Знание-сила, 2002 № 02 (896)

Знание-сила, 2002 № 02 (896)

Ежемесячный научно-популярный и научно-художественный журнал

Жанры: Научпоп, Газеты и журналы
Серии: -
Всего страниц: 60
ISBN: -
Год издания: 2002
Формат: Полный

Знание-сила, 2002 № 02 (896) читать онлайн бесплатно

Шрифт
Интервал

Ежемесячный научно-популярный и научно-художественный журнал

Издается с 1926 года

«ЗНАНИЕ – СИЛА» ЖУРНАЛ. КОТОРЫЙ УМНЫЕ ЛЮДИ ЧИТАЮТ УЖЕ 75 ЛЕТ!


Заметки обозревателя

Протеомика. Лидер науки XXI века

Александр Волков


Итак, в 2000 году, наконец, удалось составить точную карту генома человека – получить бесконечный ряд «букв», в котором среди биологического мусора затеряны отдельные «слова», то бишь гены. Теперь многие специалисты заняты «биогерменевтикой» – они истолковывают добытую запись, отыскивая среди непонятицы знаков все новые гены.

Но в поисках случайных «слов» не теряем ли мы общий смысл сказанного? Гены – всего лишь «инструкция», «схема», по которой изготовлен подлинный «продукт»: протеины, то есть белки*. Говоря языком, понятным всем, гены – поваренная книга, испещренная тысячами рецептов; протеины – угощение, выставленное на стол.

Все живое состоит прежде всего из протеинов. В процессах, протекающих внутри организмов, участвует невероятное множество белковых молекул. Для биохимиков все более понятно, что разнообразие жизненных процессов нельзя сводить исключительно к генам. Его надо искать на других стадиях – стадии клетки и стадии протеинов.

В начале XX века протеины уже пребывали в центре внимания ученых. Именно тогда стало ясно, что белковые молекулы являются основными участниками жизненных процессов. Поэтому их назвали «протеинами» (от греческого слова protos, «первый», «важнейший»). Когда в середине века было доказано, что молекулы ДНК содержат уникальную информацию о структуре белка, тогда внимание ученых переключилось на генетический код живых организмов. Интерес вызывали нуклеиновые кислоты, в частности, ДНК и РНК, а вот протеины казались теперь чем-то второстепенным.

Еще в шестидесятые годы ученые выяснили приблизительный механизм возникновения протеинов. В ядре каждой клетки тела – за исключением красных кровяных телец – содержится точная схема белковых молекул, из которых состоит организм. Если клетке нужен какой-либо белок, то соответствующий ген, спрятанный внутри ядра, изготавливает его копию.

До недавнего времени считалось, что у каждого гена имеется схема всего одного протеина с одной-единственной функцией. Однако выяснилось, что все гораздо сложнее. Так, у человека один и тот же ген иногда участвует в синтезе нескольких белков; всего их может быть до двух десятков.

Мало того! Многие протеины со временем меняются, и гены никак не влияют на этот процесс. Происходит это путем присоединения к белковым молекулам особых побочных групп – фосфатидов, сахаридов или ненасыщенных углеродных цепочек. Все эти события – как и образование пространственной структуры белка – никак не отмечены в каких-либо схемах (генах).

Другими словами: даже если генетикам удастся полностью истолковать геном, они – вернемся к нашему кулинарному сравнению – окажутся в положении посетителя ресторана, который заказал несколько блюд из предложенного ему меню, но когда их список был отправлен на кухню, с удивлением и ужасом узнал, что, как бы он ни обдумывал заказ, на этой «протеиновой кухне» все равно приготовят «что-нибудь на свое усмотрение», выбрав такие добавки и приправы, что никогда не поймешь, чем тебя угостят.

По аналогии с геномом – совокупностью всех человеческих генов – сумму всех протеиновых молекул, сформированных в клетке на определенный момент времени, называют «протеомом». Геном говорит, какие процессы могут теоретически протекать внутри данной клетки, а протеом – судя по имеющимся протеинам – подсказывает, что в самом деле происходит здесь.

Геном имеет неизменный вид; протеом постоянно меняется. Ведь на сосгав белковых молекул влияют самые разные факторы: выбор питательных веществ и приток кислорода, перенесенный стресс, принятые по рецепту лекарства и даже механическое давление. Организм все время реагирует на состояние окружающей среды, пытаясь сохранить физиологическое равновесие. Внешние факторы, наоборот, стремятся нарушить его. Эти процессы связаны с синтезом, преобразованием и разложением белков. Итак, «протеом» – это опись имущества клетки по состоянию на данную минуту или моментальное фото, запечатлевшее одно из мгновений в ее жизни.

Анализировать протеины труднее, чем подсчитать и оприходовать гены. Ведь иметь с ними дело хлопотно: они подчас изменчивы, как Протей; они меняют свою структуру вслед за изменением химической среды, да и, в отличие от ДНК, их вряд ли размножишь в пробирке. Если расшифровка генома (точнее, составление его карты) была автоматизирована так, что «с ней справилась бы любая обезьяна», как едко заметил нобелевский лауреат Джеймс Уотсон, один из открывателей структуры ДНК, то методы анализа протеинов гораздо сложнее.

Однако, невзирая на эти проблемы, все больше университетских ученых берется за честолюбивую задачу – анализ протеома (о работе российских биологов в области белковых исследований смотрите, например, статью «От зеленых вирусов к изумрудным овцам» в «Знание – сила» № 4 за 2001 год и статьи «Темы номера» в «Знание – сила» № 7 за 2001 год).

