Структура живых существ

Строение и поведение организма в значительной мере определяется его генотипом, основу которого составляет набор хромосом. Каждая хромосома представляет собой свернутую молекулу ДНК, в структуре которой в зашифрованном виде хранится информация о структурах белков. Молекула белка представляет собой цепь из последовательно расположенных аминокислот, а молекула ДНК сложена из последовательно расположенных нуклеотидов. Три нуклеотида (триплет) соответствуют определенной аминокислоте в составе белка. Последовательность таких триплетов на определенном фрагменте молекулы ДНК (данный фрагмент называется геном) кодирует последовательность соответ­ствующих аминокислот в молекуле белка. Код этот в настоящее время расшифрован. Триплет позволяет реализовать 4³ = 64 различных сочетаний нуклеотидов (всего используется 4 различных нуклеотида). Всего таким образом можно закодировать присутствие в молекуле белка до 64 различных видов аминокислот (задействовано всего 20).

Как рождалась таблица генного кода, нам неизвестно. Несомненно лишь то, что в принципах кодировки присутствует доля свободы выбора, точно так же, как, например, в случае кодировки компьютерных систем, где символу «А» соответствует числовой код 65, символу «В» - код 66 и т.п. По большому счету вся таблица является следствием определенного соглашения, которое выступает в роли стандарта для компьютерных систем различных фирм, конструкций и т.п., что обеспечивает информационную совместимость этих систем. Код ДНК также призван обеспечить совместимость (родство) биосистем.

В зависимости от состава внутренней среды организма в хромосомах клеток активизируются различные гены, следовательно, синтезируются различные белки, состав которых однозначно определяет организацию и функциональность каждой клетки и организма в целом. Все клетки данного организма имеют одинаковый набор молекул ДНК. Это достигается за счет уникальной способности ДНК создавать свои точные копии. Поэтому при делении клетки каждая из дочерних клеток получает одинаковую наследственность. Однако в процессе жизнедеятельности разные клетки оказываются в разных условиях внутренней среды организма. Поэтому у разных клеток активизируются различные фрагменты ДНК, что вызывает различную функциональную специализацию клеток, формируются различные органы, ткани и т.п. То есть строение и поведение любой биосистемы (например клетки) определяется как ее наследственностью, так и составом среды, в которой она развивается. Генетическая программа представляет собой именно программу, которая не жестко направляет процесс эволюции, а регламентирует, что делать при возникновении тех или иных условий.

В генетической программе биосистемы содержится достаточно исчерпывающий набор реакций на самые различные требования среды. В то же время иногда возникают ситуации, не предусмотренные программой. Тогда запускается механизм оптимизационного поиска верного решения. Если решение найдено, то механизмы отбора обязательно закрепят его в форме соответствующего фрагмента ДНК. Таким образом, генетическая программа постоянно развивается и совершенствуется.

Возможно, одним из механизмов клеточных мутаций является искажение генетической программы клетки совершенно чуждой информацией, поставляемой вирусами. Вирус представляет собой молекулу ДНК, окруженную белковой оболочкой. Попадая в клетку, ДНК вируса включается в ее работу, заставляя клетку синтезировать ДНК и белки вируса. Иногда вирус не подавляет клетку хозяина бурным размножением, а мирно существует в ней. Так, например, онкогенные вирусы в отличие от инфекционных внедряются непосредственно в хромосомный аппарат клетки, встраиваясь в генетическую программу зараженной клетки. Такая клетка становится раковой. При росте опухоли автоматически происходит размножение вирусной генетической программы. Иногда клеткам удается как-то «договориться» с тем или иным вирусом и построить с ним взаимовыгодный симбиоз, который не только сглаживает конфликт между хозяином и паразитом, но и еще более укрепляет исходное единство, делая его более богатым и жизнеспособным. Симбиоз энергетически более выгоден, чем система «хозяин-паразит», поэтому такие системы очень часто эволюционируют к состоянию симбиоза.

Разные организмы, а тем более разные виды организмов содержат разные наборы ДНК. Каждый такой набор определяет специфику той функции, которую данный вид организмов будет выполнять в составе биосферы, участвуя тем самым в поддержании ее устойчивости. Тем не менее, в основе каждого генотипа любого вида живых организмов лежит нечто общее, что можно с полным правом назвать генетической программой жизни в целом, которая определяет набор возможных реакций на самые различные внешние воздействия, порождая в ответ на эти воздействия новые конкретные генотипы, соответствующие новым видам живых существ.