Хувьслаар ген алдагдана
Ингэж Шпигельман нарын туршилтаар амьгүй биетүүд ч бас хувьсаж болдог нь тодорхой болов. Гэхдээ Шпигельман нарын харсан тэр хувьсах үзэгдэлд амьтад дээр өрнөдөг хувьслаас илэрхий ялгаатай нэг зүйл байсан. Юу гэвэл хувьслаар РНХ-ийн хэмжээ улам бүр богиносож, удмын мэдээлэл нь алдагдсан явдал юм.
Туршилтын өмнөх РНХ нь 4,000 суурь бүхий урттай бөгөөд гурван төрлийн генийн мэдээлэл кодлогдсон байсан бол шилжүүлэн суулгахын хэрээр аажмаар богинохон болж, эцэстээ ердөө 200 суурь бүхий урттай РНХ үлдсэн нь нэгэнт бүх генийн мэдээллээ алдчихсан байж. Мэдээж амьд биет хувьсахдаа ингэж бүх генээ алдана гэж байдаггүй. ДНХ дотор хадгалагдсан генийн мэдээллээ алдчих юм бол үржих нь байтугай энерги ч үйлдвэрлэж чадахаа байгаад үхээд өгнө.
Тийм бол яагаад Шпигельман нарын туршилтад генийн мэдээлэл алдагдаж орхисон юм бол?
Энэ нь тэдний туршилтад генийн мэдээллийг орчуулан ашиглах механизм байгаагүй, өөрөөр хэлбэл генийн мэдээлэл нь ердөө л хэрэггүй ачаа төдий байсантай холбоотой.
Үүнийг сая өгүүлсэн каноны жишээгээр тайлбарлая. Шпигельман нарын туршилтад, хувилагч машин ба ажилчдад огт падгүй нэг бичиг өгөөд “Май, энэ бичгийн доторх агуулга ямар байх нь хамаагүй, зүгээр л бушуухан хувилаад аль!” гэж тушаасантай адил зүйл болжээ. Доторх агуулга нь өөрчлөгддөг ч байна уу, бүр ерөөсөө бичиг нь арилсан ч ямар ч асуудалгүйгээр хувилаад л байна. Тэр бүү хэл бичиг нь арилаад богиносох тусам бүр ч хурдан хувилна биз?
Тиймээс гол нь хурдан л хувилаад аль гэж шаардах юм бол анхны бичигт байсан мэдээлэл алдагдаад л байна. Шпигельманы туршилтаар яг л тийм зүйл өрнөсөн гэхэд болно.
За тэгвэл хэрвээ хувилах гээд байгаа бичиг нь хувилагч машины (каноны) техникийн хар зураг байвал юу болох вэ? Ажилчин эхлээд хувилах гэж буй цаасаа харж байгаад канон угсарч, дараа нь тэр угсарсан каноноороо цаасаа хувилна (хувилах бүртээ шинээр угсарна). Мангар их цаг хөлс үрсэн ажил болох боловч ингэх юм бол цаасан дээрх мэдээлэл алдагдах нь багасах учиртай. Яагаад гэвэл техникийн хар зургийн мэдээлэл алдагдвал каноноо угсарч чадахаа байж, улмаар цаасаа хувилж чадахгүй болно шүү дээ. Ийм аргаар явбал цаасан дээрх мэдээлэл найдвартай хадгалагдана.
Энэ бол чухам яг амьтдын хийдэг ажил юм. Амьтад өөрийн ДНХ-д бичээтэй хар зургаа ашиглан өөрийгөө угсарч байдаг гэсэн үг.
Хувьсах чадвар ба чанар
Саяхнаас манай багийнхан үүн шиг өөрөө каноноо угсрангаа олшроод явдаг хувилах систем бодитоор бүтээж үзсэн юм.
Шпигельман нарын туршилтаар гаднаас нэмж өгч байсан РНХ хувилагч ферментийг манайд бол ген байдлаар РНХ-д нь хадгалуулсан. Дээр нь бид генээс РНХ хувилагч фермент үйлдвэрлэх механизмыг ч (орчуулах систем) нэмж өгсөн. Ингэснээр РНХ нь өөрт байгаа РНХ хувилагч ферментийн хар зураг (ген) ашиглан хувилагч ферментээ бүтээж, бүтээсэн хувилагч ферментээрээ дамжуулан өөрийгөө хувилж чаддаг болов. Энэ бол дөнгөж сая өгүүлсэн каноноо өөрөө угсарч байгаад хувилдаг аргатай ижил зарчим юм.