Отвечая на вопрос, для чего нужна расшифровка генома, ученые подчеркивают. что знание генов убережет человека от наследственных недугов. Однако не все болезни передаются нам по наследству. Многие никак не связаны с «родовым проклятием». Выявить эти болезни «в зародыше» можно, лишь узнав, как изменился состав белков внутри наших клеток. По этой перемене можно заранее заметить патологические процессы, начавшиеся в организме. Заметить – и вовремя вмешаться!


Еще от автора Журнал «Знание-сила»
Знание-сила, 2000 № 08 (878)

Ежемесячный научно-популярный и научно-художественный журнал для молодежи.


Знание-сила, 1999 № 01 (859)

Ежемесячный научно-популярный и научно-художественный журнал для молодежи.


Знание-сила, 1999 № 02-03 (860,861)

Ежемесячный научно-популярный и научно-художественный журнал для молодежи.


Знание-сила, 2000 № 02 (872)

Ежемесячный научно-популярный и научно-художественный журнал для молодежи.


Знание-сила, 2001 № 03 (885)

Ежемесячный научно-популярный и научно-художественный журнал.


Знание-сила, 2000 № 04 (874)

Ежемесячный научно-популярный и научно-художественный журнал для молодежи.


Рекомендуем почитать
Проект «Гадес»

В книге рассказывается история главного героя, который сталкивается с различными проблемами и препятствиями на протяжении всего своего путешествия. По пути он встречает множество второстепенных персонажей, которые играют важные роли в истории. Благодаря опыту главного героя книга исследует такие темы, как любовь, потеря, надежда и стойкость. По мере того, как главный герой преодолевает свои трудности, он усваивает ценные уроки жизни и растет как личность.


Последнее шоу

В книге рассказывается история главного героя, который сталкивается с различными проблемами и препятствиями на протяжении всего своего путешествия. По пути он встречает множество второстепенных персонажей, которые играют важные роли в истории. Благодаря опыту главного героя книга исследует такие темы, как любовь, потеря, надежда и стойкость. По мере того, как главный герой преодолевает свои трудности, он усваивает ценные уроки жизни и растет как личность.


¥
¥

Новая повесть Ульяны Гамаюн.Об авторе | Ульяна Гамаюн родилась 06.01.1984 в г. Днепропетровске, окончила факультет прикладной математики Днепропетровского национального университета им. Олеся Гончара. Программист. В “Знамени” печатается впервые.


Пустыня

В книге рассказывается история главного героя, который сталкивается с различными проблемами и препятствиями на протяжении всего своего путешествия. По пути он встречает множество второстепенных персонажей, которые играют важные роли в истории. Благодаря опыту главного героя книга исследует такие темы, как любовь, потеря, надежда и стойкость. По мере того, как главный герой преодолевает свои трудности, он усваивает ценные уроки жизни и растет как личность.


Погода интересует всех

Когда у собеседников темы для разговора оказываются исчерпанными, как правило, они начинают говорить о погоде. Интерес к погоде был свойствен человеку всегда и надо думать, не оставит его и в будущем. Метеорология является одной из древнейших областей знания Книга Пфейфера представляет собой очерк по истории развития метеорологии с момента ее зарождения и до современных исследований земной атмосферы с помощью ракет и спутников. Но, в отличие от многих популярных книг, освещающих эти вопросы, книга Пфейфера обладает большим достоинством — она знакомит читателя с интереснейшими проблемами, которые до сих пор по тем или иным причинам незаслуженно мало затрагиваются в популярной литературе.


Перо и маска

«Настоящая книга представляет собою сборник новелл о литературных выдумках и мистификациях, объединенных здесь впервые под понятиями Пера и Маски. В большинстве они неизвестны широкому читателю, хотя многие из них и оставили яркий след в истории, необычайны по форме и фантастичны по содержанию».


Полчаса музыки. Как понять и полюбить классику

Cлушать музыку – это самое интересное, что есть на свете. Вы убедитесь в этом, читая книгу музыкального журналиста и популярного лектора Ляли Кандауровой. Вместо скучного и сухого перечисления фактов перед вами настоящий абонемент на концерт: автор рассказывает о 600-летней истории музыки так, что незнакомые произведения становятся близкими, а знакомые – приносят еще больше удовольствия.


Неопределенный электрический объект. Ампер. Классическая электродинамика.

Андре-Мари Ампер создал электродинамику — науку, изучающую связи между электричеством и магнетизмом. Его математически строгое описание этих связей привело Дж. П. Максвелла к революционным открытиям в данной области. Ампер, родившийся в предреволюционной Франции, изобрел также электрический телеграф, гальванометр и — наряду с другими исследователями — электромагнит. Он дошел и до теории электрона — «электрического объекта», — но развитие науки в то время не позволило совершить это открытие. Плоды трудов Ампера лежат и в таких областях, как химия, философия, поэзия, а также математика — к этой науке он относился с особым вниманием и часто применял ее в своей работе.


Стратегии решения математических задач

Любую задачу можно решить разными способами, однако в учебниках чаще всего предлагают только один вариант решения. Настоящее умение заключается не в том, чтобы из раза в раз использовать стандартный метод, а в том, чтобы находить наиболее подходящий, пусть даже и необычный, способ решения.В этой книге рассказывается о десяти различных стратегиях решения задач. Каждая глава начинается с описания конкретной стратегии и того, как ее можно использовать в бытовых ситуациях, а затем приводятся примеры применения такой стратегии в математике.


Камень, ножницы, теорема. Фон Нейман. Теория игр.

Джон фон Нейман был одним из самых выдающихся математиков нашего времени. Он создал архитектуру современных компьютеров и теорию игр — область математической науки, спектр применения которой варьируется от политики до экономики и биологии, а также провел аксиоматизацию квантовой механики. Многие современники считали его самым блестящим ученым XX века.