ДНК – основа генетического материала

Значительный прогресс был достигнут в области изучения генетики человека. В частности, проведены исследования таких наследственных болезней, как серповидноклеточная анемия и муковисцидоз. Изучение раковых клеток привело к открытию онкогенов, превращающих нормальные клетки в злокачественные. Исследования, проводимые на вирусах, бактериях, дрожжах, плодовых мушках и мышах, позволили получить обширную информацию, касающуюся молекулярных механизмов наследственности. Теперь гены одних организмов могут быть перенесены в клетки других высокоразвитых организмов, например мышей, которые после такой процедуры называются трансгенными. Чтобы осуществить операцию по внедрению чужеродных генов в генетический аппарат млекопитающих, разработан целый ряд специальных методов.

Одно из наиболее удивительных открытий в генетике – это обнаружение двух типов входящих в состав генов полинуклеотидов: интронов и экзонов. Генетическая информация кодируется и передается только экзонами, функции же интронов до конца не выяснены.

Заключение

Каждый вид ДНК со своей клеткой есть результат борьбы химических форм за устойчивость – одна из выживших форм. То, что оказалось не устойчивым, исчезло. Устойчивость (то есть, жизнеспособность) определённого вида ДНК обеспечивается тем, что соответствующая клетка и организм способны обеспечить себе условия для выполнения копирования. Процесс деления клетки начинается тогда, когда имеются в наличии все химические материалы, необходимые для построения копии. Если поступление этих материалов в клетку задерживается, то процесс копирования ДНК приостанавливается вплоть до гибели клетки.

Хранящуюся в ДНК программу производства белков можно интерпретировать как информацию о том наборе химических веществ, который необходим для деления клетки. Эта информация очень опосредованно связана с формой и поведением живого существа. Большое количество элементов в ДНК позволяет выполнять тонкую регулировку химического состава клетки. В зависимости от деятельности окружающих клеток, то есть от окружающих химических и механических воздействий, клетка изменяет свою жизнь так, чтобы приобрести необходимые вещества для построения копии набора хромосом. Это особенно заметно на этапе морфогенеза. Вот почему у живых существ формируются ткани и органы, выполняющие разные химические, механические и другие функции при том, что ДНК всех клеток одинаковы. Механизм морфогенеза существенно использует саморегулирование активности ДНК в зависимости от биохимического состава клетки.

Изменение молекулы ДНК, например, в результате мутации, приводит к изменению жизнедеятельности и условий деления клетки. Если в результате деления такой клетки был построен живой организм, то каждая клетка организма содержит копию изменённой молекулы ДНК, что должно отразиться на функциях (и даже анатомии) всех тканей и органов.

Поскольку каждый ген управляет синтезом определённого белка, а ассортимент белков не велик, то генетическое изменение может наблюдаться, как «включение» или «отключение» определённой функции или признака организма, например, как появление генетически обусловленной болезни. Однако, поскольку одинаковые ДНК содержатся во всех клетках организма, то в общем случае, изменение ДНК должно влиять на все функции организма. ДНК не может содержать участков (генов), отвечающих строго за один признак.

Тем не менее, остается надеяться, что модификация некоторых «генов» может привести к «полезным» изменениям организма. Опыт выведения пород животных и растений с желаемыми признаками говорит, что эта надежда обоснована.

Литература

1. Ашмарин И.П. Молекулярная биология, М., 2004;
2. Бреслер С.Е. Молекулярная биология, СП-Б., 2003,
3. Георгиев Г.П. О структуре единиц транскрипции в клетках эукариотов, Усл. биологического химии, под ред. Б. Н. Степаненко, т. 14, с. 3, М., 2003,
4. Дэвилсон Дж. Биохимия нуклеиновых кислот, пер. с англ., М., 2006:
5. Клеточное ядро, Морфология, физиология, биохимия, под ред. И. Б. Збарского и Г. П. Георгиева, М., 2002;
6. Лилли Р. Д. Патологическая техника и практическая гистохимия, пер. с англ., М., 1969,
7. Методы исследования нуклеиновых кислот, пер. с англ., под ред. А. Н. Белозерского, М., 2000;
8. Строение ДНК и положение организмов в системе, под ред. А. Н. Белозерского и А. С. Антонова, М., 2002;
9. Уотсон Дж. Молекулярная биология гена, пер. с англ., М., 1967;
10. Химия и биохимия нуклеиновых кислот, под ред. И. Б. Збарского и С.С. Дебова, Л., 1968;
11. Бочков Н.П. Генетика человека, М., 1978;
12. Дубинин Н.П. Ген. БМЭ, 3-е изд., т. 5, с. 237, М., 1977;
13. Льюин Б. Гены, пер. с англ., М., 1987.