За тэгээд манай РНХ хувилах урвал удаан хугацаанд дахин дахин өрнөсний үр дүнд юу болсон гэж бодно? Бид Шпигельман нарын туршилттай адилаар хуруу шилэнд РНХ-ээ хувилж, урвал зогсоод ирэхээр дараагийн урвалын шингэн рүү шилжүүлэн суулгах ажлыг 200 гаруй удаа давтаж үзэв. Тэгж байтал мөн л Шпигельман нарынхтай адилхан РНХ-д мутац хуримтлагдаад ирлээ шүү. Гэхдээ Шпигельманыхаас ялгаатай нь РНХ богиносох явдал ажиглагдсангүй. Үүнийг богиноссон РНХ-үүдийн хувилагч ферментийн хар зурагт асуудал үүссэн тул тийм РНХ-үүд үржиж чадаагүй гэдгээр тайлбарлах боломжтой.
Зураг 2. Бидний бүтээсэн орчуулагч бүхий РНХ хувилагч
Шпигельманы туршилтад РНХ хувилагч ферментийг гаднаас оруулж байсан бол дээрх туршилтаар хувилагч фермент нь РНХ-д өөрт нь байх генийг орчуулах байдлаар дотроо бүтээгддэг
Тэгж ингэж байтал яваандаа мутацын нөлөөгөөр хурдан үржих чадвар бүхий РНХ-үүд ээлж дараалан хувьсаад ирлээ. Эцэст нь бий болсон РНХ анхны РНХ-тэй харьцуулахад 38 газраа өөрчлөгдөж, 1,000 дахин хурдан үрждэг болон хувьссан юм (*9).
Ийнхүү бидний туршилтад ашигласан РНХ нь амьтан шиг ген агуулахын зэрэгцээ генийн мэдээллээ алдалгүйгээр хувьсдаг амьгүй биет болж таарав. Түүгээр зогсохгүй сүүлийн үед бид энэ РНХ-дээ хэсэгхэн боловч бодисын солилцоо хийх чадварыг ч амжилттай суулгаж чадсан (*10).
Энэ шинэ РНХ өөрөө өөрийнхөө түүхий эдийн зарим хэсгийг үйлдвэрлэж, өөрийгөө хувилан үржиж чадна. Шулуухан хэлэхэд өмнө өгүүлсэн амьд биетийн нөхцөл болох “үржих”, “бодисын солилцоо хийх”, “хувьсах чадвар” гээд бүгдий нь хангасан гэсэн үг. Тийм бол за тэгвэл бидний бүтээсэн энэ РНХ-ийг амьд биет гэж хэлж болох уу?
Би лав тэгж бодохгүй байна. Энэ РНХ-ийн хувьсал нээрээ ч хувьсал мөн боловч амьтдын өрнүүлдэг тэр хувьсалтай харьцуулахад нэг л ондоо болохоор тэр.
Энэ РНХ-д “хувьсах чадвар” бий юү үгүй юү гэвэл гарцаагүй бий. РНХ-ийг шилжүүлэн суулгаад л байвал улам хурдан болон хувьсана. Гэсэн ч амьгүй хэрнээ хувьсдаг биет бүтээж үзсэнээр асуудал “хувьсах чадвар” бий юү үгүй юү гэсэн хоёрхон сонголтын яриа биш юм байна гэдгийг бид ойлгож авсан юм.
Хараад байхад хувьсах чадварт “чанар” гээч юм байдаг бололтой. РНХ-ийн хувьсалд тэр чанар бага байх шиг харагдсан. Хувьсал тохиож болох цар хүрээ нь бага гэж хэлж ч болох юм. Тэгтэл амьд биетийн хувьслын чанар маш өндөр, хойно хойноос нь шинэ шинж чадваруудыг олж хувьсаад л байдаг.
Энэхүү хувьслын чанар гээч юм л чухамхүү амьтай ба амьгүй биетийг ангилах нөхцөл юм уу даа гэж бидэнд санагдсан юм. Тэгэхээр энэхүү РНХ шиг амьгүй биетийн хувьсал ба амьд биетийн хувьсал хоорондоо чанарын хувьд ямар ялгаатай талаар дэлгэрүүлэн тайлбарлая.
