Любой белок, из какого бы растительного или животного источника его ни добыли, как бы хитроумно он ни был устроен, всегда сооружен из небольшого набора аминокислот. И все эти кислоты — левые.
Почти каждый природный углевод, в просторечье сахар, откуда бы его ни извлекли: из древесного ствола или зеленого листа, из резервного склада горючего, каковым служит у млекопитающих печень, наконец из состава передающих наследственную информацию нуклеиновых кислот, — правый.
Почему левые — почему правые?
Вопрос, заданный в 1860 году, не получил окончательного ответа до сих пор, хотя начертанную тогда же программу выполняли долгие годы с великим усердием. Органические вещества и их смеси томили в жаре и в сильном магнитном поле, их помещали в электрический разряд и в поток убийственных излучений, источаемых ускорителями…
Другие люди тем временем ломали головы над вопросом — как получилось, что весь ведомый нам мир сложен из атомов с положительно заряженными протонами в ядре, окруженном отрицательными электронами; именно таких, а не антиподных: положительные позитроны снаружи — отрицательные антипротоны внутри. Ведь всякой частице — это доказано — отвечает античастица, ничем не хуже ее, подобная ей во всех отношениях, кроме заряда. Где прячется демон, оптом скупивший у частиц их тени? И не сродни ли он другому — тому, который подобным же манером обобрал молекулы живой клетки?
…Одно время возлагали надежды на пучки электронов. У них, мол, обнаружена хоть и крошечная, но несомненная «дисимметрия». Появились даже сенсационные сообщения о том, что левые аминокислоты-де распадаются под таким пучком чуть медленнее, чем правые, вот вам и фактор преимущества! Однако более строгие измерения, а за ними и расчеты были безжалостны: даже если такой фактор существует, то он сатанински мал, превращение смесей в чистые изомеры он мог вытянуть только при содействии каких-нибудь мощных, но пока неведомых механизмов, усиливающих его действие.
Впрочем, далеко не все, кто исследовал добиологическую эволюцию, считали пастеровский вопрос самоважнейшим: разве обязательно, чтобы правое отделялось от левого еще на неживой стадии? Может быть, сначала возникли организмы без асимметрии, которые уж потом, потихоньку, каким-то образом «полевели»… Куда важнее, полагали многие, установить, в какой последовательности сцеплены друг с другом аминокислоты, составляющие белок; нуклеотиды, из которых построена ДНК. Ведь очередность звеньев — это прямой носитель информации, текст.
Давным-давно подсчитано мыслимое число вариантов сборки всех этих полимеров из простых молекул; живой клетки — из полимеров; организма — из клеток. Всюду получены числа, украшенные двадцатью с гаком нулями. Они отражают колоссальный объем информации, заключенный в уникальности каждого из этих видов монтажа, единственности любого из их сочетаний, приводящих к появлению на свет гражданина М или гражданки К.
Особенной ценности эти грубоватые расчеты не представляют, ибо для оценки биологической информации не придумана пока универсальная валюта. Разве можно сопоставить бит — единицу, коей измеряется двоичный выбор «чихнуть — не чихнуть», с битом же, за которым укрыты варианты «быть или не быть»? А по какому курсу разменивать жизнь на чихи? Пожалуй, ни по какому. Уместнее, видимо, говорить о вещах несоизмеримых, но одинаково именуемых (так в старину на Руси всякую длину мерили в саженях, однако царская сажень была куда длиннее купеческой или мужицкой)…
Расчеты, повторяю, были самые грубые — но почему с их помощью дозволено оценивать лишь последовательность монтажа молекулярных блоков? Разве не несет информацию и асимметрия каждого блока?
Такое соображение — вкупе с еще одной, уже сформировавшейся у него предвзятой идеей — заставило Леню оставить на время возвышенную математику и прибегнуть к вот такой, приблизительной.
Белки человеческого организма содержат (суммарно) до десяти в двадцать пятой степени аминокислотных остатков. Каждый остаток, в принципе, мог бы быть представлен левой или правой формой. Количество же информации, создаваемой при выборе левых, и только левых форм, равно той же десятке в двадцать пятой степени. Величине ничуть не меньшей, чем рассчитанная сходным манером информация, записанная в виде последовательности монтажа.
«Таким образом, на молекулярном уровне организации биосистем существует еще один информационный резервуар».
Эти слова — из статьи, которую они сочинили еще вместе с Эрнестом Ивановичем, последней их совместной работы. В другом информационном резервуаре — его надлежало заполнить доверху, чтобы разобраться что к чему, — по-прежнему виднелось дно. Худо пришлось бы тому, кто вознамерился бы забивать оставшееся пространство умозрительными выкладками вроде этих, с неконвертируемой вероятностью. На таком пути нетрудно сокрушить необходимейшие барьеры внутреннего контроля, да и впрямь влиться в неустрашимый легион «чайников», самодельных мыслителей, росчерком пера отменяющих законы природы и учреждающих свои, персональные. Была ведь и своя правота в крутом приговоре институтского сообщества: предвзятые идеи немногого стоят без проверки опытом. Но как его прикажете ставить, этот опыт, если доступ к шедеврам приборостроения для тебя закрыт, да и к не шедеврам тоже, ибо заведение, где ты служишь, не владеет физико-химическим оборудованием, поскольку в нем не нуждается?
