Статьи о природном земледелии (Плодородие почвы и агротехника)

Недавно обнаружен и вне- или эпигенетический («над–генетический») способ наследования приобретенных изменений. Оказалось, что в процессе жизнедеятельности к молекулам ДНК в клетках (в том числе и в половых) специальные ферменты "пришивают" метильные группы (-CH3). Причем к одним генам метильных групп "пришивается" больше, к другим — меньше. Метилирование ДНК — это модификация молекулы ДНК без изменения самой нуклеотидной последовательности ДНК. Метилирование ДНК заключается в присоединении метильной группы к цитозину в составе CpG-динуклеотида в позиции № 5 пиримидинового кольца. Метилирование резко нарушает функцию белков синтезирующих информационную РНК, и это один из источников ошибок при синтезе белка.

Обычно метилирование выключает данный ген из системы и белок на нем не может синтезироваться. Метилирование ДНК видимо, сохраняется при делении клетки. На этом основано существование разных клеток и тканей в организме животных. Этот механизм можно рассматривать как часть эпигенетической (когда информация записана не на ДНК) составляющей генома.

Распределение метильных групп по генам (так называемый рисунок метилирования) зависит от того, насколько активно тот или иной ген используется. Получается совсем как с упражнением и неупражнением органов, которое Ламарк считал причиной наследственных изменений. "Рисунок метилирования" передаётся по наследству и, в свою очередь, влияет на активность генов у потомства. Легко заметить, что здесь может работать совершенно ламарковский механизм наследования: "натренированные" предками гены будут и у потомства работать активнее, чем "ослабевшие" от долгого неиспользования. Но это пока просто предположения учёных, а не доказанный факт.

Другой вариант "эпигенетического" (не кодированного в ДНК) наследования приобретённых признаков основан на взаимной активации и инактивации генов. Допустим, ген А производит белок, одна из функций которого состоит в блокировании работы гена Б, а ген Б, в свою очередь, кодирует другой белок, способный "выключать" ген А. Такая система может находиться в одном из двух состояний: либо ген А работает, и тогда ген Б выключен, либо наоборот. Допустим, что переход системы из одного состояния в другое может происходить только в результате какого–то особенного внешнего воздействия. То состояние, в котором находится эта двухгенная система в клетках матери, будет через яйцеклетку передаваться её потомству (поскольку сперматозоид содержит пренебрежимо малое количество белков). Если же в течение жизни матери система переключится в другое состояние, то этот признак передастся потомству, родившемуся после "переключения". Опять получается "наследование как бы по Лысенко" Но опять же, это пока только гипотезы учёных.

В целом же все современные исследования на достоверном статистическом материале  убеждают, что генетическая информация неделима и стабильна. Она может быть изменена только на основе мутаций, которые могут быть на уровне ДНК, когда заменяются нуклеотиды в цепочке ДНК или на уровне хромосомы, когда большой кусок молекулы ДНК теряется или с ним происходит другое нарушение.

Но даже эта замечательная схема, на деле, оказалась не такой простой. Ошибки возникают довольно легко. Ошибок при синтезе белка возникает так много, что клетка запаслась особой системой проверки их качества и только после этой проверки белки могут выполнять свою функцию.

Кроме того, в большинстве организмов, за редкими исключениями, цепочка нуклеотидов, содержащая информацию о белке, кроме информационных кусков содержит шум, то есть цепочки нуклеотидов, которые не кодируют данный белок. Так только около 1,5% генома человека состоит из кодирующих белок экзонов, а больше 50% ДНК человека состоит из некодирующих повторяющихся последовательностей ДНК, то есть из шума (интроны). Причем куски шума могут перемещаться по хромосоме во время деления либо путём обратной транскрипции с их РНК (транспозоны). Клетка научилась отличать сигнал от шума, и отличать эти включения, и не использует их для синтеза информационной РНК. Белок–считыватель, получив сигнал, что пошел шум, как бы перескакивает на нужный участок ДНК.

(Уточнение: Интрон — участок ДНК, который является частью гена, но не содержит информации о последовательности аминокислот белка. Последовательность нуклеотидов, соответствующая интрону, удаляется из транскрибированной с него РНК в процессе сплайсинга до того, как произойдёт считывание белка (трансляция).

В момент обработки интрона тоже могут быть ошибки. Из–за этих возможных разночтений в считывании информации у каждого белка имеется несколько изоформ.

Но и это ещё не все. Ошибки могут возникать и из–за процесса метилирования ДНК. Клетка решила и эту проблему, создав особые белки деметиляторы.