Что читать о молекулах, в которых хранится информация о свойствах всех живых организмов, рекомендует доктор физико-математических наук Максим Франк-Каменецкий



© MKnetsch

Особая роль молекулы ДНК проистекает из того факта, что именно в ней хранится полная информация о строении и свойствах любого живого организма, причем во всех мельчайших подробностях. Именно поэтому знание всех особенностей структуры ДНК принципиально важно. С открытия Уотсоном и Криком в 1953 году строения самой важной структуры ДНК, знаменитой двойной спирали, или, как ее называют специалисты, «B-формы ДНК», началась новая эра в истории человеческой цивилизации — эра молекулярной биологии и генетики, биотехнологии и основанной на молекулярной генетике медицины. За прошедшие со времени открытия двойной спирали годы значение науки о ДНК выросло. В наше время в цивилизованных странах почти ни один ребенок не рождается без диагностики его ДНК, пока он еще находится в утробе матери, ни один судебный процесс не проходит без анализа ДНК обвиняемого в тяжком преступлении. Кроме того, анализ ДНК позволяет диагностировать множество наследственных болезней. Помимо всего прочего, вся громадная индустрия создания новых лекарств, а также диагностики и лечения множества заболеваний основана на науке о ДНК.

Дж. Уотсон «Двойная спираль». Изд. «Харвест». 2013
Давно ставшее классическим изложение Уотсоном истории открытия двойной спирали. Книга написана настолько живо, что читатель ощущает себя участником событий. При чтении, однако, не следует упускать из виду, что это весьма субъективный взгляд на историю одного из величайших открытий в истории науки. Известно, что Крику книга сильно не понравилась. Некоторые из тех, кто был свидетелем описываемых событий, критиковали Уотсона за карикатурное изображение Розалинды Франклин, чьи данные, фактически украденные у нее, сыграли ключевую роль в открытии, сделанном Уотсоном и Криком. Со временем, уже после выхода в свет книги Уотсона, роль этой выдающейся женщины была по достоинству оценена, и теперь ее считают самым значительным ученым-женщиной в ХХ веке. А сам Уотсон после смерти Крика, несомненно, является самым выдающимся из ныне живущих ученых.

М. Франк-Каменецкий «Королева живой клетки». Изд. АСТ-Пресс Книга. 2010
Научно-популярная книга автора этих строк, посвященная науке о ДНК. Она дает в доступной форме и в исторической ретроспективе подробное изложение предмета. Особое внимание уделено тем аспектам науки о ДНК, в изучении которых большую роль играют физика и математика, например топологии ДНК. Фактически это 4-е, существенно переработанное издание книги, первоначально вышедшей в свет еще в 1983 году под заголовком «Самая главная молекула». С тех пор она была издана на многих языках, в том числе выдержала два издания по-английски. Следует заметить, что в текущем издании по вине издателя допущены серьезные ошибки в иллюстрациях. Исправления этих ошибок можно найти на сайте, специально созданном автором.

C.R. Calladine et al. «Understanding DNA». 2004
Научно-популярная книга известных специалистов в области структуры ДНК. В книге более детально, чем в «Королеве», рассказывается о тонких деталях атомной структуры ДНК, играющих важную роль в функционировании молекулы. Достаточно подробно анализируются такие вопросы, не освещенные в «Королеве», как изгибание двойной спирали, ее намотка в нуклеосомных частицах, базовых элементах хромосом. Структура нуклеосом, их химические модификации необычайно важны для понимания актуальнейших вопросов биологии высших организмов (эукариот). К этим вопросам относятся: регуляция экспрессии генов путем изменения положения нуклеосом вдоль ДНК и эпигенетика, передаваемые дочерним клеткам при делении химические модификации, влияющие на экспрессию генов, но не записанные в геноме. Разумеется, есть и существенные тематические перекрывания между этой книгой и «Королевой», такие как топология ДНК и сверхспирализация.

A.D. Bates, A. Maxwell «DNA Topology». Oxford Biosciences. 2005
Прекрасное руководство для тех, кто хочет углубленно познакомиться с интереснейшей темой топологии ДНК. Это скорее учебник, чем научно-популярная книга. В книге читатель найдет все по данной теме: и доступно изложенные математические вопросы, и результаты компьютерного моделирования узлов в ДНК, и сверхспирализации ДНК. Также подробно освещены важнейшие вопросы о топоизомеразах, ферментах и молекулярных машинах, меняющих топологию ДНК. Авторы рассматривают данные о том, как отрицательная сверхспирализация индуцирует переход участков ДНК с определенными последовательностями из канонической B-формы в необычные структуры, такие как Z-форма, крестообразные структуры и трехнитевая H-форма.

Ч. Докинз «Эгоистичный ген». АСТ, Corpus. 2013
Пожалуй, эта книга по популярности у самого широкого круга читателей не уступает «Двойной спирали» Уотсона. Докинз — признанный мастер научной популяризации. В книге развиваются идеи Дарвина об эволюции и естественном отборе, но не на уровне организмов, а на уровне ДНК. То есть фактически организмы рассматриваются как хранилище ДНК, которая имеет своей единственной целью безудержно размножаться. Поскольку для своего размножения ДНК нуждается в клеточном аппарате, то она помещается внутри клеточного ядра и оттуда руководит всем клеточным хозяйством. Поскольку законы естественного отбора беспощадны, ДНК эволюционирует таким образом, чтобы несущий ее организм побеждал в этой беспощадной борьбе за существование и расширение ареала обитания эгоистичной ДНК. Сможет ли человек, первым из живых существ осознавший коварство и жестокость эгоистичной ДНК, положить конец этой бессмысленной борьбе? Это тот вопрос, который ставит Докинз в конце своей книги.

Максим Франк-Каменецкий
доктор физико-математических наук, Ph.D. Biophysics, профессор МФТИ, профессор факультета биоинженерии Бостонского университета (США)

Источник: postnauka.ru