На таком, грубо материальном упоре ломались и по сей день ломаются многие блистательные замыслы, однако Леня успел вовремя обучиться некой спасительной повадке — осмыслил, что не во всякой среде можно плавать вольно, без трения. Даже в такой, как институтская: в сущности, очень здоровая и плодоносная, но неоднородная, состоящая из химиков и физиков вперемежку. И виноватых, на предмет побиения камнями, искать в таком деле вряд ли стоит: резон ли обижаться на силы молекулярного сцепления да отталкивания? Однако если таковое отталкивание уже налицо, то да будет оно направлено вверх, вот какой урок он извлек из своего житейского эксперимента. Отныне все необходимое для работы Леня станет по мере сил добывать и «пробивать» самостоятельно, как бы ни чуждо ему было такое ремесло. От почтенных же лиц, готовых взять на себя труд удостоверять его добросовестность подписью и соавторством, — убегать со всех ног. Да не под горку, куда полегче, а с полным напряжением сил — вверх. Самая же простая мысль — а не бросить ли все это к черту? — его почему-то не осенит.
Ну а что до приборов, то не утратили пока, слава богу, силу закона две чудесные истины: мир не без добрых людей, голь же на выдумку — хитра.
Кое-какое оборудование нашлось. В одном вузе разрешили попользоваться поляриметром, тем самым старозаветным устройством, которое еще в 1815 году изобрел Жан Батист Био. Объявились и добровольные помощники, когда же без них обходилось?
Вещество, выбранное для первой серии опытов, было не чем иным, как доброй старой винной кислотой, превращенной (ну конечно же!) в двойную соль. Только не натрий-аммонийную, как у великого предшественника, а медно-калиевую.
Доброволец, ставший впоследствии законным соавтором Лени, добывал новые десятки и сотни точек, которые тот укладывал на прихотливо вьющиеся кривые, временами прибегая к помощи электронной машины (она-то в его учреждении имелась, и очень неплохая). Ход кривых явным образом менялся в зависимости и от количества добавляемой щелочи, и от температуры.
Когда хиральная поляризация росла (в смеси начинала преобладать левая форма) и достигала некоего критического значения, плавно восходящие кривые, вырастающие из нулевой точки, внезапно замедляли подъем, а потом иногда шли на спад. Порой за вершиной такого пологого бугра появлялась даже ямка, углубление, проваливавшееся ниже нуля.
Из этих кривых выводились вторичные, и они очень напоминали те, что получались после опытов на спектрометре, — оказывались то прямолинейными, то украшенными изящным изгибом, а в иных случаях и двумя, говорившими о нелинейной, кубической природе отвечавшего им уравнения.
Такой поворот событий, страшно подумать, противоречил выводу самого Пастера, утверждавшего, что вращение плоскости поляризации смесью антиподов всегда есть результат простого вычитания углов, левого и правого, отмеренных поляриметром сообразно количеству каждой из форм. Так оно и получилось бы, будь раствор всегда идеальным…
Кривые, вычерченные по окончании монотонных измерений, помогали Лене утвердиться в предвзятой идее насчет того, что было раньше — курица или яйцо? Извечный этот вопрос перешел в категорию актуальных для самой что ни на есть серьезной науки. Ответ на него теперь следовало искать с учетом наличия в природе простых механизмов, которые были способны отделить левое от правого задолго до того, как кто-то на этой планете зашевелился, пополз или взлетел. Но была ли их сила решающей?
…Новые опыты, совсем уж нехитрые, для них не требовалась даже оптика. Прибор — простая трубочка с оттянутым концом, из которого время от времени падают капли. Измеряя средний их вес и давление столба жидкости, вычисляют силу, именуемую поверхностным натяжением… Эксперимент, который обычно предлагается студентам третьего курса, и они проделывают его без особой натуги. Методику, однако, пришлось усовершенствовать, она обернулась каторжными затратами труда…
К жидкости, представлявшей собою крепкий раствор серной кислоты, добавляли крошечные количества вещества, состоящего из двух антиподов, и следили, как меняется то, что называют поверхностным давлением. Ход изменения снова зависел от хиральной поляризации, да притом так, что на кривой опять появлялись изгибы, изломы.
Эти замеры, как то нередко бывает с детски простыми опытами образца прошлого века, отличались особой наглядностью. Добавляемое вещество, вытесняясь из глубины инородной для него материи, выстраивалось на поверхности пленкой, толщина которой равнялась длине одной-единственной молекулы (на большее его просто не хватало). Количество добавки от опыта к опыту не менялось — менялась лишь пропорция антиподов. И эти самые изломы нельзя было объяснить ничем другим, кроме зарождения на пленке доменов, пятен из чистых антиподов. Пленки покрывались как бы леопардовой шкурой. Немного фантазии — и, пожалуй, вообразишь поворот событий, при котором пятно, флуктуация разрастется до полного завоевания поверхности.