Напомню, что шапероны (их еще называют his-белками) синтезируются
клеткой в любой стрессовой ситуации. Дело в том, что при подобных
воздействиях множество необходимых белков повреждается, и, видимо, это
являются сигналом для зпуска работы HIS-генов, в которых хранится
информация о шаперонах.
Шапероны работают по-разному, однако в
общих чертах их деятельность можно охарактеризовать так: обнаружив
поврежденный белок, шаперон подходит к нему, в буквальном смысле этого
выражения заключает в свои объятия (то есть помещает внутрь своей
молекулы) и начинает процесс ремонта повреждений. При этом необходимы
молекулы АТФ (вещества, хранящего запасы энергии), поскольку все
реакции, что катализирует шаперон, весьма энергозависимы.
Уже давно было известно, что у нематод
шапероны также могут регулировать активность ДНК — когда их много, они
"выключают" разные гены, делая недоступным их считывание. Это является
необходимым действием во время стресса, ибо если поврежденный белок
вдруг начнет считывать с ДНК информацию, то высока вероятность того, что
он сделает это неправильно.
Именно эта особенность шаперонов, скорее
всего, и приводит к приостановке размножения — ведь если в
предшественниках половых клеток во время стресса будет много "молчащих"
генов, то они просто не смогут превратиться в сами половые клетки.
Другим возможным способом, который
используют шапероны для того, чтобы остановить подготовку к размножению,
является то, что они, ремонтируя белки, используют большинство АТФ,
вырабатываемых клеткой в данный момент. То есть "перетягивают на себя"
все основные энергоресурсы клетки. А ведь для того, чтобы подготовиться к
размножению, тоже нужно очень много энергии. Но, получается, что взять
ее неоткуда — все снабжение "переорентировано" на шапероны.
Испанские биологи считают, что подобные
процессы, когда при ремонте белков становится невозможным размножение,
выгодно виду в целом. Действительно, когда все идет хорошо и внешняя
среда не преподносит никаких неприятных сюрпризов, нематоды интенсивно
увеличивают свою численность. И, разумеется, чем больше потомков, тем
сильнее общая генетическая изменчивость в популяции.
Если же условия среды изменяются на
стрессовые, производительность нематод резко падает, при этом
уменьшается и поток мутаций, переходящих следующему поколению. А то, что
мутаций может быть много — так это очевидно, поскольку большая часть
белков, в том числе и работающих с ДНК, оказывается поврежденной. Так
что при стрессе главной задачей становится пережить его и не подставлять
под удар потомство: ведь вполне вероятно, что какая-нибудь мутация в
следующем поколении ослабит защиту от данной разновидности стрессового
воздействия.
А поскольку уже давно известно, что
шапероны более или менее сходны у всех живых существ, исследователи
предполагают, что и у человека на молекулярном уровне может
осуществляться то же переключение между стратегией выживания индивидуума
и его плодовитостью. Это, кстати, очень хорошо объясняет так называемую
"демографическую яму больших городов". Данное явление можно
охарактеризовать так: чем больше людей живет в городе, тем меньше детей в
нем рождается.
Интересно, что подобная "яма" характерна
для всех мегаполисов мира — доказано, что численность населения там
давно уже поддерживается (и даже увеличивается) не естественным путем, а
за счет миграций. То есть если бы, например, в Токио, Москву и Нью-Йорк
просто бы запретили приезжать всем желающим и селиться там, то число
жителей следующего поколения было бы в три-пять раза меньше, чем таковое
предыдущего. Да что мегаполисы — расчеты показывают, что уже в городе,
где живет 100 тысяч человек, рождаемость может быть сильно ниже
смертности (хотя, конечно, это зависит и от других факторов).
Некоторые думают, что в падении
рождаемости в больших городах виноваты загрязнение окружающей среды (в
том числе и электронное), некачественные продукты питания и т. п. Однако
вряд ли дело только в этом — согласно историческим документам, снижение
рождаемости при увеличении жителей было характерно и для городов
античной и средневековой эпох. По всей видимости, ключевым механизмом
здесь является стресс от самого факта перенаселения.
Ну, а раз есть стресс, то значит
количество шаперонов всегда будет высоким. И это будет препятствовать
размножению организмов. Ибо, как гласит народная мудрость, при стрессе
"не до жиру — быть бы живу"…