Текст книги "До конца времен. Сознание, материя и поиск смысла в меняющейся Вселенной"

Единство жизни

Разобравшись с синтезом простых и сложных атомов, происхождением Солнца и Земли, природой химических реакций и необходимостью воды, мы теперь можем обратиться к теме самой жизни. Хотя естественно было бы, кажется, начать с происхождения жизни, но к этому вопросу, до сих пор окончательно не решенному, лучше подойти после того, как мы рассмотрим основные молекулярные качества самой жизни. Для такого человека, как я, последние 30 лет посвятившего поиску объединенной теории фундаментальных природных взаимодействий, знакомство с этими качествами раскрывает поразительное биологическое единство. Мы не знаем точного числа населяющих Землю различных биологических видов, от микробов до ламантинов, но исследования дают оценки от низких, исчисляемых миллионами, до высоких, исчисляемых триллионами. Каким бы ни было точное их число, оно огромно. Разнообразие видов, однако, дает неверное представление о замечательной природе внутреннего устройства жизни.

Рассмотри́те внимательно живую ткань, и обнаружите «кванты» жизни – клетки, мельчайшие частицы этой ткани, которые можно признать живыми. Независимо от источника, клетки имеют так много общих свойств, что неопытному глазу при рассмотрении изолированного образца было бы очень трудно отличить мышь от мастифа, черепаху от тарантула, комнатную муху от человека, и это замечательно. Но ведь такого не может быть – наши клетки должны нести на себе очевидный и значительный отпечаток. Однако ничего подобного нет. Причина, установленная в последние несколько десятилетий, состоит в том, что вся сложная многоклеточная жизнь произошла от одного и того же одноклеточного предкового вида. Клетки похожи, потому что их родословная началась с одной и той же стартовой точки[71]71
  Главным объектом нашего внимания в этой главе будут растения и животные, состоящие из эукариотических клеток (клеток, имеющих ядро). Исследователи говорят, что их родословные сходятся на «последнем общем предке эукариот», или LECA. В более общем плане, если мы рассмотрим также бактерии и археи, то родословные сойдутся дальше в прошлом на «последнем универсальном общем предке», или LUCA.


[Закрыть].

Это важный факт. Жизнь в ее многочисленных воплощениях, в принципе, могла бы иметь множество различных истоков. Могло быть так, что родословная морского моллюска восходила бы к одному источнику, а родословные вомбата или орхидеи – к другим. Но данные явно указывают, что при поиске источника жизни все родословные сходятся к одному общему предку. Два универсальных свойства жизни делают это предположение еще более убедительным. Каждое из них иллюстрирует глубокую общность всего живого. Первое, и более знакомое всем нам, имеет отношение к информации: как клетки кодируют и используют информацию, которая управляет жизненными функциями. Второе, не менее важное, но менее знаменитое, относится к энергии: как клетки берут под контроль, хранят и используют энергию, необходимую для реализации жизненных функций. В том и в другом мы увидим, что при всем впечатляющем разнообразии жизни на Земле конкретные процессы совершенно идентичны.

Информационное единство жизни

Один из способов понять, что кролик жив, – увидеть, что он движется. Разумеется, камень тоже может двигаться. Сильное течение может толкать его вниз по руслу ручья, а извержение вулкана способно забросить его высоко в небо. Разница в том, что движение камня можно полностью осмыслить (и даже предсказать) на основе анализа действующих на него внешних сил. Расскажите мне подробно о ручье или извержении, и я смогу с приличной точностью определить, что произойдет дальше. Предсказать движение кролика сложнее. Решающим фактором в его движении является активность в пределах того, что Шрёдингер называл «пространственными границами» кролика, – его внутренняя активность. Кролик морщит нос, поворачивает голову, бьет лапами – и все это выглядит так, будто он обладает собственной волей. Вопрос о том, действительно ли кролик или любая другая форма жизни (включая нас) обладает подобной независимой волей, служил предметом ожесточенных споров не одну сотню лет; мы поговорим о нем в следующей главе, так что не будем задерживаться на нем сейчас. Пока же мы можем сойтись на том, что если активность внутри камня практически никак не сказывается на его движении, которое мы наблюдаем, то скоординированные, сложные и целенаправленные движения кролика ясно говорят о том, что кролик живой.

