Федор Полканов - Мы и её величество ДНК

А дальше Вавилов говорит так: «Диалектика фактов исторически неумолимо приводит исследователей к закономерностям, установленным Менделем. Прямые опыты с растениями приводят одновременно трех исследователей-ботаников — в Голландии де Фриза, в Австрии Чермака и в Германии Корренса — к законам, открытым 35 лет назад неведомым монахом в Брюнском монастыре». А ведь де Фриз еще год назад смог доложить международному конгрессу лишь «О прозрачных бумажных пакетах при скрещивании» и «Об уродствах при гибридизации». Гуго де Фриз, классик-генетик, значение которого так же велико, как и значение Бетсона.

Думаю, что сказанного достаточно, чтобы читатель понял, какой бомбой замедленного действия оказалась маленькая статейка Менделя, тридцать пять лет прождавшая, когда же наконец «дорастет» наука до ее уровня.

А далее начинается триумфальное шествие менделизма. Де Фриз, Чермак, Корренс — все они отдают Менделю пальму первенства и вместе с тем продолжают и развивают начатое им дело. И почти тотчас же Бетсон экспериментально доказывает приложение менделизма к животным, дает великолепный образец глубины менделистского анализа!

Труден путь в неизведанное, и хорошо, когда есть карты пути... Мала клетка, еще меньше ее ядро, и уж совсем малы крошечные тельца в ядре — хромосомы. А ведь в каждой из них тысячи генов. И совсем немного знали бы люди о них, если б сквозь череду клеточных поколений не слал каждый из генов сигнал — то в виде оранжево-красного, как огонь светофора, глаза у мухи, то в виде черной шкуры кота, а то как ости-усы у пшеницы... Честь и слава первопроходцам, что сумели эти сигналы прочесть, силой ума постигли связь внешнего и глубинного! Нам двигаться вслед за ними будет уже легко.

Видно, генетике на роду написано — вступать в контакты с другими науками. «Незаконный брак» биологии с математикой принес человечеству превосходный гибридный плод — менделизм. В этой главе мы убедимся, каким плодотворным оказался союз генетики с цитологией — наукой о клетке. А далее будут контакты с атомной физикой, химией и другими науками.

В этом отношении генетика— типичная дочь XX века. Раньше были физика и химия, биология и математика. А в XX веке появились физико-химия и химико-физика, биохимия и биофизика, радиобиология, — даже названия для новых «научных гибридов» люди не всегда успевают удачно придумывать. Уж очень стремительно развивается в наши дни величайшая в истории человечества научно-техническая революция. И далеко не последняя движущая сила здесь — комплексное использование различных наук.

Сливаясь, науки в то же время дробятся, образуя новые, подчас неожиданные комбинации. Ну прямо чуть ли не по комбинационному закону Менделя! От истины эта шутка совсем недалека. Одна только генетика успела дать множество дочерних дисциплин. Тут и радиационная генетика, и эволюционная, и цитогенетика, и биохимическая, и генетика микроорганизмов, и феногенетика, и молекулярная генетика, и генетика медицинская!

Однако сейчас нам нужно познакомиться с цитогенетикой, совершить путешествие в глубины клетки.

Большие открытия в науке не всегда делают ученые маститые. Часто это удел молодых. Молодой ум гибок, пытлив, дерзок. А когда к этому добавляется увлеченность и недюжинное трудолюбие — приходит успех.

В 1903 году пришел успех к юному, девятнадцатилетнему студенту Сеттону. Менделевские закономерности в точности соответствуют поведению хромосом при образовании половых клеток и оплодотворении — вот что он обнаружил.

Клетка — основа всего живого. Это микроскопически малое образование. Ее средний диаметр около 10 микрон (микрон — одна десятитысячная сантиметра). В основном она состоит из протоплазмы и ядра.

Реципрокные скрещивания дают одинаковые результаты. Это доказывает равноправие матери и отца в передаче признаков по наследству. В то же время строение яйцеклетки и сперматозоида различно. Яйцеклетка, женская гамета, предвносит в зиготу львиную долю протоплазмы, тогда как в спермии или пыльцевом зерне, в мужской гамете, вообще протоплазмы мало. А ядра у отцовских и материнских гамет одинаковые. Это говорит о решающем значении ядра в передаче признаков по наследству.

Митоз, или кариокинетическое деление клетки.

Существует два основных типа делений клеток — митоз и мейоз.

Митоз характерен для периода роста или же для смены клеточных поколений. У взрослого человека тело состоит из миллиардов клеток, обычно их число принимают равным 6 • 10 13. Из них каждые 24 часа возникает новых и гибнет старых 5 • 10 11. Все эти деления происходят посредством митоза.

Покоящееся ядро выглядит под микроскопом пузырьком или шариком, в котором просматриваются иногда точки, штрихи, сеточка хроматина. Но вот приближается время деления, и в ядре все четче и четче становятся видны слагающие его нитевидные образования хромосомы. Перед самым делением ядро уже не пузырек — клубок интенсивно красящихся специальными красками нитей. Затем эти нити начинают укорачиваться, превращаясь в спирали.

После этого оболочка ядра растворяется, а в протоплазме становится отчетливо видным так называемое веретено дробления — белковые тяжи, крепящиеся к каждой из хромосом, расположенных в это время на экваторе веретена деления. Далее нити веретена как бы растаскивают каждую из хромосом, причем становится ясным, что каждая из них двойная, разделившаяся ранее, на стадии, предшествующей спирализации. Дочерние хромосомы начинают расходиться к полюсам веретена. Тут четко видно, что каждая из них имеет на другом полюсе партнера — точно такую же хромосому, свое зеркальное отражение, точную копию материнской хромосомы. Далее, у полюсов клетки хромосомы, все более и более конденсируясь, формируют дочерние ядра. И лишь затем образуется перегородка, делящая надвое протоплазму... Не правда ли, потрясающая упорядоченность, отрегулированность? Все в этом делении направлено на то, чтобы каждая из клеток обязательно получила от материнской клетки весь хромосомный набор, точно такой же, как в материнской клетке. Вспомнив, что в каждой из клеток обязательно должен быть каждый из свойственных организму генов, нетрудно предположить, что именно с этим и связана редкостная упорядоченность митоза (иначе его называют кариокинетическим делением).