Как работают гены

Таким образом, в самой первой клетке каждого организма сосредоточено порядка 30–50 тысяч структурных генов и примерно в сто раз большее количество генов, ответственных за регуляцию их деятельности. Они располагаются в хромосомах – 23 материнских и 23 отцовских. Каждая хромосома формируется из одной молекулы ДНК.

Если все молекулы ДНК одной клетки человека вытянуть в одну линию, ее длина составит 3 метра 60 сантиметров. Когда формируются хромосомы, каждая молекула ДНК спирализуется, утолщается и укорачивается. Общая длина всех 46 хромосом составляет уже только 200 мкм. Они видны в обыкновенный световой микроскоп.

Один из двух наборов хромосом имеет всю информацию о видовых признаках организма – это и есть геном. Т.е. в клетках человека два генома – один от отца – другой от матери. Два генома – это механизм выживания, защита от изменчивости среды и один из механизмов индивидуального разнообразия. Два генома дополняются генами митохондрий – плазмоном, – эти гены приходят только от матери. Все это будет составлять информационную, наследственную базу нового организма – генотип.

2.2. Система записи, воспроизводства и реализации наследственной информации

Поняв, откуда взялась у нового организма наследственная база, важно представить, как она реализуется в процессе развития. При этом надо осознать два удивительных природных явления:

1. Как же это возможно, чтобы химическая молекула была базой записи наследственной информации?

2. Каким образом то, что закодировано на химическом соединении, реализуется в конкретные ткани, органы, структуры, не только обладающие своей формой, но и активно, слаженно, системно функционирующие?

Итак, вопрос первый – каким образом осуществляется запись и воспроизводство информации?

В настоящее время однозначно установлено, что основным веществом, способным записывать, хранить, воспроизводить, реализовать и передавать потомкам наследственную информацию, является химическое соединение – молекула ДНК. Что же из себя молекула ДНК? Как ее изучали?

Еще в конце девятнадцатого века, а точнее в 1869 году швейцарский врач Ф. Мишер искал способы эффективной борьбы с гнойными инфекциями. Ему было важно отыскать средство, которое может быстро подавить накопление гнойных масс на пораженных участках. Много средств было испробовано, но самый необычный результат он получил, обрабатывая раны бычьей желчью. Сравнивая под микроскопом материал до и после обработки, он заметил, что под действием бычьей желчи исчезают клетки лейкоцитов, но остается какая–то субстанция, которая потом не растворяется, ни в спирте, ни в крепких кислотах, а растворяется только в щелочах. Продолжая наблюдения, Мишер установил, что это стойкое вещество является остатком ядерной массы. Ядро клетки тогда называли нуклеус. Отсюда появилось название – нуклеиновое вещество или просто нуклеин.

Позднее, в 1889 году в лаборатории Гоппе-Зейлера в Страсбургском университете было обнаружено, что эта органическая масса имеет кислую реакцию среды. Это положило начало термину нуклеиновые кислоты (Н.К.) Автор термина немецкий химик Рихард Альтман. В тот же период немецким биохимиком Альбрехтом Косселем (1853 – 1927) были определены составные части нуклеиновых кислот – установлено, что в их входят некоторые азотистые основания, есть углеводный компонент – рибоза или дезоксирибоза и фосфорная кислота. За эти исследования А. Косселю была присуждена Нобелевская премия 1910 г.