Такая диагностика не вполне безошибочна. Автоматизированные системы могут выполнять аналогичные в общем-то движения, а с развитием технического прогресса способность механизмов имитировать жизнь еще повысится. Но это лишь подчеркивает главное: движение того рода, о котором мы говорим, возникает из взаимодействия между информацией и средствами исполнения, между тем, что мы могли бы назвать программным обеспечением и техническими средствами. Для автоматизированных систем такое описание буквально. Беспилотные летательные аппараты, машины с автопилотом, роботы-пылесосы и т. п. управляются программами, которые на входе принимают данные из окружающей среды, а на выходе определяют отклик, реализуют который бортовые механизмы – от крыльев до роторов и колес. Для кролика такое описание – метафора. Тем не менее парадигма «программа – механизм» – полезный способ размышления в том числе и о жизни. Кролик собирает сенсорные данные об окружающей среде, прогоняет их через «нервный компьютер» (мозг), который, в свою очередь, посылает по нервным путям информационные сигналы – объесть лужайку клевера, перепрыгнуть через упавшие ветви и так далее, – которые порождают физические действия. Движение кролика является результатом внутренней обработки и передачи сложного набора инструкций, проходящего по его физической структуре, то есть биологическая программа управляет биологическим механизмом. В камне такие процессы полностью отсутствуют.

Углубившись в отдельную клетку кролика, мы обнаружим, что и в куда меньшем масштабе работают те же идеи. Подавляющее большинство функций клетки выполняется белками – большими молекулами, которые катализируют и регулируют химические реакции, переносят необходимые вещества и управляют конкретными проявлениями, такими как форма и движение клетки. Белки строятся из различных комбинаций 20 элементов меньшего размера, аминокислот, примерно так же, как слова английского языка складываются из 26 букв. И как для появления осмысленных слов буквы должны выстраиваться в определенном порядке, так и пригодные для использования белки требуют, чтобы аминокислоты связывались в цепочки в определенной последовательности. Если сборку белка оставить на волю случая, вероятность того, что нужные аминокислоты столкнутся друг с другом в последовательности, необходимой для получения конкретного белка, будет близка к нулю. Число способов, которыми 20 различных аминокислот можно связать в длинную цепочку, делает это очевидным: для цепочки из 150 аминокислот (небольшая белковая молекула) существует около 10¹⁹⁵ вариантов расстановки – намного больше, чем частиц в наблюдаемой Вселенной. И как пресловутая группа обезьян, без устали колотящих по клавиатуре и печатающих случайные буквы, не сможет напечатать что-нибудь более объемное, чем «Быть или не быть», так и слепой случай не в состоянии создать конкретные белки, необходимые для жизни.

На самом деле для синтеза сложных белков требуется набор инструкций, которые пошагово определяют этот процесс: прицепить эту аминокислоту к той, затем добавить вот эту, следом вон ту и так далее. То есть для синтеза белков требуется клеточное «программное обеcпечение». И внутри каждой клетки такие инструкции имеются. Они закодированы в ДНК – химическом соединении, поддерживающем жизнь, геометрическую архитектуру которого открыли Уотсон и Крик.

Каждая молекула ДНК имеет форму знаменитой двойной спирали, длинной закрученной лестницы, перекладины которой состоят из парных опор – более кротких молекул, называемых основаниями и обычно обозначаемых A, Т, Г и Ц (формальные названия значения для нас не имеют, но этими буквами обозначаются аденин, тимин, гуанин и цитозин). Члены одного биологического вида имеют по большей части одинаковую последовательность букв. У человека ДНК-последовательность насчитывает около 3 млрд букв, причем ваша последовательность отличается от последовательности Альберта Эйнштейна, или Марии Кюри, или Уильяма Шекспира, или кого угодно другого меньше чем на четверть процента – примерно на одну букву каждой цепочки из 500 букв[72]72
  A. Auton, L. Brooks, R. Durbin, et al., «A global reference for human genetic variation,» Nature 526, no. 7571 (October 2015): 68.


[Закрыть]. Но, радуясь тому, что вы обладаете геномом, настолько близким к геному любой из самых уважаемых знаменитостей в истории (и самых отъявленных негодяев тоже), также обратите внимание, что ваша ДНК-последовательность на 99 % совпадает с ДНК-последовательностью любого шимпанзе[73]73
  Ученые разработали несколько вариантов сравнения ДНК разных биологических видов. При одном подходе сравниваются пары оснований для тех генов, которые у этих видов общие (такой метод дает примерно 1 % генетических различий между человеком и шимпанзе), тогда как при другом сравниваются геномы целиком (здесь генетическая разница между человеком и шимпанзе получается несколько больше).


