Читаем The Epigenetics Revolution полностью

In biology, Darwin and Mendel came to define the 19th century as the era of evolution and genetics; Watson and Crick defined the 20th century as the era of DNA, and the functional understanding of how genetics and evolution interact. But in the 21st century it is the new scientific discipline of epigenetics that is unravelling so much of what we took as dogma and rebuilding it in an infinitely more varied, more complex and even more beautiful fashion.

The world of epigenetics is a fascinating one. It’s filled with remarkable subtlety and complexity, and in Chapters 3 and 4 we’ll delve deeper into the molecular biology of what’s happening to our genes when they become epigenetically modified. But like so many of the truly revolutionary concepts in biology, epigenetics has at its basis some issues that are so simple they seem completely self-evident as soon as they are pointed out. Chapter 1 is the single most important example of such an issue. It’s the investigation which started the epigenetics revolution.

Notes on nomenclature

There is an international convention on the way that the names of genes and proteins are written, which we adhere to in this book.

Gene names and symbols are written in italics. The proteins encoded by the genes are written in plain text.

The symbols for human genes and proteins are written in upper case. For other species, such as mice, the symbols are usually written with only the first letter capitalised.

This is summarised for a hypothetical gene in the following table.

Human

Other e.g. mouse

Gene name

SO DAMNED COMPLICATED

So Damned Complicated

Gene symbol

SDC

Sdc

Protein name

SO DAMNED COMPLICATED

So Damned Complicated

Protein symbol

SDC

Sdc

Like all rules, however, there are a few quirks in this system and while these conventions apply in general we will encounter some exceptions in this book.

Chapter 1. An Ugly Toad and an Elegant Man

Like the toad, ugly and venomous,

Wears yet a precious jewel in his head

William Shakespeare

Humans are composed of about 50 to 70 trillion cells. That’s right, 50,000,000,000,000 cells. The estimate is a bit vague but that’s hardly surprising. Imagine we somehow could break a person down into all their individual cells and then count those cells, at a rate of one cell every second. Even at the lower estimate it would take us about a million and a half years, and that’s without stopping for coffee or losing count at any stage. These cells form a huge range of tissues, all highly specialised and completely different from one another. Unless something has gone very seriously wrong, kidneys don’t start growing out of the top of our heads and there are no teeth in our eyeballs. This seems very obvious – but why don’t they? It’s actually quite odd, when we remember that every cell in our body was derived from the division of just one starter cell. This single cell is called the zygote. A zygote forms when one sperm merges with one egg. This zygote splits in two; those two cells divide again and so on, to create the miraculous piece of work which is a full human body. As they divide the cells become increasingly different from one another and form specialised cell types. This process is known as differentiation. It’s a vital one in the formation of any multicellular organism.

If we look at bacteria down a microscope then pretty much all the bacteria of a single species look identical. Look at certain human cells in the same way – say, a food-absorbing cell from the small intestine and a neuron from the brain – and we would be hard pressed to say that they were even from the same planet. But so what? Well, the big ‘what’ is that these cells started out with exactly the same genetic material as one another. And we do mean exactly – this has to be the case, because they came from just one starter cell, that zygote. So the cells have become completely different even though they came from one cell with just one blueprint.

One explanation for this is that the cells are using the same information in different ways and that’s certainly true. But it’s not necessarily a statement that takes us much further forwards. In a 1960 adaptation of H. G. Wells’s The Time Machine, starring Rod Taylor as the time-travelling scientist, there’s a scene where he shows his time machine to some learned colleagues (all male, naturally) and one asks for an explanation of how the machine works. Our hero then describes how the occupant of the machine will travel through time by the following mechanism:

Перейти на страницу:

Похожие книги

Происхождение мозга
Происхождение мозга

Описаны принципы строения и физиологии мозга животных. На основе морфофункционального анализа реконструированы основные этапы эволюции нервной системы. Сформулированы причины, механизмы и условия появления нервных клеток, простых нервных сетей и нервных систем беспозвоночных. Представлена эволюционная теория переходных сред как основа для разработки нейробиологических моделей происхождения хордовых, первичноводных позвоночных, амфибий, рептилий, птиц и млекопитающих. Изложены причины возникновения нервных систем различных архетипов и их роль в определении стратегий поведения животных. Приведены примеры использования нейробиологических законов для реконструкции путей эволюции позвоночных и беспозвоночных животных, а также основные принципы адаптивной эволюции нервной системы и поведения.Монография предназначена для зоологов, психологов, студентов биологических специальностей и всех, кто интересуется проблемами эволюции нервной системы и поведения животных.

