Мистер Томпкинс внутри самого себя. - Гамов Г.
ISBN 5-7029-0343-9
Скачать (прямая ссылка):
— Одно мне не совсем ясно, — прервал отца Мендельморганштерна мистер Томпкинс. — Вы живете здесь среди генов и знаете о них все. Но как узнали о них так много биологи, написавшие о генах книги для людей, вроде меня? Они же заведомо не расхаживали, разглядывая гены в лупу, как я?
— Биологи использовали непрямые, или косвенные методы, чем-то напоминающие методы химиков. Хотя химики до недавнего времени не видели атомов, им все же удалось придти к правильным заключениям о структуре многих молекул, анализируя умозрительно, какие химические реакции возможны, а какие не возможны. Биологи сумели собрать огромную информацию, составляя карты хромосом, т. е. устанавливая, в каком порядке гены расположены в хромосоме. Хотя осуществить такую картографическую съемку на практике не всегда легко, теоретически это очень простая процедура.
Первые и наиболее подробные карты хромосом были сняты на плодовых мушках, поэтому и мы выберем их в качестве примера. Рассмотрим только одну пару хромосом. Одна из этих хромосом нормальная, а ее партнер несет шесть генов-мутантов, которых мы обозначим А, В, С, D, Е и F. Наша задача заключается в том, чтобы определить, в каком порядке эти гены располагаются в хромосоме.
Для этого вы можете спарить нормальную плодовую мушку с другой мушкой-носительницей двух хромосом с генами-мутантами. Потомство от произведенного нами скрещивания, разумеется, всегда получает от одного из родителей одну нормальную хромосому. Но другой родитель может дать либо нормальную хромосому, либо хромосому с генами-мутантами. Поэтому на первый взгляд может показаться, что у половины вылупившихся мушек все хромосомы будут нормальными, а у другой половины одна хромосома будет нормальной, а другая — с генами-мутантами. Но могут происходить и действительно происходят более сложные вещи. Предположим, что когда хромосомы выстраиваются в пары, чтобы уменьшить число хромосом и образовать яйцеклетку, нормальная и мутантная хромосомы частично обмениваются содержимым, например, обе получают повреждение в середине и залечивают рану, обмениваясь хромосомами с одинаковыми номерами. В результате вы получаете яичко, в котором имеются, например, всего три мутантных гена, о чем вы узнаете, наблюдая за мушкой, которая
Что у гена на уме
123
вылупляется из этого яичка. Теперь вы знаете, что эти три мутанта лежат в одном блоке хромосомы, а три других гена — в другом блоке. На основе этой информации вы составляете первую, предварительную карту хромосомы [А, С, D] [Е, В, F]. Квадратные скобки означают, что вам пока неизвестно, в каком порядке расположены гены в блоке.
СВ Е F
I- II 1 ¦>
У \It ilfV
( 1 JL
A D С & Е F
еШзш Ж ' II 1 1 Ю
С 1
Л D
Обмен в промежутках между генами D и С происходит чаще
Затем вы находите другую мушку, которая несет в себе гены А, С, D и ген В , но не несет гены Е или F. Из существования такой мушки вы заключаете, что мутантный ген В расположен к генам А, С, D ближе, чем Е и F, и составляет вторую предварительную карту [А, С, D] В [Е, F]. Если вам удастся найти мушку типа А, то карта примет вид А[С, D]B[Е, F]. Повторяя скрещивания, вам в конце концов удастся расположить гены в надлежащем относительном порядке, например, в порядке ADCBEF. Вы можете также узнать кое-что об относительном расстоянии между генами. Предположим, что карта имеет вид A. D ... С. В. Е. F, т. е. что расстояние между D и С, больше, чем между А и D. Тогда обмен где-то в промежутке между D и С, будет происходить чаще, порождая мушек типа AD или CBEF, а обмен в промежутке между А и D станет менее вероятен. Следовательно, мушки типа А или DCBEF будут встречаться реже. Таким образом, изучая, сколько процентов от общего числа мушек составляют мушки различных типов, вы можете делать заключения о расстояниях между генами. По существу именно этот метод, уточненный и усовершенствованный, позволил нам получить неправдоподобно детальное знание генетической карты. Разумеется, существуют и другие методы исследования, и генетика стала одним из наиболее фундаментальных разделов биологической науки. Поскольку гены являются носителями всей
124
Мистер Томпкинс внутри самого себя
информации об особенностях организма, чем больше мы знаем о генах, тем больше нам известно о всем организме.
— А все ли мои гены переносятся хромосомами? — поинтересовался мистер Томпкинс.
— Большинство генов переносятся хромосомами, но изредка встречаются гены, которые плавают в цитоплазме, так называется часть клетки вне ядра. Пока эти гены еще недостаточно исследованы.
— Весьма признателен вам за столь ясные объяснения, — поблагодарил мистер Томпкинс, — но, если позволите, я хотел бы вернуться к вопросу, который мне хотелось задать вам в самом начале. Как получается, что сыновья наследуют цветовую слепоту от матерей, и почему сами женщины редко страдают от этого дефекта?
— Все объясняется очень просто, — ответил отец Мендельморганштерн. — Из правила, согласно которому хромосомы матери и отца одинаковы, имеется одно исключение: двадцать третья хромосома бывает двух типов, X и Y. Х-хромосома более или менее похожа на другие хромосомы. У женщин имеются по две Х-хромосомы, равно как и по две хромосомы каждого из остальных типов. У мужчин имеется только одна Х-хромосома; партнером Х-хромосомы у них служит Y-хромосома, своего рода недоразвитый вариант Х-хромосомы, несущий неполное число генов.
