Глава 3
Рецепт человека

Первые несколько часов после оплодотворения. Гонка окончена, и самая первая клетка, из которой состоите будущий вы, спокойно плывет вниз по фаллопиевой трубе. Столько всего уже предрешено: хотя клетка эта меньше точки в конце предложения, она вмещает в себя все инструкции, необходимые, чтобы создать вас. В ней есть не только предписания по формированию органов, нужных вам для жизни, но и техническое задание для цвета ваших глаз и формы носа.

Итак, главным секретом этой клетки оказался не миниатюрный человек, а молекула, история которой начинается, как ни странно, с гнойных повязок и швейцарского химика.

В 1869 году Фридрих Мишер обращается в расположенную рядом с его лабораторией хирургическую клинику с довольно странной просьбой: «Нельзя ли попридержать для меня использованные повязки пациентов?» «Причем желательно, чтобы на них было как можно больше гноя», – уточняет он. Мишеру нужны белые кровяные тельца, а их полно как раз в светло-желтой вязкой жиже, сочащейся из ран. Они обеспечивают иммунную защиту, и большинство из них падут смертью храбрых в битве с попавшими в рану бактериями. Мишер собирает гной, отфильтровывает клетки и проводит тщательный химический анализ, чтобы определить, какие типы белков в них содержатся. И вот он замечает липкую молочно-белую субстанцию, которая после добавления кислоты отделяется от общей массы. Исследовав ее, Мишер понимает, что природа ее никак не белковая. Он называет это новое вещество нуклеином, потому что оно находится как раз в самом сердце клетки (от лат. nucleus – «ядро, центр»).

Мишер замечает также, что огромное количество нуклеинов содержится в сперматозоидах, и делает вывод, что именно это вещество может играть решающую роль при зарождении жизни. В те годы наследственность была еще не изучена, и все, что было с ней связано, представлялось весьма загадочным и объяснялось действием каких-то невидимых сил, которые никто не понимал. И тот факт, что наследственный материал представляет собой особую молекулу, которую можно взвесить и измерить, был совершенно немыслимым для большинства людей. Он предположил, что информация, содержащаяся в наследственном материале, хранится в виде химического кода. Идея эта была революционной, однако еще долгое время и даже после смерти Мишера никто не догадывался, что он как никогда близко подошел к разгадке.

В последующие годы ученые пристально изучали загадочную нуклеиновую субстанцию. Впоследствии ей дали более точное название – дезоксирибонуклеиновая кислота, сокращенно – ДНК. Долгое время ДНК считалась не более чем вспомогательным материалом, который в ядре клетки удерживал все на своих местах. Потом ученые обнаружили, что гены расположены в хромосомах, однако и тогда молекула ДНК не получила должного признания. Хромосомы состоят из ДНК и белков, и ученым казалось более правдоподобным, что именно белки контролируют наследственность. С точки зрения химии белки были гораздо интереснее: они существовали в бесчисленном количестве разнообразных форм – в виде кислот и щелочей, с низкими и высокими точками кипения. А ДНК, казалось, была всегда одной и той же. И лишь в 1940-х годах в ходе экспериментов с бактериями ученые обнаружили то, что всем казалось невозможным: гены состоят из ДНК. Как же этому простейшему веществу удается создавать такое многообразие характеристик, встречающихся в природе?

Все встало на свои места только в 1953 году, когда ученые Уотсон и Крик представили мировому сообществу свою модель структуры ДНК. Молекула ДНК состоит из длинных цепочек, составленных из четырех различных оснований: аденина, тимина, цитозина и гуамина – А, Т, Ц и Г. И соединены они с сахаром и фосфатом. Две цепочки сходятся вместе, образуя винтовую лестницу, перила которой состоят из сахара и фосфата, а в роли ступеней выступают пары оснований. Объединяясь, основания подчиняются строгим правилам: основание А всегда присоединяется к основанию Т, а основание Ц – к основанию Г. Таким образом, зная, как выглядит одна сторона лестницы, мы можем в точности воссоздать ее вторую половину. Клетки вскрывают эту молекулу посередине и считывают основания буква за буквой, словно книгу. Прикрепляя соответствующие буквы с каждой стороны, клетка может создать две идентичные копии рецепта, тем самым передавая его дальше. От клетки к клетке, из поколения в поколение.

С химической точки зрения рецепт ДНК человека мало чем отличается от рецепта ДНК, скажем, дуба: они состоят из одних и тех же структурных элементов. Отличие – в порядке их размещения.

В ядре самой первой клетки вашего будущего организма, которая в данный момент плывет вниз по фаллопиевой трубе, находятся 46 хромосом. Из них 23 принадлежали вашей матери, а еще 23 – отцу. Каждая хромосома содержит длинную цепочку ДНК, плотно закрученную вокруг белков. Суммарная длина всех этих цепочек ДНК внутри одной клетки – более двух метров. В момент соединения яйцеклетки и сперматозоида рецепт ДНК завершен. Теперь пришла пора им воспользоваться.