Сліпий годинникар: як еволюція доводить відсутність задуму у Всесвіті - Річард Докінз
ДНК розташована вздовж нитчастих хромосом, схожих на довгі комп’ютерні перфострічки. Уся ДНК у кожній нашій клітині є адресною в тому самому сенсі, що й комп’ютерний ПЗП чи, по суті, комп’ютерна перфострічка. Точні цифри чи назви, які ми використовуємо для позначення конкретної адреси, є довільними, так само, як і для комп’ютерної пам’яті. Значення має лише те, що конкретна комірка моєї ДНК точно відповідає одній конкретній комірці вашої ДНК: вони мають однакову адресу. Зміст моєї комірки ДНК 321762 може бути чи не бути таким самим, як зміст вашої комірки 321762. Але моя комірка 321762 займає точно таке саме положення у моїх клітинах, як і ваша комірка 321762 у ваших клітинах. «Положення» тут означає розташування вздовж конкретної хромосоми. Точне фізичне положення хромосоми в клітині не має значення. По суті, вона вільно плаває в рідині, тому її фізичне положення змінюється, але кожна комірка вздовж хромосоми має точну адресу з погляду лінійного порядку вздовж хромосоми, так само, як кожна комірка вздовж комп’ютерної стрічки має точну адресу, навіть якщо стрічка тягнеться по підлозі, а не охайно змотана. Усі ми, всі людські істоти, маємо однаковий набір адрес ДНК, але не обов’язково однаковий зміст цих адрес. У цьому й полягає головна причина того, що ми всі відрізняємось один від одного.
Інші види не мають такого самого набору адрес. Шимпанзе, наприклад, мають 48 хромосом, на відміну від нас із нашими 46. Строго кажучи, порівняти їхній зміст адреса за адресою неможливо, бо на різних боках видових бар’єрів адреси не відповідають одна одній. Однак близькоспоріднені види на кшталт шимпанзе й людей мають такі великі спільні шматки суміжних змістів, що їх можна легко ідентифікувати як здебільшого однакові, навіть попри те, що ми не можемо використовувати для обох видів абсолютно однакову систему адресації. Вид визначає те, що всі його представники мають однакову систему адресації для своїх ДНК. За кількома незначними винятками, всі представники одного виду мають однакову кількість хромосом, і кожна комірка уздовж хромосоми має свій точний відповідний номер у тому самому положенні вздовж відповідної хромосоми всіх інших представників цього виду. Відрізнятися серед представників виду може лише зміст цих комірок.
Відмінності змістів у різних індивідів виникають таким чином, і тут я маю наголосити, що говорю про види зі статевим розмноженням, такі як наш власний. Усі наші сперматозоїди чи яйцеклітини містять по 23 хромосоми. Кожна адресна комірка одного з моїх сперматозоїдів відповідає конкретній адресній комірці кожного іншого мого сперматозоїда та кожної вашої яйцеклітини (чи сперматозоїда). Усі інші мої клітини містять 46 хромосом — подвійний набір. У кожній із цих клітин ті самі адреси використовуються двічі поспіль. Кожна клітина містить у собі дві хромосоми 9 і дві версії комірки 7230 уздовж хромосоми 9. Зміст обох може бути чи не бути однаковим, так само, як вони можуть бути чи не бути однаковими в інших представників виду. Коли сперматозоїд, що має 23 хромосоми, створюється з клітини тіла, що має 46 хромосом, він отримує лише одну з двох копій кожної адресної комірки. Яку саме з них він отримає, можна вважати випадковістю. Те саме справедливо й для яйцеклітин. Результатом є те, що кожен вироблений сперматозоїд і кожна вироблена яйцеклітина є унікальними з погляду змісту їхніх комірок, хоча їхня система адресації ідентична в усіх представників одного виду (за незначними винятками, що не повинні відвертати нашу увагу). Коли сперматозоїд запліднює яйцеклітину, повний комплект із 46 хромосом, безумовно, відновлюється, і всі вони потім дублюються в усіх клітинах у процесі розвитку ембріона.
Я говорив, що на ПЗП не можна записувати інформацію, крім єдиного моменту, коли він тільки виготовляється, і це справедливо також для ДНК у клітинах, за винятком періодичних випадкових помилок при копіюванні. Але в певному сенсі у колективний банк даних, що складається з ПЗП всього виду, можна вносити конструктивні записи. У процесі зміни поколінь невипадкове виживання та репродуктивний успіх індивідів у межах виду ефективно «записує» вдосконалені інструкції для виживання в колективну генетичну пам’ять виду. Еволюційна зміна виду здебільшого складається зі зміни кількості копій кожного з різноманітних можливих змістів для кожної адресної комірки ДНК із плином поколінь. Звісно, в будь-який конкретний час кожна копія має перебувати всередині тіла індивіда. Але в процесі еволюції велике значення мають зміни частоти альтернативних можливих змістів за кожною адресою в популяції. Система адресації залишається тією ж самою, але статистичний профіль змісту комірки змінюється з плином століть.
Дуже рідко змінюється й сама система адресації. Шимпанзе має 24 пари хромосом, а ми — 23. Ми маємо з шимпанзе спільного предка, тож у якійсь точці нашого або їхнього родоводу, мабуть, сталася зміна числа хромосом. Або ми втратили хромосому (дві злилися), або шимпанзе набули одну (одна розщепилася). Мав бути хоча б один індивід, кількість хромосом якого відрізнялася від їх кількості у його батьків. Загалом у генетичній системі відбуваються також інші періодичні зміни. Як ми побачимо нижче, цілі шматки генетичного коду час від часу можуть копіюватися до абсолютно різних хромосом. Ми знаємо це, бо знаходимо ідентичні довгі нитки тексту ДНК, розкидані між хромосомами.
Коли інформація в комп’ютерній пам’яті зчитується з конкретної комірки, з нею може відбуватися одна з двох речей. Вона може або просто записуватися кудись іще, або вступати в якусь «дію». Запис кудись іще означає копіювання. Ми вже бачили, що ДНК легко копіюється з однієї клітини до іншої, нової і що шматки ДНК можуть копіюватися з одного індивіда до іншого — його дитини. Із «дією» ситуація складніша. У комп’ютерах одним видом дії є виконання інструкцій програми. У ПЗП мого комп’ютера комірки номер 64489, 64490 та 64491, разом узяті, містять конкретну комбінацію змісту (одиниць і нулів), що під час інтерпретації їх як інструкції спонукає динамік комп’ютера видавати уривчастий звуковий сигнал. Ось ця комбінація — 10101101 00110000 11000000. Від природи в цій комбінації немає нічого уривчастого чи звукового. Ніщо в ній не говорить вам, що вона матиме такий вплив на динамік. Вона здійснює цей вплив лише через спосіб, яким з’єднана між собою решта частин комп’ютера. У такий самий спосіб комбінації чотирилітерного коду ДНК мають впливи, наприклад, на колір очей чи поведінку, але ці впливи не властиві комбінаціям даних ДНК як таким. Вони є лише результатом способу, яким розвивається решта ембріона, на який, у свою чергу, впливають комбінації інших частин ДНК. Цю взаємодію між генами ми детально розглянемо в розділі 7.
Перш ніж вони зможуть вступити в будь-яку дію, кодові символи ДНК мають транслюватися на інший носій. Спочатку вони транскрибуються точно відповідними символами РНК, яка також має чотирилітерний алфавіт. Після цього вони транслюються в іншого типу полімер — поліпептид, або білок. Його можна було б назвати й поліамінокислотою, бо основними його складовими є амінокислоти. У живих клітинах існує 20 різновидів амінокислот. Усі біологічні
