Генетика на пальцах

Не надо путать материнский эффект с цитоплазматической наследственностью, которую обеспечивают митохондрии и пластиды! При материнском эффекте детерминирующее влияние на ядро оказывают белки, содержащиеся в цитоплазме, но гены, обеспечивающие синтез этих белков, содержатся в ядре. С наследованием, сцепленным с полом, материнский эффект тоже путать нельзя, поскольку он никак не связан с Х-хромосомой.

Вот интересная деталь: наследование признаков, определяемых генами с материнским эффектом, может происходить вопреки общим законам генетики.

Для примера можно рассмотреть наследование признака закручивания раковины у улиток-прудовиков. У одних прудовиков раковина закручена вправо, а у других – влево. Доминантный аллель соответствующего гена (А) обеспечивает закручивание раковины вправо, а рецессивный аллель (а) закручивает раковину влево.

При скрещивании самки АА с самцом аа в первом поколении все будет в порядке – генотип Аа, раковина, закручена вправо.

Но если скрестить самку аа с самцом АА, то обнаружится, что все их потомство в первом поколении при генотипе Аа будет иметь закрученные ВЛЕВО раковины.

Влево, а не вправо – проявляется рецессивный фенотип при доминантном генотипе!

Впору предположить, что генотип Аа в разных случаях обеспечивает разные фенотипы, а такая мысль подрывает основы генетики и превращает ее из науки в не пойми что. Что это за наука о наследовании, в которой результат меняется при перестановке слагаемых?

Но давайте пойдем дальше и получим больше поводов для удивления.

Если скрестить между собой гибридов первого поколения (Аа с Аа), то все их потомство будет иметь раковины, закрученные вправо. Несмотря на то, что по генотипу у потомства будет наблюдаться законно ожидаемое менделевское расщепление – АА: 2Аа: аа.

Это уже вообще ни в какие ворота не лезет, верно?

Но, тем не менее, влезает в ворота молекулярной генетики, которая объясняет происходящее наличием в цитоплазме яйцеклеток белков-морфогенов.

Повторим, что генетика логична и научна. Если какое-то явление опровергает ее постулаты или вообще отрицает ее как науку, то, значит, нам просто не хватает знаний для того, чтобы правильно объяснить это явление. В примере, который мы только что рассмотрели, генотипу помогают реализоваться в фенотип морфогены, которые содержатся только в яйцеклетках. Морфогены активно управляют считыванием информации с генов, подбрасывая исследователям совсем не то, что те ожидали увидеть.

Короче говоря, если вы правильно спланировали эксперимент и правильно его провели, но получили при этом неожиданный результат, то вы явно чего-то не учли.

То, что морфогены находятся не в ядре, а в цитоплазме, было доказано в экспериментах с цитоплазмой дрозофилы. Дело в том, что яйцо дрозофилы, подобно яйцам большинства насекомых, в своем развитии проходит стадию синцития – неполного разграничения клеток, при котором обособленные участки цитоплазмы с ядрами связаны между собой так называемыми цитоплазматическими мостиками, которые правильнее было бы назвать «цитоплазматическими каналами», ведь цитоплазма жидкая, а не твердая.

Несколько тысяч ядер в яйце дрозофилы лежат в единой необособленной цитоплазме, которая при своем физическом единстве все же различается по содержанию. Так, например, цитоплазма в заднем сегменте яйца называется полярной плазмой, поскольку находится у условного полюса. Ядра, расположенные в полярной плазме, дают начало половым клеткам. Но если ввести полярную плазму в другую область яйца, где ее (и половых клеток) в норме быть не должно, то в этой области начнут развиваться половые клетки. Вот вам и доказательство определяющей роли цитоплазмы в выборе пути клеточного развития.

Гены материнского эффекта управляют считыванием генетической информации опосредованно. Они запускают экспрессию мастер-генов (это название можно перевести с английского как «ген-господин»), мастер-гены, в свою очередь, запускают экспрессию регуляторных генов, ну а те уже управляют экспрессией структурных генов, с которых считывается информация, необходимая для синтеза белков. Такая сложная иерархия позволяет осуществлять тонкую и точную регуляцию непростого процесса развития многоклеточного организма. Сложная многоступенчатая система устойчивее, она имеет больше компенсаторных возможностей, нежели простая система. Вот простейший пример. В большом магазине всегда найдется кем заменить заболевшего продавца, а в газетном киоске, где всего один продавец, замена представляет крупную проблему.

Глава 12 Генетика и эволюция

Можете ли вы дать определение эволюции? Придумайте свой вариант, а затем сравните его с научным, «официальным», и оцените степень расхождения. Трех минут вам будет достаточно?

Эволюцией[59] называется естественный процесс развития живой природы, сопровождающийся изменением генетического состава популяций, формированием приспособления организмов к внешним условиям, видообразованием и вымиранием видов, преобразованием экосистем и биосферы в целом.