[Закрыть]. Небольшие генетические различия могут приводить к очень серьезным последствиям.

При формировании перекладин лестницы ДНК основания соединяются в пары по строгому правилу: брусок A на одной стороне лестницы соединяется с бруском T на другой стороне, а брусок Г соединяется с бруском Ц. Таким образом, цепочка оснований на одной стороне лестницы однозначно определяет цепочку на второй стороне. И именно в цепочке букв мы обнаруживаем, помимо другой жизненно важной клеточной информации, инструкции, определяющие, какие аминокислоты будут связаны с какими, и управляющие синтезом видоспецифичного набора белков, без которого не может обойтись эта форма жизни.

Вся жизнь кодирует инструкции по строительству белков одинаковым способом[74]74
  Точнее, исследователи описывают код, о котором говорится в следующем абзаце, как «почти» универсальный, имея в виду тот факт, что в некоторых особых случаях все же были обнаружены вариации. Тем не менее даже эти скромные модификации обладают такой же базовой структурой кода, как та, что описана в этой главе.


[Закрыть].

Приведем в одном абзаце – возможно, слишком детализированном – описание работы этого алгоритма, молекулярной азбуки Морзе, прочно встроенной в жизнь. Группы из трех последовательных букв на одной и той же нити ДНК обозначают одну конкретную аминокислоту из 20 существующих[75]75
  При трехбуквенных кодах и четырех различных буквах существует 64 возможные комбинации. Но поскольку эти последовательности кодируют только 20 аминокислот, одну и ту же аминокислоту могут обозначать – и действительно обозначают – несколько различных комбинаций. Исторически среди первых работ по расшифровке генетического кода можно назвать: F. H. C. Crick, Leslie Barnett, S. Brenner, and R. J. Watts-Tobin, «General nature of the genetic code for proteins», Nature 192 (1961): 1227–32; J. Heinrich Matthaei, Oliver W. Jones, Robert G. Martin, and Marshall W. Nirenberg, «Characteristics and Composition of Coding Units», Proceedings of the National Academy of Sciences 48, no. 4 (1962): 666–77. К середине 1960-х гг. усилиями множества исследователей, в первую очередь Маршалла Ниренберга, Роберта Холли и Хара Гобинда Хораны, расшифровка была завершена, за что эти три ведущих исследователя в 1968 г. были удостоены Нобелевской премии.


[Закрыть]. К примеру, последовательность (триплет) ЦTA обозначает аминокислоту лейцин; триплет ГЦT обозначает другую аминокислоту, аланин; триплет ГTT обозначает валин и так далее. Если бы вы рассматривали перекладины на сегменте одной нити ДНК и считали бы оттуда последовательность ЦTAГЦTГTT, это означало бы следующую инструкцию: присоединить лейцин (первый триплет, ЦTA) к аланину (второй триплет, ГЦT), который затем присоединить к валину (третий триплет, ГTT). Белок, построенный, скажем, из тысячи связанных в цепочку аминокислот, должен быть закодирован конкретной последовательностью из 3000 букв (начало и конец любой такой последовательности также кодируется конкретными трехбуквенными цепочками, примерно как заглавная буква и точка обозначают начало и конец этого предложения). Такая последовательность составляет ген – программу сборки какого-либо белка[76]76
  Точное определение гена до сих пор является предметом дебатов. Помимо информации, кодирующей белок, ген содержит вспомогательные последовательности (не обязательно прилегающие к кодирующей области), способные влиять на конкретный способ использования клеткой кодирующих данных (к примеру, увеличивающие или уменьшающие скорость производства заданного белка, а также выполняющие другие регуляторные функции).


[Закрыть].

Я изложил здесь эти подробности по двум причинам. Во-первых, наглядное представление кода делает концепцию клеточного программного обеспечения более явной. Имея сегмент ДНК, мы можем считать инструкции, которые управляют внутренней деятельностью клетки и организуют сложнейшую координацию, которая полностью отсутствует у неодушевленной материи. Во-вторых, наглядное представление кода помогает понять, что имеют в виду биологи, когда называют этот код универсальным. Каждая молекула ДНК, принадлежащая хоть морской водоросли, хоть Софоклу, кодирует информацию, необходимую для строительства белков, одинаковым способом.

Это и есть единство информации.