Амьд биет бага багаар комплекс болдог
Юуны өмнө амьд биетийн хувьслыг эхлээд харъя. Амьд биетийн хувьслаар янз бүрийн уран нарийн механизмууд элбэг гарч ирдэг.
Хамгийн их яригддаг жишээ гэвэл “нүд” байна. Нүд бол тун ч ээдрээтэй нарийн бүтэцтэй эрхтэн. Эхлээд гэрэл цуглуулдаг линз байна, фокусаа тааруулахын тулд линзээ агшааж сунгадаг булчин байна. Тэгээд дүрс буулгадаг торлог байж, тэнд гэрэл болон өнгийг мэдэрдэг мэдрэгч (харааны мэдрэл) байна.
Эдгээр механизм тус бүртээ гайхмаар нягт нарийн ажилладаг байхаар бүтээгдсэн байдаг. Ийм комплекс эрхтэн үе шаттайгаар хувьсаж ирсэн гэж үздэг. Хамгийн анх гэрэл мэдэрдэг мэдрэл бий болсон. Энэ шатанд нүдний мэдрэх түвшин ч сайнгүй, аливаа зүйлийн хэлбэр хэмжээг яагаад ч мэдэх боломжгүй. Гэхдээ л гэрэл ч мэдэрч чадахгүйн дэргэд бол хамаагүй дээр. Хаана гэрэл байна, хаана харанхуй байна гэх төдийд л мэдрэх тул далайн ёроол хаана байна, мандал хаана байна гэдгийг мэдэхэд нэмэртэй.
Тэгж байтал гэрэл цуглуулдаг линз хувьсаж, илүү бүдэг гэрлийг ч мэдрэх чадвартай болов. Нэг дор олноор цуглахаараа тунгалаг талст болдог зарим нэг уураг байдаг. Тэр талст нь дугуйраад хотойчих юм бол линз болгон ашиглах боломжтой болно. Магадгүй тохиолдлоор санаандгүй бий болсон тийм уургийн талстыг линз болгон ашигласан юм шиг харагддаг.
Үүний нотолгоо гэвэл нүдний линз болж ашиглагддаг уураг амьтан бүрт янз бүр байдаг. Хүн халуун цохилтын уураг (heat shock protein) гээчийг ашигладаг бол шувуу болон хэвлээр явагчид аргинин болон шүвтэр нийлэгжүүлдэг ферментийг (аргининосукцинат лиаза) орлуулан ашигладаг (*11). Линзтэй болчихвол гэрэл цуглуулж чадах учир бага гэрлийг ч мэдэрч чадахуйц болно. Анхдагч загасны төрөлд илүү холоос далайн мандалын байрлалыг тогтооход нь дөхөмтэй байсан байх.
Дараа нь линзний фокусыг тохируулахын тулд булчин хөгжсөн. Чингэмэгц зөвхөн гэрэл бус харж буй зүйлийнхээ өнгө хэлбэрийг ч таньж чаддаг болж, сая нэг юм нүд зүгээр л гэрэл мэдрэхээс цаашгүй эрхтэн байхаа больсон гэж үздэг.
Амьд биетийн хувьсалд иймэрхүү маягаар комплекс чадварууд шатлан хувьсах процесс олонтоо өрнөсөн байдаг. Зөвхөн нүд ч бус, биеийн бүтэц болон амьсгалын эрхтэн, тархи ч мөн адил тийм. Хүний өвөг эцэг хөндий гоймон шиг ердийн нэг труба хэлбэрийн амьтан байж. Тэндээсээ бага багаар комплекс эд эрхтэнтэй болж явсаар бидэн шиг ээдрээтэй нарийн бүтэц бүхий амьтан болон хувьссан ажээ. Нэг ёсондоо амьд биетийн хувьслаар ээдрээтэй комплекс чадвар болон бүтцүүд улам хувьсаад явдаг онцлогтой юм.
Амьгүй биет энгийн төлөвөө хадгалдаг
Тэгтэл РНХ мэтийн амьгүй биетийн хувьсах үйл явцад үүн шиг комплексжилт өрнөх ямар ч шинж харагддаггүй. Мэдээж нүд шиг тасархай драматик үр дүн хүлээхээ байя гэхэд тэрний хэлтэрхийн чинээ ч болов өрнөхгүй. Эсрэгээрээ бүр хувьсахын хэрээр чадварууд нь цөөрч, илүү энгийн хувилагч болох зүгт шуударна.
