WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 |   ...   | 6 | 7 || 9 | 10 |   ...   | 52 |

При любом определении ген должен составлятьчасть какой-то хромосомы. Вопрос в величине этой части — сколько в нее входит тиккернойленты Представим себе любую последовательность примыкающих друг к другукодовых букв на ленте. Назовем эту последовательность генетической единицей.Это может быть последовательность всего из десяти букв в пределах одногоцистрона; или последовательность из восьми цистронов; она может начаться икончиться в середине цистрона. Она будет перекрываться с другими генетическимиединицами. В нее будут входить более мелкие единицы, а сама она будет частьюболее крупных единиц. Независимо от того, будет ли она длинной или короткой,для наших целей она представляет собой то, что мы называем генетическойединицей. Это простоотрезок хромосомы, физически никак не отдифференцированный от остальнойхромосомы.

Здесь мы подходим к важномумоменту.

Чем короче данная генетическая единица, темдольше — в рядупоколений — она имеетшансы выжить. В частности, тем менее вероятно, что она будет разорвана при томили ином кроссинговере. Предположим, что целая хромосома в среднем претерпеваетодин кроссинговер при каждом образовании сперматозоида или яйца путеммейотического деления и что этот кроссинговер может произойти в любом ееучастке. Для очень большой генетической единицы, длина которой составляет,скажем, половину общей длины хромосомы, вероятность разрыва при каждом мейозеравна 50%. Если же рассматриваемая генетическая единица соответствует 1% общейдлины хромосомы, то можно считать, что вероятность ее разрыва при каждом мейозеравна 1%. Это означает, что такая единица может сохраняться у многих поколенийпотомков данного индивидуума. Длина одного цистрона составляет, по-видимому,гораздо менее 1% длины всей хромосомы. Можно ожидать, что даже группа изнескольких соседних цистронов просуществует во многих поколениях, прежде чембудет разрушена кроссинговером.

Среднюю ожидаемую продолжительность жизниданной генетической единицы удобно оценивать числом поколений, которое можноперевести в число лет. Если принять за презумптивную генетическую единицу целуюхромосому, то ее жизненный цикл продолжается в течение всего лишь одногопоколения. Допустим, что это ваша хромосома 8а, полученная вами от отца. Онаобразовалась в одном из семенников незадолго до того, как вы были зачаты. Онане существовала никогда прежде за всю мировую историю. Она была создана впроцессе перемешивания, происходящего при мейозе, постепенно образуясь изобъединяющихся друг с другом участков хромосом от ваших бабки и деда сотцовской стороны. Она попала в один сперматозоид, который стал единственным всвоем роде. Этот сперматозоид был одним из нескольких миллионов образующихмощную армаду малюсеньких сосудов, которые все вместе вплыли в организм вашейматери. Этот сперматозоид — один —единственный (если только вы не один из неидентичных близнецов) из всейфлотилии, который проник в одну из яйцеклеток вашей матери и дал вам жизнь.Рассматриваемая нами генетическая единица, ваша хромосома 8а, реплицируетсявместе со всем остальным вашим генетическим материалом. Теперь она существует вдуплицированном виде во всех клетках вашего тела. Но когда вы в свою очередьсоберетесь стать отцом (или матерью), эта хромосома будет разрушена в процессеобразования в вашем организме сперматозоидов (или яйцеклеток). Между этойхромосомой и вашей материнской хромосомой 86 произойдет обмен участками. Вкаждой половой клетке будет создана новая хромосома 8; она может оказаться«лучше» старой или «хуже», но, если исключить возможность довольномаловероятного совпадения, она будет определенно иной, определенно единственнойв своем роде. Продолжительность жизни одной хромосомы — одно поколение.

А какова продолжительность жизни болеемелкой генетической, единицы, составляющей, например, 1/100 длины хромосомы 8аЭту единицу вы также получили от своего отца, но весьма вероятно, что ее сборкапроисходила не в его организме. В соответствии с нашими прежними рассуждениямион с вероятностью 99% получил ее в интактном состоянии от одного из двух своихродителей. Допустим, это была его мать, т.е. ваша бабушка со стороны отца.Опять-таки эта бабушка с вероятностью 99% получила эту хромосому в интактномвиде от одного из своих родителей. В конечном счете, проследив родословнуюмаленькой генетической единицы на достаточном числе поколений, мы дойдем до еепервоначального создателя. На какой-то стадии она, вероятно, была созданавпервые в некоем семеннике или яичнике одного из ваших предков.