Единство энергии

Как паровая машина нуждается в постоянном снабжении энергией, чтобы раз за разом выталкивать поршень, так и жизнь требует постоянного снабжения энергией, чтобы выполнять необходимые функции, от роста и ремонта до движения и размножения. Для паровой машины мы извлекаем энергию из окружающей среды. Мы сжигаем уголь, дерево или какое-то другое топливо, и полученная теплота поглощается внутренним механизмом машины, заставляя пар расширяться. Живые существа также извлекают энергию из окружающей среды. Животные извлекают ее из пищи, растения – из солнечного света. Но, в отличие от паровой машины, жизнь не обязательно использует эту энергию сразу же, на месте. Жизненные процессы сложнее расширения и сжатия пара, и потому им необходима более совершенная система доставки и распределения энергии. Жизнь нуждается в том, чтобы энергию сжигаемого ею топлива можно было запасать и выдавать надежно и регулярно по мере того, как у составляющих клетки появляется в ней нужда.

Все живое решает проблему извлечения и распределения энергии одинаково[77]77
  Ключевую гипотезу о протонных электрических токах, обеспечивающих синтез АТФ, предложил британский биохимик Питер Митчелл, который в 1978 г. был удостоен за это Нобелевской премии (P. Mitchell, «Coupling of phosphorylation to electron and hydrogen transfer by a chemiosmotic type of mechanism,» Nature 191 [1961]: 144–48.) Хотя некоторые детали гипотезы Митчелла требовали дальнейшей доработки, Нобелевская премия была присуждена ему за проникновение в механизм «переноса биологической энергии». Митчелл был необычным ученым. Наевшись досыта различных пустопорожних качеств научного мира (в чем я его вполне понимаю), он основал независимую благотворительную компанию Glynn Research, где он сам вместе с различными коллегами и наемными работниками числом до десяти проводил биохимические исследования. Захватывающие подробности его жизни можно найти в книге: John Prebble and Bruce Weber, Wandering in the Gardens of the Mind: Peter Mitchell and the Making of Glynn (Oxford: Oxford University Press, 2003). Подробности современного представления об извлечении энергии и ее переносе в пределах клетки см., к примеру: Альбертс Б., Джонсон А., Льюис Д. и др. Молекулярная биология клетки. – М., Ижевск: ИКИ, 2013. Информированный читатель отметит одну особенность, характеризующую универсальность этого процесса: извлечение энергии путем ферментации (процесс извлечения энергии без использования кислорода).


[Закрыть].

Универсальное решение, которое выработала жизнь (сложную цепочку процессов, происходящих прямо сейчас внутри вас и меня – и, насколько нам известно, всего остального, что живет), можно отнести к числу самых поразительных достижений природы. Жизнь извлекает энергию из окружающей среды посредством своеобразного медленного химического горения и запасает эту энергию впрок, заряжая встроенные во все клетки биологические аккумуляторы. Затем эти клеточные батареи обеспечивают стабильный источник электричества, которое клетки используют для синтеза молекул, специально предназначенных для переноса и доставки энергии к каждому компоненту клетки.

Такая система может казаться сложной. Она и в самом деле сложна. Но при этом жизненно необходима. Поэтому давайте коротко опишем ее. Если вы чего-то не поймете, ничего страшного. Даже беглый взгляд позволит увидеть те чудесные средства, при помощи которых жизнь обеспечивает функционирование своих механизмов.

Химическое горение, играющее центральную роль в переработке жизнью энергии, называется окислительно-восстановительной реакцией. Не самое заманчивое название, но архетипический пример – горящее полено – помогает немного его прояснить. Когда полено горит, углерод и водород древесины отдают электроны кислороду воздуха (вы же помните, кислород всегда жаждет электронов), связывая атомы кислорода в молекулы воды и двуокиси углерода и высвобождая при этом энергию (именно поэтому огонь горячий). Когда кислород хватает электроны, мы говорим, что он восстанавливается. Когда углерод или водород отдают электроны кислороду, мы говорим, что они окисляются. Вместе получается окислительно-восстановительная реакция или, для краткости, ОВР.

В настоящее время ученые используют термин ОВР в более широком смысле, имея в виду множество реакций, в которых электроны передаются между химическими соединениями, независимо от того, задействован ли в реакции кислород. И все же пылающее полено дает нам общую схему для описания химического горения. Ненасытные атомы, отягощенные частично заполненными уровнями, хватают электроны атомов-доноров такой мощной хваткой, что в ходе этого процесса выделяется значительная cкрытая энергия.

