Основы генетики

ТЕМА 10. БИОЭТИКА. ПУТЬ К ЕДИНОЙ КУЛЬТУРЕ

Каждая живая система развивается по определенному плану, а физические свойства передаются от родителей. Этот факт замечен давно: не случайно мы объясняем детям, что у них глазки «мамины», а нос «папин». Еще с древности во многих обществах существовали запреты на кровосмешение, браки заключались между представителями одной касты для закрепления ярких признаков рода. Одно из объяснений передачи качеств потомству дал в IV в. Аристотель, который утверждал, что свойства передаются через кровь. В 1866 г. после экспериментов с селекцией гороха, Г. Мендель опубликовал первую верную теорию наследственности. В настоящий момент единицей наследственности считается ген, участок молекулы нуклеиновой кислоты, кодирующий определенный белок.Совокупность всех наследственных признаков называется генотип, а конкретное осуществление признаков организма – фенотип.

У высших организмов (эукариот) гены находятся в хромосомах и в органеллах^[81] цитоплазмы (митохондриях, хлоропластах и др.). Хромосомы ^[82]– это структурные элементы ядра клетки, где в линейном порядке расположены гены. У человека общее число хромосом в половых клетках равно 23, а в соматических – 46, т.е. наша генетическая информация по­ступает от родителей в равных частях.

Хромосомы состоят из белка и дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК). Белки – сложная группа веществ, состоящая из 20 мономерных звеньев (аминокислот), которые соеди­нены в самых разных комбинациях.

Химический состав ДНК (а не белков) у од­ного вида почти одинаков, весьма различаясь у разных видов. В любой ДНК информация записана 4 «буквами алфавита» – А, Т, Г, Ц. АТГЦ – это четыре азотистых основания (аденин, тимин, гуанин и цитозин), которые присутствуют в ДНК в разных пропорциях у раз­ных видов и имеют близкие пропорции у одного вида. Основания (А, Т, Г, Ц) расположены подобно ступенькам винтовой лестницы. Когда происходит репликация ДНК специальный белок «расстегивает» цепочку оснований в месте их соединения (А-Т, Т-А, Ц-Г, Г-Ц). В результате получаются 2 «полулестницы». Свободные «ступеньки» находят половинки других двух лестниц и получается 2 ДНК.

Гены управляют синтезом белков, составляю­щих протоплазму, переключаясь время от времени с построения соб­ственной копии (аутокатализ) на построение иных молекул (гетерокатализ).

Если выстроить в одну линию молекулы ДНК, заключенные в оной клетке человека, то получится нить длиной 2 м, а ее длина в миллиард раз будет больше ее толщины. Если для сравнения взять за толщину 4 см, то длина будет соответствовать длине земного экватора. Если представить нить ДНК величиной с чайную ложку, в ней могли бы поместиться все книги мира. ДНК не только умещается в ядре клетки, но и уложена так, что по всей длине ДНК была доступна для белков, которым нужно считывать гены.

Тайна генетического кода

Сейчас в качестве единицы наследственной информации принимается ген, биологическая цепочка информации. Он несет информацию о развитии организма, его отдельных признаках (цвет волос, глаз, группу крови, рост). Гены передают эту информацию через последовательность белковых соединений. Считалось, что если открыть тайну гена, это может помочь в спасении человека от неизлечимых болезней. Когда же ДНК расшифровали, то оказалось, что наше ДНК не сложнее, чем ДНК таракана! Это наводит на мысль, что ДНК не единственный источник передачи биологической информации. Тому есть неожиданные доказательства.

В XIX веке в ходе экспериментов по скрещиванию зебры и лошади был установлен эффект «телегония», т.е. «рождение на расстоянии». Скрещивая разные виды коннозаводчики мечтали получить удивительную породу. Но ничего не вышло, опыты были признаны неудачными, их остановили и забыли. И вдруг совершенно неожиданно у кобыл, несколько лет назад побывавших под самцами-зебрами, стали рождаться полосатые жеребята. И это при том, что «отцами» их были породистые чистокровные жеребцы. Этому эффекту ничуть не удивились собаководы. Кинологам известно, что если породистая сука один раз повяжется с непородистым кобелем, то, даже если в этом случае и не будет щенков, в будущем она не даст породистого потомства.