Позвольте мне еще раз напомнить о несколькоспециальном смысле, который я вкладываю в слово «создавать». Вполне возможно,что мелкие субъединицы, составляющие рассматриваемую нами генетическую единицу,существовали давно. Наша генетическая единица была создана в какой-токонкретный момент только в том смысле, что определяющего ее особогорасположения субъединиц до этого момента не существовало. Момент создания могнаступить совсем недавно, например у одного из ваших дедов или бабок. Но еслиречь идет об очень маленькой генетической единице, то она могла быть впервыесобрана у одного из гораздо более далеких предков, возможно, учеловекообразного предка, еще не достигшего статуса человека. Кроме того,имеющаяся у вас маленькая генетическая единица вполне может просуществовать втечение такого же долгого времени в будущем, оставаясь интактной припрохождении через длинный ряд ваших потомков.

Напомню также, что потомки одногоиндивидуума образуют не прямую линию, а ветвящееся дерево. У того (или той) изваших предков, кем бы он ни был, который «создал» данный короткий участок вашейхромосомы 8а, было скорее всего, помимо вас, еще много других потомков. Одну изваших генетических единиц может иметь также ваш двоюродный брат. Она можетиметься у меня, у английского премьер-министра, а также у вашей собаки,поскольку, зайдя достаточно далеко в глубь веков, у всех у нас можно обнаружитьобщих предков. Кроме того, точно такая же мелкая единица случайно могла бытьнезависимо собрана несколько раз: если единица достаточно мала, то совпадениенельзя считать чересчур маловероятным. Однако даже у близкого родственника врядли удастся обнаружить целую хромосому, в точности идентичную одной из вашиххромосом.Чем мельче генетическая единица, тем больше вероятность того, что онаимеется у какого-то другого индивидуума, — тем больше вероятность того, чтоона многократно представлена в виде копий.

Случайное объединение в результатекроссинговера предсуществующих субъединиц — обычный способ возникновенияновой генетической единицы. Другой способ, немеющий, несмотря на свою редкости,огромное эволюционное значение, называется точковой мутацией. Точковая мутация — это ошибка, соответствующаябуквенной опечатке в книге. Она случается редко, однако очевидно, что чемдлиннее генетическая единица, тем скорее можно ожидать, что в ней возникнетизменение в результате мутации в какой-то ее точке.

Другую редкую ошибку или мутацию, имеющуюважные долгосрочные последствия, назвали инверсией. Она возникает в результатетого, что участок хромосомы, выщепившись из нее, поворачивается на 180° и втаком повернутом положении вновь занимает свое место. Возвращаясь к нашейаналогии со скоросшивателем, можно сказать, что для этого придетсяперенумеровать листы. Иногда участки хромосом не просто поворачиваются, но,повернувшись, располагаются в совершенно другой части хромосомы или даже вообщевключаются в другую хромосому. Это можно сравнить с переносом пачки листов изодного тома в другой. Значение такого рода ошибок объясняется тем, что хотя ониобычно бывают гибельными, иногда при этом происходит тесное сцепление участковгенетического материала, которые начинают «сотрудничать» друг с другом.Возможно, что в результате инверсии два цистрона, благоприятное воздействиекоторых проявляется лишь в случае их одновременного присутствия, посколькукаждый из них как-то дополняет или усиливает действие другого, оказываютсярядом. Если затем естественный отбор будет благоприятствовать новойсформировавшейся таким образом «генетической единице», то она распространится вбудущей популяции. Возможно, на протяжении долгих лет генные комплексы усиленноперестраивались или «редактировались» именно таким путем.

Один из лучших примеров этого касаетсяявления, известного под названием мимикрии. Некоторые бабочки обладают неприятнымвкусом. Они обычно имеют яркую и броскую «предупреждающую» окраску, и птицынаучаются избегать их. Этим воспользовались другие виды бабочек, не обладающиепротивным вкусом, которые подражают несъедобным бабочкам. Они сходны споследними по окраске и форме (но не по вкусу) и нередко вводят в заблуждениене только птиц, но и натуралистов. Птица, которая однажды попробовала съестьневкусную бабочку, избегает хватать всех других бабочек, которые на нее похожи.В их число входят бабочки с подражательной окраской, так что естественный отборблагоприятствует генам, детерминирующим такую окраску. Так в процессе эволюциивозникла мимикрия.

