Удивительная генетика - Вадим Левитин

К тому же эволюция часто забывает о своих прошлых находках. Каждый раз ей приходится искать решение заново. Вот и получается, что удачные конструктивные находки разбросаны по боковым и крайне специализированным линиям. Скажем, орган кобры, реагирующий на инфракрасное излучение, обнаруживает температурную разницу порядка 0,001 °C, а электрический орган некоторых рыб реагирует на перепад напряжения около 0,01 микровольта на миллиметр. Глаз человека улавливает отдельные кванты света, осы и пчелы видят в ультрафиолетовом диапазоне, а обоняние некоторых насекомых находится на пороге приема молекулярных колебаний. Киты и дельфины освоили гидролокацию и умеют сравнительно долго обходиться без доступа воздуха – например, кашалоты задерживают дыхание на срок до двух с половиной часов, аккумулируя кислород в так называемых черных мышцах, насыщенных белком особого типа – миоглобином. Разве не соблазнительно взять на вооружение все эти эволюционные находки, беспорядочно рассованные по классам и отрядам? Модифицированный человек научится видеть в темноте и легко обходиться без воздуха, станет гораздо быстрее двигаться и соображать, а его иммунная система будет успешно гасить инфекционные хвори еще в зародыше.

Киты и дельфины умеют сравнительно долго обходиться без доступа воздуха

Пройдет совсем немного времени, и биотехнология, породнившаяся с информатикой, научится создавать искусственные разумные существа, ничем не отличающиеся от естественных, но значительно превосходящие их по целому ряду параметров. Возможно, именно так и выглядит магистральный путь эволюции материи во Вселенной: неживая материя – живая материя – естественные разумные существа – искусственные разумные существа.

Уже первые шаги в космосе показали, насколько человек укоренен в своей земной экологической нише и насколько он хрупок и непрочен за пределами земной атмосферы. Колонизация иных миров потребует реконструкции вида. А когда грань между искусственным и естественным сотрется окончательно, вполне можно ожидать появления высокоразвитых неантропоморфных форм жизни.

Словарь терминов

Аллели (аллеломорфы, аллельные гены) – разновидности одного и того же гена, расположенные в одинаковых участках парных хромосом и определяющие варианты развития одного и того же признака.

Антиген – любой чужеродный агент (паразит, бактерия, бактериальный токсин, вирус, пересаженная ткань, мутантная клетка собственного организма, например раковая и т. п.).

Антитела – высокоспецифические белки особого типа, принимающие участие в иммунных реакциях; синтезируются в ответ на проникновение в организм антигена.

Аппарат Гольджи (комплекс Гольджи) – система внутриклеточных полостей различной величины и формы, которая управляет ростом цитоплазматической мембраны и принимает участие в обмене белков и углеводов.

Бактериофаг (или просто фаг) – вирус, поражающий бактерии.

Биота – исторически сложившаяся совокупность животных, растений и микроорганизмов, объединенных общей областью распространения.

Вакуоли – внутриклеточные полости, служащие для регуляции давления и выведения наружу продуктов распада.

Вирион (вироспора) – полноценная вирусная частица до ее проникновения в клетку. На этой стадии вирус не обнаруживает никаких признаков жизнедеятельности.

Гамета – половая клетка.

Гаметогенез – процесс развития и формирования половых клеток (гамет).

Гаплоидная клетка – клетка с одинарным набором хромосом (половая клетка).

Ген – элементарная единица наследственной информации, отвечающая за формирование какого-либо признака. Морфологически и структурно представляет собой фрагмент молекулы ДНК.

Генеративная мутация – мутация, вмешивающаяся в генетический аппарат гамет; отражается на последующих поколениях.

Генная (точковая) мутация – мутация, затрагивающая отдельные гены.

Геном – совокупность генов, передаваемых от родительской особи к дочерней.

Геномная мутация – мутация, связанная с изменением числа хромосом.

Генотип – совокупность всех генов, локализованных в хромосомах данного организма. В более широком смысле – совокупность всех наследственных факторов организма.

