Закономерные чудеса

Всякая систематика, конечно, носит условный характер. Но в то же время только с ее помощью удается упорядочить наши знания. Она — нечто вроде морской карты для капитана, ведущего судно в безбрежном океане.

Генетики делят мутации еще на две группы. Одну группу они называют доминантными мутациями, другую — рецессивными. Если мутация доминантна, она выявится уже в ближайшем поколении. При облучении родителей изменения будут выявляться у детей. Рецессивные мутации могут появиться спустя одно или несколько поколений позже. Другими словами, при облучении будущих бабушек и дедушек результаты облучения могут проявиться на внуках и правнуках. Правда, дело облегчается тем, что рецессивные мутации могут вообще не проявиться ни в одном из следующих поколений. Как говорится, нет худа без добра.

Один из крупных современных биологов, Д. Мэзия, как-то шутливо заметил: "Благодаря размножению клеток жизнь ухитряется обвести вокруг пальца время. При наилучших условиях продолжительность жизни отдельных клеток измеряется днями, месяцами, самое большое — десятилетиями. И по мере того как идет время, все живое начинает стареть.

Однако благодаря размножению клеток время можно повернуть вспять и притом с двойным выигрышем — вместо одной клетки получить две".

Развивая эту мысль, можно добавить: благодаря ионизирующей радиации живая клетка приобрела ту дополнительную гибкость и способность меняться в зависимости от изменений окружающей среды, которая и позволяла ей выживать на протяжении миллионов лет.

И вот тут возникает один из самых трудных, самых притягательных и волнующих вопросов: а каков интимный механизм возникновения мутаций, которые вызывает ионизирующая радиация?

Несколько раньше мы уже рассказывали о так называемых точковых мутациях. Природа их стала понятной в последнее время.

Молекула дезоксирибонуклеиновой кислоты построена из простых составных частей, пуриновых и пиримидиновых оснований. Так вот, если ионизирующая радиация вызывает точковые мутации, это значит, что произошли химические изменения в строительных блоках — пуриновых и пиримидиновых основаниях. В силу особенностей своего строения пиримидиновые основания в два раза чувствительнее, чем пуриновые.

Ну а если мутация вызвана влиянием проникающей радиации на структуру хромосом?

В этом случае события развертываются в другом месте молекулы ДНК. В состав ее, как известно, входят остатки углевода и фосфорной кислоты, связанных в длинную цепочку. Так вот, если после облучения рвется эта цепочка, то имеют дело с изменением структуры хромосом. Цепочка рвется в тех местах, где связи ее послабее. Одним словом, как в старой пословице: "Где тонко, там и рвется".

Если мутация — это своего рода ошибка при снятии копии с оригинала, то ее, как и любую ошибку, можно исправить. Для этих целей в организме существует система починочных механизмов и биологических ускорителей реакций, ферментов.

Предположим, после облучения произошла подобная ошибка. Сейчас же в действие вступают починочные ферменты, механизмы восстановления начинают работать на полную мощность. От их активности зависит, сохранится ошибка в генетическом материале или нет. Если ошибка исправлена, то, как говорится, все в порядке. Если нет, не исключено, что изменения в организме могут быть обнаружены у внуков или правнуков.

Полезные уродцы

Повторим опыты, в которых мы хотим изучить влияние ионизирующей радиации на потомство. Однако совсем необязательно для этих целей использовать мышей. Почему бы не перейти на другой объект исследования и не подействовать гамма-лучами, например, на зерно ячменя? В конце концов, зерна тоже "родители", из которых вырастают многочисленные "дети".

Подобный эксперимент, конечно, стоит дешевле, число облученных родителей, зерен, может быть практически неограниченным, а результаты исследований статистически будут более достоверны. Планируя любое научное исследование, необходимо четко представлять, во имя чего оно проводится. Ход наших рассуждений может быть следующий.

Природный фон ионизирующей радиации всегда воздействовал на растения и вызывал мутации. В результате этих ошибок в процессе эволюции, растянувшейся на миллионы лет, возникло все разнообразие растительного царства. Почему бы нам не ускорить в лабораторных условиях эволюционный процесс и не заставить "колесо истории" завертеться в несколько раз быстрее? Для этого, вполне логично, придется увеличить дозу ионизирующей радиации. Решение такого вопроса представляет очевидный теоретический интерес.

Теперь сформулируем задание, имеющее практическое значение. Сорт, с которым мы хотим провести исследования, имеет один существенный недостаток. Стебель у этого ячменя тонкий и длинный. При сильном ветре и дожде он полегает. Уборка урожая затрудняется, потери зерна возрастают. А мы хотели бы иметь у ячменя стебель и покороче, и потолще, а главное — попрочнее. Если бы при этом удалось еще и увеличить число зерен в колосе, было бы совсем хорошо.