Сергей Вячеславович Савельев , Сергей Савельев

Биология, биофизика, биохимия / Зоология / Биология / Образование и наука
Энергия, секс, самоубийство. Митохондрии и смысл жизни
Энергия, секс, самоубийство. Митохондрии и смысл жизни

Испокон веков люди обращали взоры к звездам и размышляли, почему мы здесь и одни ли мы во Вселенной. Нам свойственно задумываться о том, почему существуют растения и животные, откуда мы пришли, кто были наши предки и что ждет нас впереди. Пусть ответ на главный вопрос жизни, Вселенной и вообще всего не 42, как утверждал когда-то Дуглас Адамс, но он не менее краток и загадочен — митохондрии.Они показывают нам, как возникла жизнь на нашей планете. Они объясняют, почему бактерии так долго царили на ней и почему эволюция, скорее всего, не поднялась выше уровня бактериальной слизи нигде во Вселенной. Они позволяют понять, как возникли первые сложные клетки и как земная жизнь взошла по лестнице восходящей сложности к вершинам славы. Они показывают нам, почему возникли теплокровные существа, стряхнувшие оковы окружающей среды; почему существуют мужчины и женщины, почему мы влюбляемся и заводим детей. Они говорят нам, почему наши дни в этом мире сочтены, почему мы стареем и умираем. Они могут подсказать нам лучший способ провести закатные годы жизни, избежав старости как обузы и проклятия. Может быть, митохондрии и не объясняют смысл жизни, но, по крайней мере, показывают, что она собой представляет. А разве можно понять смысл жизни, не зная, как она устроена?16+

Ник Лэйн

Биология, биофизика, биохимия / Биология / Образование и наука
Взаимопомощь как фактор эволюции
Взаимопомощь как фактор эволюции

Труд известного теоретика и организатора анархизма Петра Алексеевича Кропоткина. После 1917 года печатался лишь фрагментарно в нескольких сборниках, в частности, в книге "Анархия".В области биологии идеи Кропоткина о взаимопомощи как факторе эволюции, об отсутствии внутривидовой борьбы представляли собой развитие одного из важных направлений дарвинизма. Свое учение о взаимной помощи и поддержке, об отсутствии внутривидовой борьбы Кропоткин перенес и на общественную жизнь. Наряду с этим он признавал, что как биологическая, так и социальная жизнь проникнута началом борьбы. Но социальная борьба плодотворна и прогрессивна только тогда, когда она помогает возникновению новых форм, основанных на принципах справедливости и солидарности. Сформулированный ученым закон взаимной помощи лег в основу его этического учения, которое он развил в своем незавершенном труде "Этика".

Петр Алексеевич Кропоткин

Культурология / Биология, биофизика, биохимия / Политика / Биология / Образование и наука
Основы психофизиологии
Основы психофизиологии

В учебнике «Основы психофизиологии» раскрыты все темы, составляющие в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования содержание курса по психофизиологии, и дополнительно те вопросы, которые представляют собой «точки роста» и привлекают значительное внимание исследователей. В учебнике описаны основные методологические подходы и методы, разработанные как в отечественной, так и в зарубежной психофизиологии, последние достижения этой науки.Настоящий учебник, который отражает современное состояние психофизиологии во всей её полноте, предназначен студентам, аспирантам, научным сотрудникам, а также всем тем, кто интересуется методологией науки, психологией, психофизиологией, нейронауками, методами и результатами объективного изучения психики.

Игорь Сергеевич Дикий , Людмила Александровна Дикая , Юрий Александров , Юрий Иосифович Александров

Детская образовательная литература / Биология, биофизика, биохимия / Биология / Книги Для Детей / Образование и наука