Структура генома

He секрет, что наука, как и любая область человеческой культуры, в огромной степени держится на мифах, т. е. устойчивых стереотипах сознания, когда спорные по своей сути и требующие доказательства положения принимаются массовым сознанием (в науке тоже есть мас­совое сознание) за аксиомы. Можно привести множество подобных мифов. В биологии одним из них является мнение, будто бы нам впол­не ясен механизм наследственности и, что еще прискорбнее, будто бы нам ясен механизм развертывания наследственной информации в цело­стный организм.

Считается, что с открытием двуспиральной структуры ДНК и нуклеотидного кода здесь не осталось загадок. Но ведь геном человека состоит не из одной молекулы ДНК и даже не из серии молекул, рас­положенных внутри хромосом (к этому вопросу мы еще вернемся). Кроме того, существует морфогенетическая проблема - одна из глав­ных проблем биологии в целом.

Суть ее в следующем: каким образом генетический код, записанный в том числе и в ядерных ДНК, развертывается в целостный организм? Дей­ствительно, нигде вы не найдете толкового объяснения, каким именно образом информация, записанная в хромосомах, реализуется в виде орга­низованного ансамбля миллионов клеток, имеющих вполне определенную и устойчивую структуру. А ведь уже на ранних стадиях эмбрионального морфогенеза происходит специализация клеток, зародыш имеет опреде­ленную пространственную структуру и т. д.

С одной стороны, все клетки нашего организма - и нейроны мозга, и клетки печени, и клетки слизистой оболочки желудка - имеют одинаковый наследственный аппарат и возникли из одной единственной клетки - опло­дотворенной материнской яйцеклетки, но насколько они внешне несхожи и насколько структурно несхожи образованные ими органы! Более того, специализированные клетки разных живых существ более структурно схо­жи между собой, чем клетки одного и того же существа, но составляющие разные ткани.

С другой стороны, неясно, каким образом яйцеклетка, а в дальнейшем клетки зародыша и взрослого организма, «узнают» структуру будущего слона или, скажем, бабочки, т. е. почему клетки изменяются нужным обра­зом и в нужном месте и почему они единственно правильным образом располагаются в пространстве.

Впервые плодотворный подход к решению этой проблемы был пред­ложен в 1920-е годы А. Г. Гурвичем, а в 1947 г. вышла в свет его книга «Теория биологического поля»[17], породившая, как это часто бывает с работами революционного характера, массу полуграмотных спекуляций - в ном случае, вокруг понятия «биополе» (сам термин и был предложен Гурвичем).

Еще на заре своей научной карьеры Гурвич открыл феномен, который назвал митогенетическим излучением (лучами Гурвича). Любопытно, что такая трактовка, как показали дальнейшие исследования, была в корне неверной, а вот сама концепция, созданная на ее основе, весьма продуктивной.

Лучи Гурвича возникают во время митоза и видны как своеобраз­ные «протуберанцы», покрывающие клеточную мембрану. В интерфазе подобные явления не наблюдаются (рис. 17).

Рис. 17. Лучи Гурвичя

а) клетка в интерфазе;

б) «лучистость» - микроворсинки на поверхности клеточной мембраны;