Вилен Барабой - Ядерные излучения и жизнь

Вся эта, внешне простая схема передачи генетической информации от ДНК к белкам построена на основе длительных и кропотливых исследований. Особого внимания заслуживают фундаментальные работы лауреатов Нобелевской премии американских ученых Очоа, Корнберга, Ниренберга, советских академиков А. Н. Белозерского, А. С. Спирина и др.

Итак, наследственная информация в половых клетках хранится, размножается и передается благодаря существованию этого сложного, весьма точного и совершенного процесса, в котором роль главного хранителя информации и первичного штампа выполняют молекулы ДНК, расположенные в ядре клетки.

Важнейшая особенность генетических структур клетки - их уникальный характер. Молекулы ферментов и других биологически важных соединений всегда присутствуют в клетке в виде большего или меньшего количества одинаковых копий. Клеточные же структуры, ответственные за хранение наследственной информации, состоят из различных по составу и функции молекул. Даже в рамках одной полинуклеотидной цепочки ДНК, очевидно, существуют разнокачественные участки, несущие различную информацию.

Естественно, что даже минимальные повреждения генетических структур, ничтожные изменения их состава могут иметь самые серьезные последствия для клетки. Если же это клетка половая, печальные последствия могут быть как для всего будущего организма, так и для его потомков. Изменение устройства, "узора" первичного штампа повторяется, воспроизводится затем в сотнях и тысячах копий, передается через молекулы РНК молекулам белков, оказывает влияние на течение обменных процессов в клетке, нарушая их точную и совершенную координированность. Если описанное изменение "узора" матрицы произошло в половой клетке, оно воспроизводится во всех клетках организма, вырастающего из этой клетки, в том числе и в его половых клетках. Следовательно, это изменение может передаться по наследству и потомкам организма, по крайней мере некоторым из них. Большинство возникающих изменений структуры ДНК устраняется восстановительными системами клетки, о которых шла речь выше. Однако часть возникших изменений сохраняется и вызывает стойкое наследственное изменение того или иного признака организма. Такие стойкие и передающиеся по наследству изменения, наступающие в организме внезапно под влиянием определенной причины (в данном случае - действия ионизирующей радиации), получили в науке, по предложению голландского ученого де Фриза, название мутаций.

Ядерные излучения представляют собой один из самых мощных в природе мутагенных факторов. Вследствие неповторимости генетических структур клетки стойкое изменение наследственности - мутация - может возникнуть при попадании в половую клетку одной ионизирующей частицы или кванта. А это возможно при очень малом количестве ионизирующих лучей. Следовательно, мутации могут возникнуть (и они действительно возникают) даже под влиянием того ничтожного излучения, которое составляет радиоактивный фон и обусловлено действием космических лучей и естественной радиоактивностью воздуха, воды, почвы, окружающих предметов и нашего собственного тела. Естественный фон радиации существует постоянно и в любом месте земного шара, поэтому такое излучение наряду с другими природными мутагенными факторами, непрерывно воздействуя на весь органический мир, вызывает у его представителей периодическое появление новых стойких признаков, т. е. участвует в возникновении естественного мутационного процесса.

Вреден или полезен процесс образования мутаций? На этот вопрос невозможно ответить одним словом и даже одной фразой. Все зависит, согласно материалистической диалектике, от обстоятельств, места и времени. Прогресс органического мира, возникновение новых видов животных и растений, все более приспособленных к условиям изменяющейся среды, в которой они обитают, невозможны без изменения консервативной наследственной основы, без мутаций. Таким образом, в великом процессе эволюции органического мира мутации играют активную, революционную роль, создавая условия для появления новых органических форм.

Чем совершеннее устроен организм, чем более сложную совокупность признаков, структур и функций он собой представляет, чем лучше он приспособлен к условиям жизни, тем меньше возникает в таком организме полезных мутаций, способствующих дальнейшему прогрессу его организации. Наоборот, с усложнением организма резко увеличивается доля вредных мутаций, ослабляющих живое существо, снижающих его жизнеспособность и приспособленность к жизненным условиям. И это понятно: в сложнейшем механизме всякое, даже незначительное изменение почти наверняка означает поломку, и лишь в очень редких случаях такое изменение может оказаться полезным. Ведь излучения действуют на клетки хаотически, каждое отдельное повреждение генетических структур, каждая мутация случайны по отношению к общему процессу органической эволюции и к развитию данного организма и вида.

Но природа располагает миллионами индивидуумов и тысячами лет для осуществления своей творческой работы. Один-единственный новый полезный признак организма окупает миллионы неудачных попыток, появление сотен тысяч неполноценных особей, безжалостно устраняемых действием естественного отбора. Механизм образования мутаций, в том числе вызванных действием радиоактивного фона, играет в мастерской природы роль одного из важнейших инструментов прогресса.

Однако в применении к отдельным людям, равно как и ко всему человечеству, этот механизм оказывает в основном отрицательное влияние. Достигнув в условиях Земли наибольшего совершенства организации, вид Homo sapiens (человек разумный), естественно, больше других видов страдает от мутационного процесса. Даже редко встречающиеся положительные мутации не закрепляются естественным отбором и не служат прогрессу человеческого рода. Это происходит потому, что естественный отбор, имеющий решающее значение в эволюции всех диких органических форм, потерял ведущую роль в отношении людей и тех животных и растительных видов, которые культивируются и совершенствуются человеком. Судьбу отдельного человека (и целого человеческого коллектива) решает в обществе не сила мускулов, не крепость зубов и не быстрота бега. Главное значение для развития человечества имеют многочисленные факторы социальной жизни общества, действующие более быстро, интенсивно и однозначно и вызывающие несравненно более быстрые и серьезные изменения в жизни человека, чем естественные природные факторы. В этих условиях даже естественный мутационный процесс играет почти исключительно отрицательную роль, обусловливая появление врожденных уродств, наследственных; заболеваний у 2 - 3% рождающихся.