Евгений Романцев - Закономерные чудеса

Ученые считают, что доза, увеличивающая частоту спонтанных мутаций в половых клетках человека, может колебаться от 10 до 100 бэр. Но чтобы прийти к такому ответственному заключению, потребовалось провести опыты на многотысячной армии экспериментальных животных.

Если исследователи хотят обнаружить генетические отклонения от нормы у внуков и правнуков, чьи бабушки или прабабушки были облучены (речь идет, конечно, об экспериментах на мышах), число животных в опыте необходимо резко увеличить. Это объясняется довольно-таки просто. Говоря житейским языком, у внуков и правнуков пораженные гены все больше и больше будут "разбавляться" здоровыми генами. И чтобы статистически достоверно доказать влияние облучения прабабушки на правнуков, нужно провести грандиозные по числу особей эксперименты. И не один, не два, а десятки, иногда сотни исследований. Только после этого становится возможным перенести результаты опытов с животных на человека.

Вот любопытные расчетные цифры, взятые из одной интересной книги "Концепция биологического риска воздействия ионизирующего излучения", изданной в Советском Союзе в 1973 году. Если предположить такой случай, что большая масса людей подвергнется облучению в дозе 1 бэр, то в этом случае среди миллиона родившихся детей число видимых мутаций увеличится всего на 16 случаев. Еще раз следует подчеркнуть, что это данные расчетные. Они опираются только на эксперименты, проведенные на многотысячной армии мелких лабораторных животных.

16 случаев — увеличение, конечно, незначительное, но факт остается фактом.

Статистика — наука упрямая.

Говорят, испанский король Альфонс X Кастильский, живший в XIII веке, был не лишенным юмора монархом. Однажды под натиском навалившихся на него сложных государственных дел он высказал крамольную по тому времени мысль. "Если бы господь бог, — изрек король, — сделал мне честь спросить мое мнение при сотворении мира, я бы ему посоветовал сотворить его получше, а главное — попроще".

Пожалуй, пожелай Альфонс X Кастильский изучать современные проблемы радиационной биохимии и радиационной генетики, ему бы пришлось нелегко. Сокровенные механизмы действия ионизирующей радиации на генетический материал не назовешь простыми.

В ядре клетки ДНК упакована в специальных образованиях, которые называют хромосомами. Можно сказать и так: гены объединены в хромосомы. Деление клетки на две дочерние биологи называют митозом. Важную часть процесса митоза составляет расщепление хромосом на две части и последующее их расхождение к полюсам клетки (полюс в клетке — это, разумеется, условное название).

Для удобства изучения процесса митоза его разделяют на несколько стадий, или фаз, каждая из которых имеет собственное название. Следует, конечно, помнить, что разделение на фазы тоже условно. На самом деле митоз представляет собой непрерывный процесс.

Первая фаза характеризуется наибольшей активностью обмена веществ в клетке. Вторая фаза — это подготовка клетки к делению. Хромосомы удваиваются, потом закручиваются в спираль и поэтому становятся и потолще и покороче. Оболочка ядра, в котором были упакованы хромосомы, растворяется. В третьей фазе хромосомы выстраиваются по экватору клетки, а потом расходятся к полюсам. В конце следующей фазы каждая хромосома уже имеет характерный для данного вида клеток внешний вид. Наконец последнюю фазу митоза можно назвать фазой восстановления. Хромосомы раскручиваются, становятся тоньше, вновь появляется оболочка ядра. Наконец клетка делится на две половинки, каждая из которых имеет собственное ядро.

Процесс размножения клетки идет именно таким путем. Сестринские хромосомы являются т.очными копиями. Именно поэтому дети похожи на родителей. Но при передаче наследственных признаков иногда возникают ошибки. В результате эволюционного процесса эти ошибки могут сохраниться. Но с этими генетическими ошибками — с этими мутациями — все обстоит не так-то просто, как может показаться с первого взгляда.

Ионизирующая радиация может вызывать мутации разного типа. Например, так называемые точковые мутации. Это конкретные физико-химические изменения в каком-то месте, в какой-то точке молекулы ДНК.

Другой важный вид мутаций связан с нарушением самой структуры хромосом, с изменением структуры нити.

И наконец, полезно познакомиться еще с одним видом мутаций. Она вызывается изменением числа хромосом. Их становится меньше или больше.

Всякая систематика, конечно, носит условный характер. Но в то же время только с ее помощью удается упорядочить наши знания. Она — нечто вроде морской карты для капитана, ведущего судно в безбрежном океане.

Генетики делят мутации еще на две группы. Одну группу они называют доминантными мутациями, другую — рецессивными. Если мутация доминантна, она выявится уже в ближайшем поколении. При облучении родителей изменения будут выявляться у детей. Рецессивные мутации могут появиться спустя одно или несколько поколений позже. Другими словами, при облучении будущих бабушек и дедушек результаты облучения могут проявиться на внуках и правнуках. Правда, дело облегчается тем, что рецессивные мутации могут вообще не проявиться ни в одном из следующих поколений. Как говорится, нет худа без добра.

Один из крупных современных биологов, Д. Мэзия, как-то шутливо заметил: "Благодаря размножению клеток жизнь ухитряется обвести вокруг пальца время. При наилучших условиях продолжительность жизни отдельных клеток измеряется днями, месяцами, самое большое — десятилетиями. И по мере того как идет время, все живое начинает стареть.

Однако благодаря размножению клеток время можно повернуть вспять и притом с двойным выигрышем — вместо одной клетки получить две".

Развивая эту мысль, можно добавить: благодаря ионизирующей радиации живая клетка приобрела ту дополнительную гибкость и способность меняться в зависимости от изменений окружающей среды, которая и позволяла ей выживать на протяжении миллионов лет.

И вот тут возникает один из самых трудных, самых притягательных и волнующих вопросов: а каков интимный механизм возникновения мутаций, которые вызывает ионизирующая радиация?

Несколько раньше мы уже рассказывали о так называемых точковых мутациях. Природа их стала понятной в последнее время.

Молекула дезоксирибонуклеиновой кислоты построена из простых составных частей, пуриновых и пиримидиновых оснований. Так вот, если ионизирующая радиация вызывает точковые мутации, это значит, что произошли химические изменения в строительных блоках — пуриновых и пиримидиновых основаниях. В силу особенностей своего строения пиримидиновые основания в два раза чувствительнее, чем пуриновые.