Судя по новому определению, можно подумать, что единицей жизни является не клетка, а ферменты, находящиеся в клетках. Но коль скоро ферменты могут быть созданы только внутри клетки и только клеткой, то это различие носит чисто академический характер. Если, конечно, нам не удастся связать образование ферментов с чем-то отличным от клетки как таковой.
В течение последних десятилетий было убедительно доказано, что тысячи различных ферментов (по одному на каждую из тысяч различных химических реакций, постоянно протекающих в клетке) создаются в клетке под контролем хромосом.
Перейдя к хромосомам и оставаясь на молекулярном уровне, я должен объяснить, что хромосомы состоят из ряда гигантских молекул, называемых нуклеопротеидами; каждая из них состоит частично из белка и частично из нуклеиновой кислоты. По своей структуре нуклеиновая кислота совершенно отлична от белка.
Нуклеиновая кислота получила свое название потому, что впервые была обнаружена в ядре (ядро по-латыни nucleus). Вскоре она была обнаружена и в цитоплазме, но ее первоначальное название сохранилось. Есть два вида нуклеиновой кислоты — дезоксирибонуклеиновая кислота и рибонуклеиновая кислота. Сокращенно они именуются ДНК и РНК. ДНК присутствует только в ядре, и хромосомы по большей части состоят из нее. РНК находится главным образом в цитоплазме, хотя небольшое количество ее есть и в ядре.
Исследования, проведенные в 50-х годах, показали, что не просто хромосомы, а именно ДНК (с помощью РНК) контролирует синтез специфических ферментов. Можно сказать, что через ферменты нуклеиновые кислоты руководят химической деятельностью клетки и, следовательно, контролируют все функции, которые ассоциируются у нас с функциями живого организма.
Но могут ли нуклеиновые кислоты считаться «живыми» на том основании, что они контролируют функции живых организмов? Когда речь шла о клетке, мы назвали ее живой только после того, как выяснилось, что одна-единственная клетка способна выполнять функции целого организма. Точно так же мы не можем считать нуклеиновые кислоты живыми, до тех пор пока не выясним, способна ли молекула нуклеиновой кислоты выполнять функции целого организма.
Давайте снова вернемся в прошлое столетие.
Еще в 1880 году французский биохимик Луи Пастер, изучая бешенство, пытался выделить возбудителя этой болезни. Дело в том, что примерно за двадцать лет до этого он выдвинул микробную теорию заразных болезней; согласно этой теории, все инфекционные заболевания вызываются микроорганизмами. Бешенство было явно инфекционной болезнью, но ее возбудителя никак не могли найти.
У Пастера было два выхода. Он мог либо отказаться от своей теории, либо сделать поправку ad hoc, то есть только для данного случая. Обычно такие поправки ad hoc производят жалкое впечатление, но гений всегда с честью выходит из положения. Пастер предположил, что микроб бешенства существует, но он слишком мал, чтобы его можно было увидеть в микроскоп.
И Пастер оказался прав.
В то время начали — на этот раз ботаники — изучать еще одну болезнь, табачную мозаику, названную так потому, что при этой болезни листья табака как бы испещряются мозаикой. Сок из больного листа заражал здоровый лист, и, по теории Пастера, здесь тоже должен был существовать заразный микроб. Однако и его не могли найти.
В 1892 году русский бактериолог Дмитрий Иосифович Ивановский пропустил некоторое количество сока зараженного листа через фарфоровый фильтр, отверстия которого были настолько малы, что через них не проходила ни одна, даже самая маленькая бактерия. Пропущенный через фильтр сок все же остался заразным. Поэтому возбудитель болезни был назван «фильтрующимся вирусом». (Вирус в переводе с латинского означает яд, а «фильтрующийся вирус» значит просто-напросто «яд, проходящий через фильтр».)
Было показано, что и другие болезни, включая бешенство, вызываются фильтрующимися вирусами. Однако природа этих вирусов стала известна лишь в 1931 году, когда английский бактериолог Уильям Дж. Элфорд создал фильтр с настолько малыми отверстиями, что они задерживали вирусы. Таким образом, оказалось, что вирус, который гораздо меньше даже самых маленьких клеток, намного крупнее большинства молекул.
Но можно ли назвать вирусную частицу (какова бы ни была ее природа) живым организмом? Она заражает клетки и поэтому должна как-то ощущать их присутствие и соответственно реагировать на них. Она должна питаться их содержимым, впитывать, усваивать, использовать энергию, расти и размножаться. И при всем том вирусная частица, безусловно, не состоит из клеток в том виде, в каком они были известны. Вот так в 1930 году проблема сущности жизни повисла в воздухе, хотя в 1830 году клеточная теория, казалось бы, внесла в нее полнейшую ясность.