В России о телегонии вспомнили после всемирного молодежного фестиваля 1957 года в Москве. Несколько лет спустя в столице стали рождаться чернокожие дети. Молодые мамы вспомнили, что девственности они лишились именно в фестивальные ночи с гостем из Африки^[83].

Сторонники телегенеза считают, что помимо ДНК есть еще и другие носители биологической информации и они ответственны за ее передачу на расстоянии. Они полагают, что психофизическую особенность будущего ребенка формирует не только его физический отец, но и мужчина, некогда нарушивший девственность будущей матери. Девочки нередко лишаются девственности на молодежных вечеринках, в состоянии алкогольного или наркотического опьянения. Затем, следуя логике телегенеза, у трезвых и здоровых молодоженов вдруг может родиться ребенок с явно выраженной болезнью, причиной которой может быть «первая любовь». Возможно поэтому все чаще мужчины в брачных объявлениях оговаривают девственность претендентки как обязательное условие для создания семьи. Озабоченная здоровьем нации администрация США ежегодно выделяет из бюджета страны крупные ассигнования для пропаганды в школах целомудрия и воздержания от секса до вступления в законный брак, а также издала указ о прекращении государственного финансирования феминистских организаций, проповедующих свободные добрачные отношения.

Генетика и старение

Генетика отвечает на вопрос о старении живых организмов. Природа запрограммировала все живое с трезвым и холодным расчетом: клетке отпущено 50-59 делений. Скорость деления клеток во многом зависит от скорости обмена веществ. Последняя определяется темпом жизни организма: сколько он спит, что ест, как часто совокуплятся.

Спокойная, размеренная жизнь – залог долголетия. Это можно доказать на множестве примеров из животного мира. Черепахи не отличаются высокой активностью и живут 250 лет. Кошки живут дольше собак, потому что меньше двигаются и значительно больше спят. Очень быстрый обмен веществ у колибри, они и расходуют свой лимит за 3-4 года.

Ускоряют обмен веществ переедание, высокое давление (гипертония), заболевания щитовидной железы. Половые гормоны ускоряют обмен веществ. Феномен долгожительства монахов и священников, соблюдающих обет безбрачия, связан с замедлением обмена веществ. Кастрированные мужчины живут в среднем на 15 лет дольше.

Определенную роль играет и темперамент человека. Вспыльчивость, агрессивность и другие негативные черты характера сопровождаются атакой адреналина на организм, что также прибавляет оборотов обмену веществ и, значит, отнимает годы жизни^[84].

Мутация

Ч. Дарвин считал, что малые слу­чайные изменения являются причиной естественного отбора: если на протяжении нескольких поколений собаке отрубать хвост, в будущем родится собака без хвоста. Это оказалось ошибочным: генетика показала, что малые изменения не насле­дуются.

Американский генетик Г.Дж. Меллер (1890–1967) доказал, что мутации возможны под действием рентгеновских лучей в 1927 г. Если в одной из соматических клеток организма произошла мута­ция, т. е. наследуемое изменение в молекулах ДНК, изменяются не только наследственные признаки клетки, но и части организма, ко­торые образуются из ее потомков. Если мутации произойдут в клет­ках, из которых потом образуются сперматозоиды или яйцеклетки, то наследственные признаки передадутся потомкам.

Мутация – это повреждение или разрыв каких-либо участков ДНК, в результате которого выведятся из строя целые участки хромосом; они подобны опечаткам в книге. Мутации могут быть вызваны разными факторами: излучениями, химическим воздействием, вирусами.

