Заведя разговор о кристаллах, я использовал такие образы, как «солдаты на параде» и «сцепление рук». Теперь же нам понадобится несколько иная метафора — а именно пазл. Растущий кристалл можно уподобить недоделанному пазлу, который тоже иногда растет из середины, по мере того как недостающие кусочки добавляются по краям. Но в отличие от обычного плоского пазла, лежащего на столе, кристалл — пазл трехмерный.
В жидкости, окружающей этот неоконченный пазл, плавают тысячи его деталей — скажем, ионы натрия и хлора в водном растворе. Всякий раз, когда какая-нибудь деталь натыкается на кристалл, она отыскивает «отверстие» нужной формы и встраивается туда. Итак, вот еще один способ описать наращивание кристаллов снаружи. А сейчас мы воспользуемся сравнением с пазлами, чтобы поговорить о процессах, идущих в живых организмах. В частности, посмотрим, как работают ферменты. Чуть позже я расскажу вам, что это такое.
Помните приведенную в главе 7 схему химических реакций в клетке: чудовищно запутанный «транспортный узел» из стрелок и кружков? Вам, возможно, любопытно, каким образом все эти разнообразные реакции могут протекать в одном и том же крошечном объеме — внутри одной и той же клетки, — не мешая друг другу и не перепутываясь. Представьте себе, что вы пришли в химическую лабораторию, похватали все пузырьки с полок и разом опрокинули их содержимое в здоровенный бак. Вы получили бы отвратительное месиво и, вероятно, запустили бы множество жутких реакций, даже взрывов. Однако в клетках живых существ многочисленные химические реагенты каким-то образом хранятся по отдельности, не мешая друг другу. Почему они не взаимодействуют все без разбора? Можно подумать, каждый из них находится в своей особой бутылке. Но это не так. В чем же дело?
Отчасти в том, что внутреннее содержимое клетки — отнюдь не простой бак. Оно заполнено сложной системой мембран, выполняющих во многом ту же функцию, что и стеклянные стенки пробирок. Но это еще не весь ответ, и другая его часть куда интереснее. Вот тут-то и настало время вспомнить о ферментах. Ферменты — катализаторы. Катализатором называют вещество, которое ускоряет некую химическую реакцию, само при этом не меняясь. Что-то вроде проворного миниатюрного лаборанта. Иногда катализаторы увеличивают скорость реакции в миллионы раз, и особенно хорошо это умеют делать ферменты. Все перемешанные в клетке химикаты реагируют друг с другом только в присутствии катализатора — для каждой реакции своего. Та или иная реакция запускается именно тогда, когда она нужна, путем добавления соответствующего фермента. Можно представить фермент как своеобразный тумблер, у которого есть положения «вкл» и «выкл», — практически как электрический выключатель. Наличие в клетке строго определенного фермента запускает только одну, строго определенную реакцию, этим ферментом контролируемую. Более того, бывают ферменты, служащие «выключателями» (или «включателями») для других ферментов. Только представьте себе, какие изящные системы регулирования можно выстроить с такими переключателями переключателей.