Взламывая биологию

Первый шаг к открытию РНК и ее роли в молеклуярной биологии клетки был сделан в 1869 г., когда швейцарский врач Фридрих Мишер выделил из ядра клеток гноя неизвестную субстанцию. Мишер назвал ее «нуклеином». Через несколько лет немецкий биохимик Альбрехт Коссель показал, что нуклеин – это кислота, содержащая пять азотистых оснований, а именно аденин, цитозин, гуанин, тимин и урацил. Коссель получил в 1910 г. Нобелевскю премию по физиологии и медицине за выделение и описание нуклеиновых кислот.

Прошло еще несколько лет, прежде чем биологи установили, что имеется два типа нуклеиновых кислот – ДНК и РНК. В 1933 г. бельгийский биохимик Жан Браше показал, что ДНК локализована в хромосомах, тогда как РНК присутствует в цитоплазме всех клеток. Браше отметил, что клетки, богатые РНК, как правило, активно участвуют в синтезе белка, и пришел к выводу, что РНК имеет отношение к этому процессу. Механизм, связывающий ДНК, РНК и синтез белка, сегодня известен как центральная догма молекулярной биологии, но он открылся ученым, только когда стало ясно строения ДНК, то есть в 1953 г.

Вирус гриппа не содержит ДНК, генетическую информацию о нем несет РНК. Вирус не может размножаться самостоятельно: для этого он захватывает клетки организма-хозяина, вызывая знакомые всем симптомы.

Типы РНК

ДНК имеет в составве азотистые основания – аденин, цитозин, гуанин и тимин, и их последовательность определяет генетический код. РНК имеет сходную структуру, но вместо тимина содержит урацил. Кроме того, РНК – это, как правило, одинарная нить, тогда как ДНК – спираль, состоящая из двух нитей. РНК из одной нити, известная как матричная РНК (мРНК), передает генетическую информацию в клетку. Эту информацию конвертируют в белки структуры под названием рибосомы; они состоят частично из переплетенных молекул РНК (рибосомной РНК). мРНК проходит через рибосому, а при помощи транспортной РНК (тРНК) считывается последовательность оснований и выстраивает белок.

Американский биохимик Роберт У. Холли был одним из лауреатов Нобелевской премии по физиологии и медицине 1968 г. за описание структуры транспортной РНК, которая влияет на механизм синтеза белка.

Экосистемы

Экосистема – это совокупность всех организмов, а также неживых элементов, составляющих их среду. Отношения внутри экосистемы изучает экология, зародившаяся в конце XIX в. Название науке дал немецкий зоолог Эрнст Геккель.

Геккель был одним из сторонников новой теории эволюции Дарвина. Термином «экология» он обозначил исследование отношений между организмами и их средой, которые и составляют суть естественного отбора. Одним из основоположников новой науки был британский ботаник Артур Тенсли. Опираясь на исследования других ученых-дарвинистов, например датского ботаника Эугениуса Варминга, Тенсли стал собирать вокруг себя единомышленников, которые впоследствии вошли в состав первого профессионального сообщества ботаников, позже трансформировавшегося в 1913 г. в Британское экологическое общество. Он также стал редактором нового журнала Journal of Ecology.

На рисунке Александра фон Гумбольдта показаны растения, найденные им на вулканическом острове. Он иллюстрирует, как перемена климата и прочие факторы формируют разнообразные экосистемы на разных высотах.

ГИДРОТЕРМАЛЬНЫЙ ИСТОЧНИК

Гидротермальные источники – одни из самых необычных экосистем земли. Глубоко на дне океана из трещин вырывается очень горячая вода. Источники, подогреваемые вулканической активностью под океаническим дном, являются домом и источником питания для многих организмов, в том числе микроскопических бактерий и погонофор – беспозвоночных, обитающих в хитиновых трубках.

Концепцию экосистемы Тенсли представил в работе, которую опубликовал значительно позже, в 1935 г. Он описывал экосистемы как базовые единицы природы и надеялся привлечь внимание к сложному процессу транспортировки веществ между живыми организмами и неживой средой. Идеи Тенсли быстро приобрели популярность и создали новое поле научных исследованиий, которое с годами только ширится.