Жишээ нь анхны Шпигельманы РНХ хувилах туршилтаар РНХ-ийн дараалал улам бүр богиносч, улам бүр хялбаршаад явсан. Анх 4,000 суурь, 3 гентэй байсан зүйл эцэстээ 200-хан суурьтай болж бүх генээ алдсан. Үүнийг Шпигельманы системд анхнаасаа генийг орчуулах (ашиглах) механизм байгаагүйгээс болж, ген нь зүгээр л хэрэггүй ачаа байснаар тайлбарлаж болно. Тэгвэл генээ орчуулж өөрөө РНХ хувилагч ферментээ бүтээдэг бидний РНХ хувилагч системд юу болсон бэ?
Бидний систем дэх хувьслаар анх нэг гентэй байсан РНХ-ийг хоёр жил хэртэй шилжүүлэн суулгахад тэр ганц генээ эцсээ хүртэл алдаагүй. Тэгээд тэр генд нь мутац хуримтлагдсанаар илүү хурдан хувилдаг РНХ болон хувьсаж ирсэн. Гэсэн ч ердөө л тэр. Генийн тоо нэмэгдээгүй. Шинэ гентэй болж, шинэ чадвартай болоогүй. РНХ хувилах механизм нь илүү ээдрээтэй, комплекс болж буй шинж огт ажиглагдаагүй. Зүгээр л хурдан үрждэг болсноос хэтрээгүй.
Бид энэ РНХ-ийн бие даасан системийг бүтээж байхдаа РНХ маань шинэ гентэй болоод, олон олон шинэ чадвартай болох тухай горьдож байлаа. Эхэндээ энгийн хялбар ч гэлээ шинэ чадварууд хувьсгасаар улам бүр комплекс бүтэц болон хөгжихийг нь харахыг хүсэж байв.
Даанч бодит байдал дээр юу болсон бэ гэвэл анх байсан РНХ хувилагч л улам чамбайрахаас өөр юу ч болоогүй. Шинэ чадвар ч нэмэгдсэнгүй, РНХ хувилах нь ч энгийн чигээрээ үлдсэн.
Нэг удаа албаар РНХ-д хадгалаатай хувилагч ферментийн генийг хоёр болгон нэмэгдүүлж үзсэн юм. Ийм зүйл байгаль дээр ч үе үе тохиолддог ба үүнийг генийн давхардал гэдэг. Амьтдад генийн давхардал үүсвэл илүүдэл генээ хувиргаж шинэ чадвартай болдог гэж таамагладаг. РНХ дээр ч бас тийм зүйл болох нь уу гэж горьдсон хэрэг.
Гэтэл хүлээлтээс чанх эсрэгээрээ буюу ген давхардангуут аль нэг ген нь шууд алдагдаж орхисон. РНХ давхардсан генийг шинэ чадвар болгон ашиглах бус хэрэггүй зүйл гэж үзээд хаячихсан хэрэг.
Бодоод үзвэл нээрээ ч тэр нь ухаалаг байх. Шинэ чадвар ч юм уу гентэй боллоо гээд гарцаагүй тэр хэрээр зардал өснө. Ген нэмэгдвэл тэр хэрээр РНХ-ийн дараалал урт болж, хувилахад илүү түүхий эд шаардагдана. Шинэ чадвар ч бас шууд эхнээсээ хэрэг болоод явах магадлал багатай. Тэгж байхаар төдийг хүртэлх аргаа улам зүлгээд, илүү үйлдэл хийлгүй явах нь арай өлзийтэй. Тиймээс давхардсан ген гээгдэж, РНХ энгийн төлөвөө хадгалж үлджээ.
Энэхүү хялбаршаад явах чиг хандлага л амьгүй биетийн хувьслын үндсэн онцлог юм. Амьгүй биетийг хувьсгах үед функц, чадвар нь нэмэгдэж комплекс болсон тохиолдол миний л мэдэхийн ганц ч байхгүй.
