Что такое Молекулярная генетика?

1485
2
1

Воспроизведение себя – один из определяющих признаков живого организма… причём именно себя! Как бы ни отличался дочерний организм от материнского – всё равно есть признаки, по которым можно с уверенностью сказать, что у кошки рождаются котята, а не щенки, а при делении кишечной палочки получаются новые кишечные палочки, а не холерные вибрионы… где же хранятся те «чертежи», по которым происходит «сборка» нового организма?

Классическая генетика пролила свет на этот вопрос, установив, что наследственная информация содержится в особых единицах – генах, локализованных в хромосомах клеточного ядра… но какова природа гена? Из чего он состоит?

Ещё в 1928 г. наш соотечественник биолог Н.Кольцов высказал предположение: должна существовать некая «наследственная молекула» – гигантская, состоящая из отдельных групп радикалов – вот это и есть гены…

Первый шаг к подтверждению этой гипотезы был сделан в 1944 г. Американские учёные О.Эвери, К.Маклеод, и М.Маккарти искали объяснение результатам эксперимента другого исследователя – Ф.Гриффита, осуществлённого в 1928 г. Ф.Гриффит работал с двумя штаммами бактерий-пневмококков II-R и III-S. С первыми бактериями сравнительно легко справляется иммунная система, а вот у вторых есть полисахаридная оболочка, которая защищает их – подцепив таких бактерий, легко умереть от пневмонии… что и происходило с мышами, которых экспериментатор заражал этими бактериями. Но вот – он ввёл мышам те самые бактерии, предварительно убив их нагреванием, а одновременно – безопасных II-R. По отдельности ни то, ни другое не убивало мышей – а тут они умерли… почему? Видимо, было в убитых бактериях что-то, что изменило природу безопасных бактерий, превратив их в опасных… что это было? Может быть, белки?

Вот это и пытался выяснить О.Эвери. Смесь, содержащая убитые бактерии, последовательно обрабатывалась веществами, разрушающими белки, полисахариды, другие вещества… всё это никак не влияло на результат, но стоило разрушить химическим путём дезоксирибонуклеиновую кислоту (ДНК) – и трансформации не происходило. Так вот она – наследственная молекула!

Вот так и родилась молекулярная генетика – наука, возникшая на стыке классической генетики и молекулярной биологии, главной задачей которой стало исследование химической природы гена, а также того, как гены регулируют синтез белка, как изменяется их структура (т.е. происходят мутации).

Важным этапом в развитии молекулярной генетики стала концепция генетического кода, заключающаяся в том, что последовательность 20 аминокислот в белковой молекуле, за синтез которой отвечает тот или иной ген, кодируется последовательностью четырёх азотистых оснований, из которых состоит ДНК – аденина, гуанина, цитозина, и тимина. Этот «алфавит» универсален для всех живых организмов – начиная вирусами и кончая человеком. На сегодняшний день расшифрованы генетические коды (геномы) многих живых существ – как ныне живущих (в том числе человека), так и вымерших (например, неандертальца).

Что даёт молекулярная генетика нам, далёким от науки людям?

Предположим, в совершенно здоровой родился ребёнок с каким-то отклонением – например, глухой. Чем это могло быть вызвано? Да чем угодно – скажем, мать во время беременности переболела гриппом… тогда, в принципе, родители безбоязненно могут рожать других детей – глухими они не будут (если, конечно, мама опять не заболеет невовремя) – но отклонение может быть и генетическим… и вот – на помощь приходят молекулярные генетики, которые исследуют ДНК человека и ответят – есть у него соответствующая мутация или нет, грозит ли такое отклонение его будущим братьям, сестрам, детям… для этого даже необязательно брать кровь – достаточно мазка изо рта. А сделать генетический анализ сегодня можно даже в утробе матери… правда, всё, что сегодня могут предложить родителям при неутешительном результате такого анализа – это аборт. Но ведь наука не стоит на месте – когда-нибудь можно будет и исправлять генетические отклонения! Впрочем, эТо уже относится к другой научной дисциплине – генной инженерии.