Предыстория

История синтеза ДНК в бесклеточной среде начинается значительно раньше 1953 г. (в этом году была открыта структура ДНК). По сути дела, начало следует искать где-то около 1900 г., когда биохимикам удалось понять, каким образом брожение фруктового сока приводит к образованию спирта. Примерно за 40 лет до этого Луи Пастер убедил своих современников в том, что процессы брожения идут при обязательном участии живых дрожжевых клеток. Однако в 1897 г. Э. Бухнер установил, что сок, полученный из дрожжей, превращает сахар в спирт ничуть не хуже целых дрожжевых клеток. Этим наблюдением по существу и открывается эра современной биохимии.

В течение первой половины нынешнего столетия биохимики сумели разделить весь процесс сбраживания спирта на 14 последовательных реющий, каждая из которых катализируется специальным ферментом.

Если брожение идет без доступа воздуха, то каждая молекула сахара, вовлеченная в этот процесс, позволяет получить четыре молекулы аденозин-трифосфата (АТФ). АТФ в организме играет роль универсальной валюты, идущей на оплату всех энергетических потребностей живых клеток. Выход энергии в размере четырех молекул АТФ на молекулу сахара достаточен для того, чтобы обеспечить рост и размножение дрожжевых клеток. Если брожение идет на воздухе, то происходит полное окисление сахара, в результате чего он распадается на углекислый газ и воду. При этом по сравнению с анаэробным процессом (идущим без доступа воздуха) энергии получается в 18 раз больше. Разобравшись, как сгорание сахарного топлива пополняет энергетические ресурсы клеток, биохимики уже без особого труда объяснили сходные процессы ферментативного окисления жирных кислот, аминокислот и мономеров нуклеиновых кислот.

К 1950 г. ферментативное расщепление больших молекул было уже достаточно хорошо изучено. Гораздо меньше внимания и сил было затрачено на исследование процессов, с помощью которых клетка строит большие молекулы из малых. Многие биохимики сомневались даже в самой возможности успешного воспроизведения процессов биосинтеза в бесклеточных системах. С тех пор синтезу крупных молекул в бесклеточной среде было посвящено вот уже почти два десятилетия интенсивных исследований. Помимо всего прочего, удалось выяснить два важных факта.

Во-первых, оказалось, что с помощью очищенных ферментов и коферментов сборку крупных молекул можно вести и в бесклеточной среде. Во-вторых, было установлено, что процессы биосинтеза и распада молекул идут совершенно различными путями.

«Молекулы и клетки», под ред. акад. Г.М.Франка

Популярные статьи раздела

• Синтез в пробирке ДНК фага ⌀X174
• Строение замкнутых петлей ДНК
• Метод отделения синтетических линейных форм от синтетических кольцевых
• Химический остов и физическая структура синтетической ДНК
• Хромосома ДНК
• Разделение нуклеотидов распавшейся ДНК
• Трудности воспроизведения биологически активной ДНК
• Последовательность реакций распада
• Дезоксирибозные звенья в двойной спирали ДНК
• Методы синтеза нуклеиновой кислоты