Имунитет и еволюция
Съвсем наскоро се знаеше само, че той съществува и има изключителна антимикробна сила за естествения наследствен имунитет. Но какво определя неговата надеждност? Това остана неразбираемо. Ситуацията се промени през последните години. Тайните на наследствения имунитет вече не съществуват. Това проправи пътя за използването му в борбата за здравословно дълголетие, в производството на храни. Не по-малко важен беше неочакваният принос на теорията за наследствения имунитет към молекулярната биология - науката за най-съкровените особености на структурата, функционирането и еволюцията на живата материя. За това си струва да поговорим подробно.
Дивата природа е изненадващо разнообразна и това е може би най-забележителната й черта. Известни са милиони биологични видове и всеки от тях е отличителен по своя начин на живот, външен вид и вътрешна структура. Тази оригиналност се проявява и в структурата на биомолекулите - полинуклеотиди, протеини, мазнини, полизахариди. Във всеки организъм има хиляди от тях и това също демонстрира разнообразието на природата. Тази функционална хетерогенност е разбираема.
Но в същото време организмите от различни видове съдържат биомолекули, които са еднакви по произход и в извършената работа, но се различават в детайлите на тяхната структура. Например два протеина от един и същи тип могат да се различават само в последователността на съставните им аминокиселини. Защо тази форма на многообразие и какво е нейното значение остава неясно.
Това не стана ясно дори когато разнообразието на живата природа започна да се изследва в молекулярната биология. През последните години тази наука постигна голям напредък в изследването на молекулярната структура на живите същества. По-специално, структурата на много полинуклеотиди и протеини е дешифрирана. И в същото време беше открито такова разнообразие от биомолекули, което преди беше трудно да си представим. Стана ясно, че нямаме работа със случайни странности на природата, а с общ биологичен модел. Но с кой? И как възникна това явление?
Според теорията на Чарлз Дарвин развитието на живата материя се извършва с задължителното участие на три биологични явления - изменчивост, наследственост и естествен подбор. Първите две също работят сред биомолекулите. Но как се извършва естественият подбор сред тях? При опит за намиране на отговор на този въпрос се оказа, че съвременната теория за биологичната еволюция обяснява всички известни й факти, но не и еволюцията на биомолекулите.
Повече от 100 години еволюционната теория е тествана на примери за естествен подбор на организми, които се различават един от друг по формата на тялото или структурата и функционалността на органите. Тук всичко беше очевидно. Например, лешников храст (лешник) има повече шансове да се прероди отново в потомството, толкова по-силна е черупката на неговите ядки. По-лесно е птицата с по-силен клюн от останалите да се храни и пилетата си, като смачква ядката. Рибите с по-съвършена форма на тялото ще плуват по-бързо от другите, изпреварвайки плячка или, напротив, избягвайки хищник.
Но как природата може да прави разлика между организми с неравна структура на биомолекулите от същия тип по функция? Например два варианта на структурата на колагеновия протеин, който образува вените и костната тъкан, се различават само по два (от стотици) аминокиселинни мономера и тези разлики не се виждат от окото, не влияят нито на скоростта на бягане или силата на скелета. Как да различавам?
Търсенето на отговор на този въпрос породи две диаметрално противоположни гледни точки. Представители на един от тях вярват, че в природата няма "устройства", способни да различават организмите по особеностите на тяхната молекулярна структура и следователно еволюцията на биомолекулите протича без участието на естествения подбор.
Поддръжниците на дарвинизма, естествено, не могат да се съгласят с това. В края на краищата еволюционните трансформации на биомолекулите пораждат всички останали, по-високи нива на развитие на живата материя. Следователно е невъзможно дарвинистът да си представи, че например нуклеиновите киселини и протеините, които са в основата на живота, могат да се развиват без връзка с адаптивността към външни влияния, тоест без естествен подбор. Дарвинистите обаче не успяха веднага да открият природни сили, способни да селектират bko-молекули.