Генотипическая изменчивость – изменения признаков и свойств организма, обусловленные изменениями наследственной информации (генотипа).

Гетерозиготный организм – организм, в наследственном наборе которого гомологичные хромосомы несут разные варианты (аллели) того или иного гена.

Гибрид – потомство, полученное в результате скрещивания двух генетически различающихся родительских форм.

Гомозиготный организм – организм, в наследственном наборе которого гомологичные хромосомы несут один и тот же вариант данного гена.

Гомологичные хромосомы – парные хромосомы в соматических клетках, отличающиеся высокой структурной идентичностью (даже если различаются между собой по нескольким генам). Одну хромосому ребенок получает от отца, а другую – от матери.

Дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) – спиральная двухцепочечная макромолекула, построенная из азотистых оснований (нуклеотидов) и сахарофосфатного остова, который содержит углевод дезоксирибозу. Располагается в основном в клеточных ядрах и является носителем генетической информации.

Джанк – внегенные участки ДНК, никак не связанные ни с продукцией белков или ферментов, ни с регуляторной деятельностью функциональных наследственных структур.

Дигибридное скрещивание – скрещивание родительских форм, отличающихся по двум парам признаков.

Диплоидная клетка – клетка с двойным набором хромосом (соматическая клетка).

Доминантный ген – один из парных (аллельных) генов, который проявляется фенотипически как в гетеро-, так и в гомозиготном состоянии (то же самое относится и к доминантному признаку).

Дупликация – тип хромосомной мутации, при которой происходит удвоение участка хромосомы; играет существенную роль в наследственной патологии.

Зигота – оплодотворенное яйцо, возникшее в результате слияния мужской и женской половых клеток, то есть будущий зародыш.

Капсид – белковый чехол вирусной частицы, внутри которого содержится нуклеиновая кислота (вирусный геном).

Комплекс Гольджи – см. Аппарат Гольджи.

Лизосома – внутриклеточная органелла, в которой содержатся ферменты, осуществляющие расщепление веществ в клетке.

Матричная (информационная) РНК – разновидность молекулы РНК, на которую переписывается информация с молекулы ДНК (этот процесс называется транскрипцией).

Мейоз – вариант деления клетки, в ходе которого происходит уменьшение числа хромосом вдвое, и одна диплоидная клетка (содержащая двойной набор хромосом) дает начало четырем гаплоидным (содержащим по одному набору хромосом). Половые клетки (гаметы) формируются именно таким путем. Восстановление диплоидного набора хромосом происходит в результате оплодотворения.

Микро-РНК – очень маленькие молекулы РНК, которые вмешиваются в работу полноценных генов.

Микрофиламенты – тонкие и длинные нитевидные структуры, состоящие из молекул белка актина и присутствующие в цитоплазме всех эукариотических клеток.

Митоз – вариант клеточного деления, которому предшествует удвоение хромосом. В результате дочерние клетки получают исходный диплоидный хромосомный набор.

Митохондрия – органелла эукариотической клетки, обладающая системой собственных эндомембран. Принимает участие в окислительных процессах, накапливая энергию, которой и снабжает клетку.

Модификационная изменчивость – ненаследственная изменчивость, не затрагивающая генотипа и обусловленная факторами среды обитания.

Моногибридное скрещивание – скрещивание родительских форм, отличающихся по одной альтернативной паре признаков.

Мутаген – фактор, вызывающий мутацию.

Мутация – внезапное изменение наследственных структур в результате перестройки генотипа.

Неполное доминирование – вариант взаимодействия генов аллельной пары, когда доминантный ген не до конца подавляет влияние рецессивного.

Нуклеоид (бактериальная хромосома) – ДНК прокариоты (безъядерной клетки), эквивалент клеточного ядра; представляет собой собранную в клубок двойную спираль, замкнутую в кольцо.

Органелла – постоянная внутриклеточная структура (своего рода клеточный «орган»), обеспечивающая выполнение специфических функций.