Небезынтересно сравнить тут генетику с такой вполне на нее похожей наукой, как физика. «Хоть это и звучит парадоксально, но мы можем сказать: современная физика проще, чем старая физика, и поэтому она кажется более трудной и запутанной», — писали Эйнштейн и Инфельд. Действительно, с более фундаментальных позиций объяснение явлений природы оказывается проще, но только, добавим от себя, сами эти позиции, само пространство размышлений новой науки становится много сложнее прежнего. То, что полвека назад произошло в физике, ныне совершается в биологии — она постепенно переходит в новое качество, в то новое интеллектуальное пространство (о котором нам и толковал Инге).
«По-видимому, человеческому уму очень трудно понять, что упорядоченное многообразие может появиться из беспорядка само по себе, хотя обратный процесс — возникновение беспорядка из порядка — кажется ему вполне естественным», — заметил однажды известный голландский эмбриолог Равен.
С детства мы восхищаемся замечательной целесообразностью поведения живых организмов, их жизнедеятельности, находящейся в полном согласии с их устройством. Идея гармонии природы прочно сидит в голове у каждого, кто хотя бы когда-нибудь задумывался над таинствами бытия.
Видимая же гармония живого опирается, должна опираться, не может не опираться, это ясный и безусловный эвристический вывод! — на такую же гармонию внутреннюю: на разных уровнях — тканевую, клеточную, внутриклеточную. Она основывается на точной и целесообразной подгонке всех реакций, обеспечивающих течение всех жизненных процессов. Все в них слажено и согласовано, отработано миллионами лет эволюции. Иначе и быть не может! Иначе такой невероятно сложный механизм, как живая клетка, был бы разодран в лохмотья, в клочья, разнесен на тысячи осколков мощными центробежными силами внутриклеточных молекулярных процессов.
И в конечном счете, основой всего выступает гармония молекул — гармония их взаимодействия.
Матричный синтез действует с необычайной эффективностью. Для него берется только то, что нужно, и то, что взято, используется в дело. Отличает его и высокая точность воспроизведения информации. В наших хромосомах сохраняются блоки, возникшие, вероятно, сотни миллионов лет назад. Словом, гармония достигает здесь наивысшего уровня, казалось бы. И возникающие изменения в самих генах — в исходных матрицах — ее не могут нарушить. Все остальные тут же подстраиваются по-новому.
Но вот оказывается, высокая эта точность до некоторой степени величина лишь среднестатистическая, сумма трудноуловимых неточностей. На всех этапах, во всех матричных процессах обнаруживается разнобой, неточность считывания, неоднозначность воспроизведения наследственной информации.
В ту пору, когда Равен писал свою книгу, генетики уже «взяли след» некоторых необычных интимных событий в жизни клетки. Но освоить эту новую картину полностью — задача непростая, она не решена до сих пор.
Но что же это все-таки такое — неоднозначность в реальном обличье?
Среди экспериментов, которые наглядно демонстрируют ее действия, есть один, простой, но очень убедительный.
У самых элементарных вирусов и фагов иной раз генов бывает очень немного, всего по нескольку штук. Так вот, в нехитрой генетической системе некоего фага один из генов содержит программу белка, из которого строится оболочка, чехольчик фага. Тут надо пояснить, что любой ген у любого организма на концах имеет что-то вроде стоп-сигналов; определенная коротенькая последовательность кодовых единиц-оснований обозначает, что ген кончился и в этом месте надо кончать снимать копию с этого гена, далее пойдет другая запись. Так вот, у нашего фага копирование время от времени идет неоднозначно: стоп-сигнал прочитывается копирующей системой как значащий участок гена. И — вот где зарыта собака! — «ненормальные» молекулы белка, встраиваясь в чехольчик фага, сообщают ему инфекционность. И все потому, что в его системах примерно в двух случаях из ста срабатывает неоднозначность: то ли так прочтется ген, то ли эдак.
Уже из одного этого примера видно, что неоднозначность может оказаться механизмом такого важного свойства живых организмов, как изменчивость. Притом довольно замечательным механизмом — тоже гибким и изменчивым.
Это отчетливо показали, например, красивые опыты известных молекулярных генетиков С. И. Алиханяна и Э. С. Пирузян. Был у них в работе такой фермент — с характером: он менял свое действие в зависимости от того, какая аминокислота, какой строительный блок оказывался на определенном участке его молекулы. Так выходило, что рибосома — «сборочный цех» — пропускала на это место или одну аминокислоту, или другую. И вот с одной из них фермент был мутатором, а со второй — антимутатором. Либо понижал уровень изменчивости в клетке, либо повышал!