Изгнание из Эдема

Идея генетической наследственности знакома людям с тех  пор, как им удалось одомашнить целый ряд видов диких  животных и растений. Скотоводы издревле предпринимали  целенаправленные попытки устранять в стаде такие  нежелательные признаки, как чрезмерный рост или агрессивность  поведения[43]. Селекция зерновых культур осуществлялась путем отбора наиболее крупнозерных и урожайных  сортов. Однако большая часть так называемых фермерских  навыков была основаны на ошибочных посылках,  хотя последние и носили функциональный и практичный  характер. Интерес к выяснению точных механизмов и законов,  определяющих работу факторов наследственности,  резко возрос в середине XIX в. после выхода в свет фундаментального  труда Чарльза Дарвина «Происхождение видов»[44], однако по сути понимание принципов наследственности,  изложенное Дарвином, оказалось немногим более  глубоким, чем у его предшественников. Зато другой его современник,  австрийский священник и ботаник Грегор Иоганн  Мендель, живший в XIX в., впервые сформулировал  логические принципы осмысления того, каким образом  осуществляется наследственная передача тех или иных наследственных  признаков. Его выводы были основаны на  обширных математических расчетах принципов наследования  цвета и формы гороха.

В принципе Мендель показал, что для передачи любых  физических особенностей, или признаков, например, цвета  цветков, любое растение гороха использует два гена  (правда, он использовал здесь другой термин), которые и  определяют выраженность или интенсивность признака.  Вариативность преобладания тех или иных генов и обусловливает проявление признаков у растения. В процессе  полового размножения каждое из растений-родителей  способно передать своему потомству только один из этих  генов. Таким образом, растение наследует от каждого из своих родителей сложную смесь признаков, и комбинированный эффект этих двух генов и определяет физические  признаки очередного поколения. Поскольку любой из родителей может иметь функциональные гены различных  типов, например, наследовать разное число лепестков применительно к каждой паре генов, но реально объектом  произвольного выбора может стать только один из них,  пропорциональные доли различных типов потомства в своей совокупности составляют картину, которую можно  уверенно прогнозировать, зная признаки, которыми обладает  каждое из растений-родителей.

Таким путем Мендель сумел показать, что наследование признаков осуществляется путем передачи дискретных наборов  информации. И вариативность потомства определяется точным, но произвольным смешением этих наборов, или генов, в каждой особи, будь то растение или человек.

Мендель приложил немало труда, отбирая наиболее  простые, универсальные и легко распознаваемые признаки  и изучая их на индивидуальном уровне. На деле же выраженность  некоторых физических признаков определяется, мягко говоря, не одним геном, и поскольку мы являемся  достаточно сложными организмами, в наших клетках насчитывается около 30 тысяч пар функционирующих генов.  Таким образом, заметные невооруженным глазом различия между единокровными отпрысками одной и той же  семьи являются не результатом некоего сбоя в процессе  наследования, а возникают в связи с тем, что в процессе  полового размножения принимает участие большое число  генов, образующих произвольные сочетания. А поскольку  число генов и тем более их комбинаций крайне велико,  это создает невероятно широкий потенциал для вариантов. Наоборот, удивительное сходство близнецов показывает, насколько точной может оказаться трансформация  наследственности в физической оболочке. Выдающимся  достижением таких ученых, как Уотсон, Крик и Розалинда  Франклин, стал осуществленный ими перенос постулатов  открытия Менделя в область биохимии, или молекулярной  биологии, как сегодня принято называть эту сферу биохимии.

Картонные ключи к тайнам жизни

«Мы все — производные наших генов». Секретные ключи к  этому эдуардовскому трюизму сформулировали и перенесли  на простые листы картона двое ученых-первооткрывателей  — Джим Уотсон и Фрэнсис Крик. Произошло это в  1953 г.[45]. Их «ключи» представляли собой диаграммы четырех  химических соединений (базовых нуклеотидов),  уникальные взаимосвязи между которыми, зафиксированные  на двойной спирали дезоксирибонуклеиновой кислоты  (ДНК), заключают в себе кодированный ключ ко всему  живому на Земле. Эти картонные ключи позволили раскрыть  секрет механизма, соединяющего постулаты Менделя  с теорией эволюции путем естественного отбора, сформулированной  Дарвином в его знаменитом труде «О происхождении  видов». Уотсону и Крику удалось с исчерпывающей  точностью объяснить, каким образом тысячи уникальных  свойств, варьирующихся у разных особей, передаются  из поколения в поколение. Короче говоря, это открытие  явилось едва ли не самым выдающимся достижением биологической  мысли в XX в.