Гены и судьбы

Думаю, что да, но пока еще только в очень общей форме. Дело в том, что развитие любого признака в организме, как это сегодня доподлинно известно науке, зависит от нескольких генов и разных факторов среды, а точнее — от взаимодействия тех и других. Но сочетание вариантов генов (аллелей), определяющих тот или иной признак у каждого живого существа, в том числе и у человека, сугубо индивидуально. К тому же средовые факторы на протяжении всего биологического цикла его развития чрезвычайно разнообразны. И далеко не всегда сочетание последних благоприятствует становлению какого-то конкретного признака. Вот и пойди здесь разберись, что от чего зависит… Но мы все же попытаемся это сделать, проследив в данной главе за «поведением» генов в организме.

Как часть всей генетической информации, каждый ген расположен в строго определенном месте определенной хромосомы, и при делении клеток он воспроизводится с высочайшей точностью. Плотная «упаковка» генов в хромосомах обеспечивает передачу информации из поколения в поколение в полном наборе.

— Но это только механизм передачи набора генов из клетки в клетку, — может заметить здесь читатель. — А как все-таки гены работают?

Механизмом действия любого гена является считывание информации с ДНК путем синтеза на ней РНК. Процесс этот называют транскрипцией. На его расшифровку потрачены многие годы многих исследований. И то, что будет изложено ниже, является результатом бесчисленных экспериментов и обоснованных обобщений.

На первый взгляд двухспиральная структура ДНК — главной «молекулы жизни» — может показаться жесткой и стабильной. В действительности же она гибка и изменчива настолько, что способна принимать разнообразную форму и осуществлять взаимодействие с другими молекулами клетки различными способами. Именно на этих ее свойствах и основана возможность реализации генетической информации, содержащейся в ДНК (за счет взаимодействия с регуляторными молекулами).

Для того чтобы начался процесс транскрипции, то есть образования на ДНК молекулы РНК, двойная спираль должна быть расплетена, но не полностью по всей длине молекулы, а лишь ее часть, соответствующая тому гену, продукт которого в данный момент необходим клетке.

Здесь, по-видимому, следует подчеркнуть, что в любой клетке в каждый данный момент «работают» не все гены, а только те, которыми обусловлена специфичность ее функции. Представить себе организм, в котором во всех клетках работали бы все гены разом, чрезвычайно трудно. А потому попробуем провести здесь аналогию с более привычной для нашего понимания ситуацией.

Вообразим, к примеру, что в большом многомиллионном городе однажды в силу какого-то «сверхсбоя» движение всех видов транспорта (велосипедов, трамваев, троллейбусов, автобусов, грузовых и легковых автомобилей и т. д.) стало нерегулируемым. Возникший беспорядок усугубился еще и тем, что и стороны движения и направления, и скорость движения, и остановки, и перекрестки выбираются водителями тоже произвольно. Фантастическая картина, верно? Но даже такой невообразимый хаос — лишь слабая тень того состояния клетки, в которой без всяких «правил» заработали бы разом все гены.

Между тем транскрипция гена (образование на ДНК молекулы РНК) осуществляется по строжайшим законам, установленным природой. Как только в клетке накопится достаточное количество первичного продукта гена, процесс транскрипции прекратится. Как видите, эти реакции осуществляются по принципу обратной связи.

В одной из предыдущих глав рассказывалось о процессе трансляции, то есть образования белков и ферментов. Вроде бы механизм этого сложного явления расшифрован. Однако до понимания того, как формируется признак, еще очень далеко. Это более чем детективная история, и точки над «и» ставить рано. По крайней мере на сегодняшний день путь от первичного продукта гена до признака известен лишь для небольшого числа генов просто устроенных организмов.

Но многое наука уже и расшифровала, например, то, что для начала транскрипции необходима активация конкретного гена (или генов). Под этим понимают расплетение нитей ДНК с последующим синтезом молекулы РНК. В этом процессе активации генов (или запуска их в работу), как теперь стало ясно, принимают участие гормоны или продукты деятельности других генов. Могут активировать гены и продукты в цитоплазме, которые образовались за счет предшествующей активности этого же гена (или генов). Не исключается и непосредственное влияние соседних клеток. Но если за счет тех или иных факторов ген начинает работать, это проявляется в виде транскрипции.

За ней следует трансляция и образование полипептидных цепей, из которых и формируются белки.

Многообразие белков поражает. Одни осуществляют «скелетную» функцию клетки, другие регулируют обменные процессы, третьи определяют темп размножения и миграции клеток, четвертые обеспечивают регуляцию активности генов. А все вместе в сложном взаимодействии приводят к дифференцировке клеток и формированию определенных тканей и органов.