Кто нарушает равенство между левыми и правыми молекулами

Одна и та же молекула, но зеркально отраженная, может проявлять совершенно различные свойства.  Фото Physorg

Французский микробиолог Луи Пастер по незнанию заварил кашу, которую и поныне расхлебывает наука. Он был по образованию химиком и лишь случайно стал основателем науки о микроскопических клетках, не имеющих даже ядра. Талант молодого ученого привлекли себе на службу производители вин, в результате чего он обратил внимание на особенность «вирусов», названных им в память о жестоких вирах-легионерах, сеявших смерть и разрушение (кстати, все это однокоренные слова: «триумвират», «вирулентность»). Оказалось, что они «выедают» кристаллы винной кислоты – винного камня – одной формы и не трогают его зеркально симметричного двойника.

Так родилось понятие «хиральность» (от греч. хирос – «рука»; классический пример хиральности – левая и правая перчатки). Оказалось, что хиральные, или зеркально отраженные, молекулы поворачивают плоскость поляризованного света: одни – вправо, другие – влево.

Довольно быстро химики и физики выяснили, что в протеинах (белках) – только левовращающие аминокислоты, а в нуклеиновых кислотах – лишь правовращающие сахара. В последнем случае двуцепочная спираль ДНК похожа на винтовую лестницу, ход которой завернут влево. То есть вы поднимаетесь по ней, держась за «перила» левой рукой (а правую «держа по шву»).

Сам Пастер полагал, что причина выявленной им хиральности как-то связана с космосом, в частности с влиянием солнечного света.

Зеркальные атомы трития и гелия-3. Иллюстрация Physorg

Сотрудники университета в немецком Галле сообщили, что им удалось нарушить спонтанную симметрию мягких кристаллов на основе бензила. С иной задачей справились в Калифорнийском университете Беркли. Там впервые измерили «разницу» между зеркальными ядрами трития (изотоп водорода с двумя дополнительными нейтронами в ядре) и изотопом гелия-3 (два протона и один нейтрон). Свою статью о ядерной динамике двух ядер они опубликовали в журнале Physical Review Letters. Японские ученые из Университета г. Каназава для регистрации быстрых изменений хиральности ДНК, меняющейся за какие-то пикосекунды (в 1000 раз меньше наносекунды), предложили использовать не поляризованный свет, а ультрафиолет с длиной волны 300 нм.

Из последних открытий в области изучения феномена, открытого Пастером, нельзя не упомянуть выявленный эффект так называемой левой Z-формы ДНК, открытой полвека назад. Проблема, однако, в том, что никто до самого последнего времени не понимал, для чего в геноме пребывает эта экзотическая форма вещества генов.

И вот появляется статья в журнале Scientist, в которой сообщается, что левая ДНК участвует во включении гена воспалительного интерферона 1-го типа (ИФ1), с которым связаны аутоиммунные расстройства. Вполне возможно, что иммунные расстройства, которые наблюдаются у пациентов с осложненной коронавирусной инфекцией, объясняются неполадками с Z-формой их ДНК. Но это еще предстоит исследовать.