Основы молекулярной биологии и генетики
Прежде чем рассуждать о механизме старения, не обладающему специальным биологическим образованием читателю нужно познакомиться с основами молекулярной биологии и генетики.
Генетическая информация. Основная информация о строении клетки в частности и организма в целом содержится в ДНК – очень длинной молекуле дезоксирибонуклеиновой кислоты, состоящей, как правило, из двух изогнутых относительно друг друга цепочек (так называемая двойная спираль). Каждая цепочка состоит из повторяющихся блоков – нуклеотидов. Одни части нуклеотидов связаны между собой и образуют каркас цепочки, а другие части – азотистые основания – связаны с азотистыми основаниями другой цепи. Всего таких оснований четыре: аденин (A), гуанин (G), тимин (T) и цитозин (C). А соединяется с Т, а G – с C. Отдельные фрагменты ДНК называются генами, и в них кодируется информация о различных признаках организма и клетки.
Использование генетической информации. ДНК – это своего рода «генеральный план», содержащий общую информацию об организме. Но как это связано с жизнью организма? Для повседневного функционирования каждой клетке нужны белки – очень сложные органические вещества, состоящие из аминокислот. Многочисленные природные белки состоят из 20 аминокислот. Белки выполняют различные функции; многие из них обеспечивают или ускоряют различные химические реакции, и в таком случае они называются ферментами. Именно в генах и заложена информация о строении белков (в виде триплетов нуклеотидов, или «кодонов», например AGA или AGG, соответствующих отдельной аминокислоте). ДНК сама не может создавать белки. Для этого в ходе так называемой транскрипции с участием особого фермента (РНК-полимеразы) создается «временная копия» нужного гена – фрагмент похожей на ДНК молекулы РНК (рибонуклеиновой кислоты). РНК отличается от ДНК тем, что состоит только из одной цепи, а вместо тимина в ней присутствует урацил (U). Ученые считают, что на ранних этапах эволюции жизни на Земле РНК служила основным средством хранения генетической информации и лишь потом эта функция перешла к более сложной ДНК. РНК с копией записи о структуре белка – матричную, или мРНК, – транспортные РНК (тРНК) доставляют к особой клеточной структуре – рибосоме, состоящей из белков и рибосомных РНК (рРНК). Рибосома служит своего рода «считывающим механизмом», через который проходит мРНК и который синтезирует белок, по очереди захватывая нужные (соответствующие триплету) аминокислоты из тех, что растворены в клетке.