Зүйрлэвэл генээ нэмэгдүүлэх гэдэг бол компани бараа үйлчилгээгээ олшруулахтай төстэй. Амжилттай явбал ашиг авчрах ч эхлүүлэхийн тулд суурь хөрөнгө оруулалт хийхгүй бол болохгүй. Бас тэр дороо ашиг гарна гэж найдахад ч хэцүү тул нэг хэсэгтээ тэвчээр заах шаардлага гарна. Тэнд гарцаагүй эрсдэл дагалдаж, компаниас тэр эрсдлийг үүрэх хэмжээний бяд шаардана. Эсвэл тэрний оронд одоо байгаа бараа үйлчилгээгээ улам зүлгэж тордоод ч юм уу, зардлаа улам танаад явбал бага эрсдлээр ашгаа нэмэгдүүлэх хувилбар ч байж болох юм. Компанид нөөц боломж хомс бол ийм тактикаар явахаас өөр аргагүй.
Нэг ёсондоо амьгүй биетийн хувьсал бол нөөц боломж муутай компанитай төстэй. Шинэ бизнест хүчээ сорих сөхөө ч байхгүй, яаж ийгээд амьд л байхын тулд хуучин бизнесээ аль болох бага хүн хүчээр эргэлдүүлэх гэж ядаж буй ЖДҮ шиг л юм.
Харин амьтны хувьсал бол өөр өө. Амьтад анх дэлхийд үүссэнээс хойш тоймгүй олноор ген болоод чадвараа нэмэгдүүлж ирсэн. Айхын зовлонгүйгээр олон бизнест зэрэг зэрэг хүч сорино. Мэдээж тэр дунд бүтэлгүйтсэн амьтад ч олон гараа биз. Үлэг гүрвэлийг шатсан бизнесийн нэг жишээ гэж хэлж ч болох юм. Хамгийн гайхалтай нь амьд биет шинэ бизнес эхлүүлэлгүйгээр үүрд энгийн чигээрээ байсан ч болохоор байснаас үл хамааран тэгээгүйд байгаа юм.
Хувьслаар дамжин улам комплекс болох амьд биет
Хэдэн тэрбум жилийн өмнө туйлаас энгийн молекул (одоогийн байдлаар хамгийн их дэмжигдэж буй таамгаар бол тэр молекул нь РНХ) байдлаар төрөн гарч ирсэн амьтад бага багаар хувьсан шинэ чадварыг өөрийн болгож явсаар өнөө цагийн бактери шиг болж иржээ. Хамгийн энгийн бактерийг харсан ч ген нь дор хаяж 3,000-ыг давна. Хамгийн багадаа л 3,000 удаа шинэ ген олж авах процесс явагдсан гэсэн үг. Амьгүй биетийн хувьсалд ганц ширхгээр ч болов генээ өсгөчих царай огтоос ажиглагдахгүй байхад шүү.
Амьтдын хувьсал зогсоно гэдгийг мэдэхгүй. Олон эст болж өтний дайтай болоод, цаашлаад улам олон чадвартай, улам том биетэй шавж, загас, шувуу, хүн болтлоо хувьссаар ирсэн. Дашрамд хэлэхэд хүнд ойролцоогоор 20,000 ген бий.
Хувьсдаг амьгүй биет бүтээж үзээд ойлгосон нэг зүйл бол амьтай ба амьгүй биетийн хувьслын дунд давж гарахын аргагүй том хана оршин байх шиг санагдсан юм. Амьгүй биетийн хувьслаар шинэ чадвар хөгжихгүй, комплекс ч болохгүй. Арай өөрөөр хэлбэл амьгүй биет хүчээ сорьдоггүй, зүтгэдэггүй, эсвэл зүтгэсэн ч амжилтанд хүрдэггүй гэж хэлж болох байх. Харин амьд биетийн хувьслаар тоолж баршгүй олон шинэ чадвар, шинэ генүүд амжилттай төрөн гарч, амьтад улам чадваржиж улам комплексжиж ирсэн.
Энэ ялгаа чухам юу юм бол?
Уг эргэлзээнд хариулах нь энэхүү номын үндсэн сэдвийн нэг юм. Үүний тулд хоёрдугаар бүлэгт амьд биетийн хувьслын түүхийг мөшгөн харж, амьд биетийн хувьслын онцлогийг судлах болно. Тэгээд гуравдугаар бүлэгт амьд биетийн тэрхүү онцгой сонин хувьслыг юу нөхцөлдүүлдэг талаар эргэцүүлнэ. Эцэст нь дөрөвдүгээр бүлэгт энэ асуултаа эргээд нэг сөхөцгөөе.
1 comment:
daraagiin niitlel hezee garah ve, buten jil huleelee :)
Post a Comment