ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Генетические основы биохимической индивидуальности из "Биохимическая индивидуальность" Все генетики согласны с тем, что организм наследует от своих предков лишь способность определенным образом реагировать на ряд факторов внешней среды. Признаки, которыми обладает организм, являются в своей основе результатом взаимодействия наследственности и внешней среды. Говоря, что признаки наследуются, мы создаем неправильное представление о том, что среда не принимала участия в их образовании. Между тем в дей- ствительности дело обстоит не так. [c.17] При помощи наследственности передаются не только видовые морфологические отличия, но и индивидуальные морфологические признаки, свойственные данному организму. [c.17] Хотя теоретически допустимо, что изменения внешней среды (происходящие естественно или вызванные искусственным путем) могут значительно изменить морфологию организма, такие морфологические признаки, как цвет глаз, размер ноги, форма волос, рисунок отпечатков пальцев и множество других, при обычных условиях в первую очередь определяются наследственностью. [c.18] В оплодотворенном яйце, развивающемся в здоровой матке в условиях нормального питания, многие морфологические признаки в своих существенных чертах уже детерминированы. Но даже и в этом случае мы не должны забывать о роли внешней среды, так как недостаток тех или иных питательных веществ или действие посторонних химических веществ может быть причиной серьезных нарушений в развитии растущего эмбриона. [c.18] Уже давно известно также, что резкие различия в обмене веществ между организмами различных видов опре- деляются генетически. У птиц, например, основным ко-нечным продуктом азотистого обмена служит мочевая кислота, а у млекопитающих — мочевина. У большей ча-сти пород собак конечным продуктом обмена пуринов-является аллантоин, тогда как у человека ту же роль играет в основном мочевая кислота. Определяющим фак- тором оказывается здесь наследственность. Так же обстоит дело и с синтезом аскорбиновой кислоты у крыс, морских свинок и человека. Крысы наследуют способность синтезировать аскорбиновую кислоту ни морская свинка, ни человек не имеют соответствующих механизмов, и потому они могут существовать только в том случае, если этот витамин доставляется им вместе с пищей. [c.18] С развитием биохимической генетики стало ясно, что наследственность и мутации определяют не только крупные метаболические различия между отдельными видами, но также и более мелкие, внутривидовые различия. [c.18] Первые сведения в этой области были получены при изучении индуцированных мутаций плесневого гриба Меиго5рога, однако основные установленные при этом принципы явно приложимы и к высшим организмам. [c.19] Для тех, кто знаком с этими работами, не остается ни малейших сомнений в том, что наследственность и мутации управляют мельчайшими деталями сложных химических процессов, происходящих в любом организме. Нахождение у Neurospora орнитинового цикла — одно из многих наблюдений, которые связывают воедино весь мир живых существ и делают более достоверной универсальность применения принципов биохимической генетики. Очевидно, что наличие соответствующих субстратов (в конечном счете доставляемых с пищей) также определяет, какие именно химические реакции будут происходить в организме однако не вызывает сомнений и тот факт, что потенциально каждый фермент и ферментная система в нашем организме возникают на основе наследственности. [c.19] Мы пе будем здесь останавливаться на многих деталях механизма наследственности . У высших организмов эти механизмы особенно сложны. Наши соображения ни в коей мере не зависят от того, примем ли мы простое отношение один ген—один фермент опилишь базируются на широко распространенном полол ении, которое гласит, что способность организма осуществлять различные химические реакции возникает на основе наследственности и нарушающих ее мутаций. Других путей для возникновения этой способности не существует. [c.19] После этих наблюдений, сделанных впервые в 1946 г., явление утечки генов или частичного генетического блока наблюдалось многократно. В конце концов многие авторы, работающие в области биохимической генетики, пришли к выводу, что явление частичного генетического блока следует считать скорее правилом, нежели исключением. Всякий раз, когда мутантные организмы утрачивают способность к осуществлению определенной реакции, происходящей в исходном штамме, эта утрата оказывается относительной, а не абсолютной. Способность к осуществлению реакций в большинстве случаев понижается (возможно, очень сильно), но не утрачивается полностью. [c.20] Из многочисленных исследований явления частичного генетического блока был выведен важный принцип, заключающийся в том, что организм может наследовать не только нормальную способность к эффективному осуществлению химических реакций, но также и ухудшенные способности, которые при соответствующем условии позволяют ему осуществлять те же реакции с пониженной скоростью (т. е. менее эффективно). Вероятно, имеются все степени утечки генов , и активность каждой из индивидуальных ферментных систем внутри данного организма может варьировать в широких пределах. [c.21] Хорошо известно, что число генов, участвующих в передаче наследственных свойств у человека, очень велико, и наборы генов, которыми обладают различные члены популяции человека, сильно отличаются друг от друга. Благодаря сложности наследственности дети одних и тех же родителей могут иметь весьма отличные наборы генов, хотя статистически наборы их генов более сходны, чем наборы генов индивидов, не находящихся в родстве. Имеются изолированные инбредные популяции человека, в которых распределение генов носит более равномерный характер, нежели в гетерогенных популяциях но даже и внутри таких инбредных групп это распределение все еще крайне неравномерно. [c.21] Если к известным различиям в распределении генов присоединить явление частичного генетического блока (а это, по-видимому, неизбежно), то мы будем иметь прочную базу для признания высокой степени изменчивости организмов. В связи с этим Вагнер и Митчелл утверждают, что, хотя появление мутации является внезапным событием, она может вызвать почти любой по степени эффект, начиная от изменений, едва уловимых с помощью существующих методов, и кончая изменениями, несовместимыми с возможностью жизни клетки [3]. [c.21] собственно, следует из разнообразия человеческих генов и такого явления, как их утечка Как мы уже указывали раньше, морфологические особенности часто определяются наследственностью. Каким образом различные наборы генов определяют различные признаки организма, это еще недостаточно ясно, но самый факт такого влияния неопровержим. Сложность механизма действия генов иллюстрируется, например, тем, что в детерминации только одного такого признака, как рисунок отпечатков пальцев, участвует несколько генов. [c.22] В отношении морфологии следует ожидать, что размеры и форма каждого внутреннего органа, точно так же как и внешние морфологические признаки, должны в большой мере определяться наследственностью (см. стр. 30). Влияние наследственности должно сказываться в морфологии каждой клетки и каждой группы клеток в целом организме. [c.22] Что касается обмена веществ, то следует ожидать, что способность к любой химической реакции, осуществляемой в организме человека, будет изменяться от индивида к индивиду. Доказано, что гены определяют характер этих реакций, а мы уже знаем, что наши гены очень разнообразны. [c.22] Если отдельное оплодотворенное яйцо имеет настолько отличную от нормы генетическую структуру, что окружающая среда оказывается неадекватной ему, то такое яйцо не будет развиваться. Но даже если яйцо развилось в полностью сформированный плод, то это еще не означает, что плод сможет r pи пo oбить я к среде вне матки, т. е. к той среде, с которой он столкнется после рождения. Генетические отклонения могут и в этом случае оказаться достаточными для того, чтобы обречь организм на раннюю смерть, если для него не будут созданы специальные условия внешней среды. [c.23] Мы не можем обойти даже в этом обсуждении тот факт, что гены и ферменты, которые в известном смысле генами порождаются , не могут образовывать метаболиты из ничего. Сырье для многочисленных и сложных химических процессов должно доставляться извне. Именно здесь выступает на сцену питание и именно здесь происходит необходимое взаимодействие между генетическими факторами и внешней средой. [c.23] Вернуться к основной статье