Сэм Кин - Синдром Паганини и другие правдивые истории о гениальности, записанные в нашем генетическом коде

Это был уже не первый раз, когда Гальтон становился на пути Дарвина. С того дня, как Дарвин опубликовал свой труд «О происхождении видов», он знал, что его теории не хватает чего-то очень важного. Эволюция путем естественного отбора требует, чтобы существа наследовали выгодные признаки, но никто (кроме какого-то монаха) не имел ни малейшего представления, как это работает. Так что Дарвин провел свои последние годы, разрабатывая теорию пангенезиса, которая могла бы объяснить этот процесс. Согласно этой теории все органы и конечности отделяют микроскопические споры, так называемые геммулы. Геммулы циркулируют по телу существа, неся информацию как о врожденных признаках (природа существа), так и о каких-либо признаках, приобретенных этим существом за время своей жизни (окружающая среда, или воспитание). Эти геммулы отсеиваются эрогенными зонами тела, и при половом акте, когда сперма проникает в женский организм, мужские и женские геммулы смешиваются, как две капли воды.

Это была изящная теория, хотя и совершенно ошибочная. Поэтому когда Гальтон придумал не менее изящный эксперимент, чтобы охотиться на геммулы в кроликах, Дарвин сердечно поддержал это смелое начинание. Вскоре его надежды были разбиты. Гальтон рассуждал следующим образом: если геммулы имеют свойство циркулировать, они должны то же самое делать в крови. Поэтому он начал переливать кровь черных, белых и серебряных кроликов, надеясь получить сколько-нибудь пестрых экземпляров из их потомства. Но после многолетних опытов по разведению результаты были довольно однозначны: на свет не появилось ни одного разноцветного кролика. Гальтон опубликовал поспешную научную работу, в которой заявил, что геммул не существует, от чего обычно добродушный Дарвин пришел в бешенство. Эти двое годами обменивались теплыми письмами научного и личного содержания и нередко лестно отзывались об идеях друг друга. На этот раз Дарвин набросился на Гальтона, яростно доказывая тому, что он никогда не упоминал о циркуляции геммул в крови, поэтому переливание крови у кроликов ничего не доказывает.

Здесь Дарвин не только лукавил – пока Гальтон проводил свои эксперименты, Дарвин ни разу не заикнулся о том, что кровь не является хорошим средством распространения геммул – он обманывал сам себя. Собственно, Гальтон одним ударом уложил пангенезис и геммулы.

Сцепленные с полом рецессивные признаки, подобные этим, чаще встречаются у самцов, чем у самок по одной простой причине. При наличии редкого гена белых глаз в одной хромосоме X у женской особи, имеющей две хромосомы X, почти наверняка ген красных глаз будет находиться в другой хромосоме X. Так как красный цвет доминирует над белым, у такой особи не будет белых глаз. Но у мужской особи с набором хромосом XY нет «запасной копии» на случай появления гена белых глаз в хромосоме X; такая особь будет белоглазой по умолчанию. Генетики называют самок с одним рецессивным признаком «носителями», так как они передают ген половине своего потомства мужского пола. У человека примерами признаков, сцепленных с полом, является гемофилия и неспособность различить красный и зеленый цвета – заболевание, имевшееся у Стертеванта.

Это явление впоследствии получило название «кроссинговер». Прим. ред.

От англ crossing-over , взаимный обмен участками гомологичных (парных) хромосом, приводящий к перераспределению (рекомбинации) локализованных в них генов. Происходит в процессе деления клеток; один из механизмов наследственной изменчивости. В экспериментальной генетике используется для построения генетических карт хромосом (Большой российский энциклопедический словарь, 2012).

О «мушиной комнате» рассказывается во многих книгах, однако полная картина содержится лишь в одной из моих самых любимых книг, которая называется «История биологии от морской свинки» (автор – Джим Эндерсбай). Кроме этого Эндерсбай упоминает эпопею Дарвина с геммулами, Барбару Мак-Клинток (с пятой главы) и другие занимательные истории.

Один историк однажды мудро заметил, что «при чтении Дарвина, как при чтении Шекспира или Библии, можно отстаивать практически любую желаемую точку зрения, если опираться на отдельные пассажи». Так что, собираясь сделать пространные выводы из цитат Дарвина, будьте бдительны. С другой стороны, Дарвин, судя по всему, действительно не любил математику, а некоторые предполагают, что даже элементарные уравнения приводили его в замешательство. Согласно одному историческому анекдоту, как-то раз Дарвин проводил собственные эксперименты на растениях из рода энотеры подобно де Фризу и получил потомство с четким отношением признаков 3:1. Очевидно, что он не связал бы эти результаты с Менделем, но по-видимому ему не пришло в голову, что отношения могут иметь какое-то значение.

Дрозофилы проходят стадию куколки, на которой они заключают себя в оболочку из клейкой слюны. Чтобы задействовать как можно больше генов, производящих слюну, клетки слюнных желез постоянно удваивают свои хромосомы, в результате чего появляются гигантские «пуфхромосомы» поистине колоссальных размеров.

Вопреки своему величественному имени центральная догма обладает сомнительным наследием. Поначалу Крик подразумевал, что эта догма будет значить нечто вроде «ДНК производит РНК, а РНК производит белки». Позднее он переформулировал это более точно, говоря о том, каким образом «информация» передается от ДНК к РНК, а затем к белкам. Однако вторую версию усвоили не все ученые, и, как в давние времена религиозных догм, это привело к тому, что у некоторых приверженцев отключилась способность рационального мышления. Понятие «догма» подразумевает неоспоримую истину, и Крик впоследствии со смехом признавался, что он даже не знал точного определения этого слова – просто оно звучало по-научному. Однако некоторые ученые восприняли ее в духе церковного повиновения, и по мере того как распространялась весть об этой, как предполагалось, непоколебимой, догме, она непостижимым образом превратилась в умах многих в нечто менее конкретное, вроде «ДНК существует только для того, чтобы производить РНК; РНК существует только для того, чтобы производить белки». Учебники даже до сегодняшнего дня иногда называют это центральной догмой. Но, к сожалению, такая незаконнорожденная догма существенно искажает истину. Она в течение десятилетий (а время от времени и сейчас) затрудняла осознание того, что ДНК, и в особенности РНК, делают гораздо больше, чем производство белков.

В самом деле, для основного процесса производства белков необходимы информационная РНК (мРНК), транспортная РНК (тРНК) и рибосомная РНК (рРНК), но кроме них существует целая дюжина других регулирующих РНК. Изучение различных функций ДНК подобно разгадыванию кроссворда, когда вы знаете последние буквы слова, но не знаете начальных, и поэтому не спеша перебираете весь алфавит. Мне встречались такие обозначения: aРНК, bРНК, cРНК, dРНК, eРНК, fРНК и так далее до «эрудитовских» qРНК и zРНК. Есть также rasiРНК и tasiРНК, piРНК, snoРНК, кое-что в духе Стива Джобса – РНКi, а также другие. К счастью, мРНК, рРНК и тРНК охватывают все генетические процессы, которые нам понадобятся в этой книге.