В живых клетках – для определенности сосредоточимся на животных – имеют место аналогичные ОВР, но, что важно, электроны, сорванные с атомов, которые вы переварили за завтраком, не передаются сразу кислороду. Если бы они передавались сразу, то высвободившаяся энергия породила бы что-то вроде клеточного пламени, – а природа знает, что такого исхода лучше избегать. Вместо этого электроны, отданные пищей, проходят через серию промежуточных ОВР – промежуточных пунктов на трассе, которая в конечном итоге завершается кислородом, но позволяет энергии высвобождаться на каждом этапе небольшими порциями. Как мяч на трибуне стадиона прыгает вниз по ступенькам, электроны прыгают от одной принимающей молекулы к другой, причем каждая следующая – более жадная до электронов, и это гарантирует, что каждый прыжок сопровождается высвобождением энергии. Кислород – самый жадный рецептор – поджидает электрон у подножия лестницы, и когда тот наконец появляется, кислород крепко обнимает его, выжимая остатки энергии, которую электрон еще может отдать, и завершая таким образом процесс извлечения энергии.

У растений этот процесс протекает в значительной мере так же. Основное различие – источник электронов. У животных они берутся из пищи. У растений – из воды. Солнечный свет, падающий на хлорофилл в зеленых листьях растений, срывает электроны с молекул воды, накачивает их энергией и запускает в аналогичный окислительно-восстановительный каскад, где эта энергия извлекается. Таким образом, энергия, обеспечивающая всю активность всех живых существ, получается в результате одного и того же процесса – прыгающих электронов, реализующих серию клеточных ОВР. Именно поэтому Альберт Сент-Дьёрди, продолжая свои поэтические рефлексии, рассуждал: «Жизнь есть не что иное, как электрон, ищущий место для отдыха».

Стоит подчеркнуть, насколько это все удивительно с точки зрения физики. Энергия – это та самая монета, которой оплачивается все без исключения в космосе; эта монета чеканится во множестве разных валют, а зарабатывают ее еще большим множеством разных ремесел. Одна из ходовых валют – ядерная энергия, она вырабатывается при синтезе и распаде многочисленных разновидностей атомов; еще один вид валюты – электромагнитная энергия, вырабатываемая притяжением и отталкиванием огромного разнообразия заряженных частиц; еще один – гравитационная энергия, вырабатываемая при взаимодействии различных массивных тел. И при этом из всех бесчисленных возможных процессов жизнь на планете Земля пользуется одним-единственным энергетическим механизмом: конкретной цепочкой электромагнитных химических реакций, в которых электроны совершают последовательную серию направленных вниз прыжков, начиная свой путь из пищи или воды и заканчивая его в крепких объятиях кислорода.

Как и почему этот процесс извлечения энергии стал одним из важнейших механизмов жизни? Никто не знает. Но его универсальность, как и универсальность генетического кода, представляет собой аргумент, и аргумент сильный, в пользу единства жизни. Почему все живое обеспечивает себя энергией совершенно одинаковым способом? Напрашивается ответ: это потому, что вся жизнь, скорее всего, произошла от общего предка – одноклеточного вида, существовавшего, по мнению исследователей, около 4 млрд лет назад.

Аккумуляторы и жизнь

Свидетельства в пользу единства жизни становятся еще более убедительными, если проследить, что происходит дальше с энергией, которую высвобождают электроны, прыгающие от одной окислительно-восстановительной (ОВ) реакции к другой. Эта энергия используется для зарядки биологических аккумуляторных батарей, встроенных в каждую клетку без исключения. Биологические батареи, в свою очередь, обеспечивают энергией синтез молекул, которые особенно хорошо умеют переносить и доставлять энергию туда и тогда, где и когда она требуется в клетке. Это сложный процесс. Но у всего живого этот процесс одинаков.

В общих чертах этот процесс происходит примерно так. Когда электрон запрыгивает в протянутые молекулярные «руки» определенного ОВ-рецептора, принимающая молекула дергается и меняет свою ориентацию относительно других молекул, плотно упакованных вокруг нее, примерно как шестеренка с храповиком, сдвигающаяся на один щелчок вперед. Затем, когда ветреный электрон перепрыгивает к следующему ОВ-рецептору, первая молекула «со щелчком» возвращается в первоначальную ориентацию, тогда как новый молекулярный реципиент дергается и меняет ориентацию. Когда электрон выполняет следующие прыжки, все происходит по той же схеме. Молекулы, принимающие электрон, дергаются и проворачиваются на шаг вперед; молекулы, теряющие электрон, тоже дергаются, возвращаясь в первоначальную ориентацию.