В условиях современной технократической цивилизации растет число людей с мутационными патологиями разной степени. Если в естественных условиях они бы не выжили, то в условиях гуманитарного общества, они сохраняются. Исследователи говорят о контрселекции и «хирении» человека: «Накопление из поколения в поколение устойчивых отклонений приводит к стабилизационным отклонениям от здорового генома человека»^[85].

Раковые заболевания объясняются как специфическая мутация клеток. В этом случае тенденция к увеличению онкологических заболеваний в технократическом обществе может быть вызвана повышенным фоном излучений (мобильная связь, СВЧ, Wi-fi), а также высоким уровнем потребления красного мяса – говядины, баранины, свинины (мясоеды на 40 % чаще болеют раком, чем вегетарианцы). Процесс химической обработки убойного животного продолжается при жизни (гормоны, антибиотики и др., до 2700 препаратов) и не завершается после смерти (нитраты, нитриты и др.) В европейских странах поэтому снижается потребление красного мяса, которое рассматривается также как фактор риска распространения сердечнососудистых заболеваний.

Другие химические причины злокачественной мутации клеток – сажа, продукты сгорания пластмасс, некоторые пищевые добавки. Регулярное травмирование ткани также увеличивает риск канцерогенеза. По некоторым зарубежным данным, больше всего рискуют заболеть раком маляры, пожарные и те, кто работают в ночную смену.

Не лишены основания опасения о возможности генетической мутации в результате употребления генетически модифицированных (ГМ) продуктов. Генная агробиология начала свое бурное развитие в США с 1944 года, где ожидали успехов в производстве дешёвого продовольствия.

В нашей стране группа ученых-мичуринцев во главе с академиком Т.Д. Лысенко воспрепятствовала «генетизации», точнее – американизации сельскохозяйственной науки и практики в СССР^[86]. В результате мы имеем шанс стать «самой отсталой» страной в области ГМ продуктов, но, потенциально, более здоровой. Правда после распада СССР Россия стала одним из глав­ных потребителей «гуманитарной» продовольственной по­мощи из США и Евросоюза, в которой преоблада­ют ГМ продукты. Сейчас продовольствие и с/х сырье проходит тестирование и регистрацию на предмет искусственно­го наполнения гормо­нами и другими веществами повышающими калорийность и вес агропродукции. Однако косвенно потребление ГМ продуктов продолжается, т.к. животные на Западе откармливаются дешевым ГМ с/х продуктами. Поэтому ввоз ГМ продуктов по-прежнему продолжается.

Изменение генетического кода растений может в будущем сказаться на наследственности человека. Генетический код – это чрезвычайно сложная структура, изменение которой человек не может прогнозировать. Безопасность ГМ продукции не доказана, а вредоносный эффект возможен: злокачественные опухоли, аллергия, нарушение пищеварения.

Перекрестное опыление ГМ семян и чистых семян приводит к потере сорта агрокультуры. Нужно защитить видовую самобытность России, т.к. она складывалась постепенно, исходя из местных условий. Вместо ГМ с целью повышения производительности растениеводства, можно использовать экстенсивные возможности с/х в РФ, а также микробиологические технологии (штаммы культур, вытесняющих с/х вредителей).

ГМ семена дают стерильные гибриды, которые влияют на популяцию насекомых, птиц. Это нарушает баланс экосистемы. Человеку следует признать, что Земля существует не для него одного и он не имеет права перекраивать природу, как ему выгодно. Исходя из этих практических соображений, что РФ необходима законодательная база по перемещению ГМ организмов, которая бы могла защитить потребителя от «нечистых» продуктов. Это могло бы стать базой профилактики злокачественных опухолей.

Индивидуальная защита от рака возможна только при его раннем выявлении, медицинском анализе на онкомаркеры – альфа-фетопротеин, раково-эмбриональный антиген. Это продукты эмбриональной ткани, которые отсутствуют у взрослого человека. Высокая концентрация онкомаркеров сигнализирует о злокачественных образованиях. Проведение анализа проводится натощак и занимает 20 минут.