то именно их соответствие друг другу — относительно лёгкости протекания реакции их соединения — могло бы определить специфическое соответствие между ними (конечно, могут участвовать и разные стерические факторы, но мне кажется, что прежде всего важна электронная структура реагентов).

Так могли бы формироваться комплексы а/к со СВОИМИ триплетами, то есть специфичность соответствия определялась этой реакцией. Конечно, даже если это верно, от таких исходных комплексов до нынешней системы — дистанция огромного размера. Но ведь в любом случае нужно выяснить, какие факторы определили саму структуру кода, и наши рассуждения как раз об этом.

Оставить комментарий.