Существует много различных видов«невкусных» бабочек и не все они сходны между собой. Данная бабочка можетподражать лишь одному виду, а не всем сразу. Вообще каждый отдельный видспециализируется на подражании одному определенному «невкусному» виду. Но унекоторых мимикрирующих видов обнаружено очень странное явление: одни особиданного вида подражают одному «невкусному» виду, а другие — другому. Любая особь,промежуточная между этими двумя формами или пытающаяся подражать обоим видамсразу, была бы очень скоро съедена; но такие промежуточные особи не рождаются.Подобно тому, как каждая данная особь определенно представляет собой либосамца, либо самку, так и каждая бабочка подражает либо одному «невкусному»виду, либо другому. Одна бабочка может подражать виду А, а ее брат — виду В.

Создается впечатление, что какой-то одинген определяет, будет ли данная особь подражать виду А или виду В. Но как можетодин ген определять все многообразные аспекты мимикрии: окраску, форму,характер узоров окраски, ритм полета На это следует ответить, что один ген всмысле одного цистрона,вероятно, не может. Однако в результате бессознательного и автоматического«редактирования», осуществляемого инверсиями и другими случайными перестройкамигенетического материала, большой кластер прежде обособленных генов объединяетсяв данной хромосоме в прочно сцепленную группу. Весь этот кластер ведет себя какединый ген — всущности, в соответствии с нашим определением, теперь он и есть единый ген— и у него имеется«аллель», представляющий собой на самом деле другой кластер. Один кластерсодержит цистроны, обеспечивающие подражание виду A, а другой — цистроны, определяющиеподражание виду В. Каждый кластер так редко разрывается при кроссинговере, чтов природе никогда не встречаются бабочки промежуточного типа, но они довольночасто появляются при массовом разведении в лаборатории.

Под словом «ген» я имею в виду генетическуюединицу, которая достаточно мала, чтобы сохраняться на протяжении многихпоколений и распространяться вокруг в большом числе копий. Это не жесткоеопределение типа «все или ничего», но определение несколько расплывчатое,подобное таким определениям, как «большой» или «старый». Чем больше вероятностьтого, что данный участок хромосомы будет разорван при кроссинговере илиизменится в результате разного рода мутаций, тем меньше он заслуживает названиягена в том смысле, который я вкладываю в этот термин. По-видимому, под этоопределение подпадает цистрон, но это могут быть и крупные единицы. Десятокцистронов может располагаться в хромосоме в такой тесной близости, что длянаших целей их можно считать одной долгоживущей генетической единицей. Хорошимпримером служит кластер, определяющий мимикрию у бабочек. Когда цистроныпокидают одно тело и входят в следующее, используя сперматозоид или яйцеклеткудля путешествия в следующее поколение, они, вероятно, могут обнаружить на своеммаленьком кораблике своих ближайших соседей по предыдущему путешествию— старых товарищей,вместе с которыми они совершили долгое путешествие, начавшееся в телах оченьдалеких предков. Соседние цистроны, лежащие в той же хромосоме, образуют тесносцепленную группу попутчиков, которым лишь в редких случаях не удается «взойтина борт» того же «судна», когда наступает время мейоза.

Строго говоря, эту книгу следовало быназвать не «Эгоистичный цистрон» и не «Эгоистичная хромосома», а «Немножкоэгоистичный большой кусочек хромосомы и даже еще более эгоистичный маленькийкусочек хромосомы». Такое название, мягко говоря, малопривлекательно, апоэтому, определив ген как небольшой кусочек хромосомы, потенциальносохраняющийся на протяжении многих поколений, я выбрал название «Эгоистичныйген».

Мы теперь вернулись назад, к тому пункту,от которого отошли в конце гл. 1. Там мы убедились, что эгоистичности следуетожидать от любой сущности, заслуживающей названия основной единицыестественного отбора. Мы видели, что некоторые исследователи считают единицейестественного отбора вид, другие — популяцию или группу в пределах вида, третьи — индивидуум. Я предпочитаюрассматривать в качестве основной единицы естественного отбора, а поэтому ифункциональной единицы, представляющей самостоятельный интерес, отдельныйген.

В этой главе я определил ген таким образом,что при всем желании не могу оказаться неправым!

Pages:     | 1 |   ...   | 6 | 7 || 9 | 10 |   ...   | 52 |



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.