Цепочка прыжков электрона и связанных с ними молекулярных конвульсий выполняет тонкую, но важную задачу. Молекулы, проворачиваясь вперед и назад, толкают группу протонов, заставляя их проходить сквозь окружающую мембрану, за которой они собираются в узком отсеке, превращающемся в переполненную авоську. Или, проще говоря, протонную батарейку.

В обычной батарейке химические реакции вынуждают электроны аккумулироваться на одной стороне батареи (аноде), где взаимное отталкивание этих одинаково заряженных частиц гарантирует их готовность разлететься при первой возможности. Когда вы замыкаете электрический контур, нажимая кнопку включения или щелкая переключателем, вы тем самым освобождаете запертые электроны, разрешая им выйти из анода, пройти сквозь устройство – лампочку, ноутбук, мобильный телефон – и добраться наконец до другой стороны батарейки (катода). Батарейка хоть и привычная часть нашего быта, но на самом деле это хитроумное устройство. Она запасает энергию в плотных группах электронов, стоящих наготове и способных в любой момент высвободить энергию и обеспечить питание устройств по нашему выбору.

В живой клетке мы встречаем аналогичную ситуацию, но уже с заменой связанных электронов на связанные протоны. Однако это отличие практически ничего не меняет. Протоны, как и электроны, обладают одинаковым электрическим зарядом и, соответственно, отталкиваются друг от друга. Когда клеточные ОВР сгоняют протоны в плотную кучу, они точно так же стоят наготове, ожидая только возможности убежать прочь от своих вынужденных соседей. Таким образом, клеточные окислительно-восстановительные реакции заряжают биологические аккумуляторные батареи на протонах. Мало того, поскольку все протоны теснятся по одну сторону чрезвычайно тонкой мембраны (толщиной всего в несколько десятков атомов), электрическое поле (напряжение на мембране, деленное на толщину мембраны) может быть огромным, больше десятков миллионов вольт на метр. Клеточный биоаккумулятор – не шутки.

Что же делают клетки с этими мини-электростанциями? Вот тут-то ситуация становится еще более поразительной. К мембране прикреплено огромное количество турбин нанометрового масштаба. Когда упакованным протонам разрешается выйти обратно через особые секции мембраны, они вызывают вращение этих крохотных турбин – примерно как порывы ветра заставляют вращаться крылья ветряных мельниц. В минувшие века такое вращательное движение под действием ветра использовали для помола пшеницы или другого зерна в муку. «Клеточные мельницы» тоже заняты помолом, но вместо разрушения структуры этот процесс, наоборот, строит ее. Проворачиваясь, молекулярные турбины раз за разом сводят между собой две конкретные молекулы и синтезируют таким образом вполне конкретную молекулу (на вход поступает АДФ, аденозиндифосфат плюс еще одна фосфатная группа; на выходе получается АТФ, аденозинтрифосфат). Составляющие этой молекулы, принудительно сведенные турбиной, находятся в напряженном состоянии: взаимно отталкивающиеся заряженные части молекулы удерживаются вместе химическими связями. Вся конструкция подобна сжатой пружине и жаждет освободиться. Это необычайно полезно. Молекулы АТФ могут путешествовать по всей клетке, а в нужный момент высвобождают запасенную энергию, разрывая химические связи и позволяя входящим в состав молекулы частицам расслабиться и перейти в более низкоэнергетическое, более комфортное состояние. Именно энергия, высвобождаемая при диссоциации молекул АТФ, обеспечивает выполнение клеточных функций.

Уровень неустанной активности этих клеточных электростанций станет ясен, если обратить внимание на несколько чисел. Функции, обеспечивающие жизнь типичной клетки на протяжении всего лишь одной секунды, требуют энергии, запасенной примерно в 10 000 000 молекул АТФ. В теле человека десятки триллионов клеток, и это означает, что каждую секунду вы используете порядка ста миллионов триллионов (10²⁰) молекул АТФ. Каждый раз при использовании АТФ расщепляется на составляющие (АДФ и фосфатную группу), которые затем турбины, питаемые протонными аккумуляторами, снова сводят вместе в полностью обновленные молекулы АТФ. Эти молекулы АТФ вновь пускаются в путь, доставляя энергию во все уголки клетки. Таким образом, чтобы удовлетворить энергетические потребности вашего организма, клеточные турбины должны быть поразительно продуктивными. Даже если вы читаете очень быстро, за время, которое вы потратили на просмотр этого предложения, ваше тело успело синтезировать около 500 миллионов триллионов молекул АТФ. А вот сейчас еще на 300 миллионов триллионов больше.