Человеческий суперорганизм - [34]

Шрифт
Интервал

Существует два основных механизма генетической регуляции с участием микробов и генов наших хромосом. Назовем их генным обменом и переключениями генов. Когда речь идет о генном обмене, нас в первую очередь интересуют прежний и настоящий обладатели генов и место, где они обосновались после обмена. Под переключениями генов подразумевают их рабочее состояние — включены они или выключены подобно настольной лампе. Обмен и переключения генов — главные инструменты, с помощью которых микробы утверждают свои права в нашем суперорганизме.

Генный обмен

Одно из главных недавних открытий в биологии — способность организмов обмениваться генами. Кто бы мог вообразить такое?! Те самые частицы, которые, как мы привыкли считать, делают нас людьми и определяют наши отличия от других существ, на самом деле являются предметом купли-продажи и просто обмена на своего рода рынке-толкучке. Оказывается, их можно продавать, словно товары на рынке, или просто отдавать в дар.

Исследователи, изучающие генный обмен, первым делом пытаются выяснить происхождение того или иного гена — появился ли он в результате обмена? Это почти равнозначно попытке определить, от каких далеких предков берут начало все гены, имеющиеся сегодня в наших хромосомах. А это, на мой взгляд, все равно что по очереди разглядывать всех современных жителей США и пытаться ответить на вопрос: где была родина древнейших предков всех этих людей? США — это плавильный котел множества народов, которые веками мигрировали из других регионов, стран и частей света в определенную географическую область Северной Америки. Эта миграция продолжается и в наши дни. Большинство предков людей, проживающих сегодня в США, первоначально жили в других частях света, и, соответственно, большинство их генов также имеют иноземное происхождение. Люди могут двигаться и перемещаться из одних мест в другие. Такой же способностью, оказывается, наделены и гены. А потому главной темой этой главы будет перемещение.

Прежде всего следует определить, какие биологические структуры имеют микробное происхождение, а какие свойственны нам как представителям группы млекопитающих. Как отмечалось в предыдущем разделе, одно из крупнейших открытий XX в. в области биологии было связано с напоминающими бактерий крошечными «энергетическими станциями» наших клеток — митохондриями. Эти органеллы находятся в цитоплазме — студенистом веществе клетки, окружающем ядро. По мнению большинства современных ученых, митохондрии — это остатки древних микробов (бактерий), которых в незапамятные времена каким-то образом поглотили наши предковые клетки, потому что эти бактерии могли использовать кислород для выработки энергии, а клетки-захватчики этого делать не могли. Митохондрии позволили этим клеткам использовать более разнообразные источники энергии, а о пользе диверсификация источников энергии говорит хотя бы тот факт, что сегодня это одна из главных новостных тем в глобальном масштабе: чтобы защитить Землю от экологической катастрофы, разные страны мира пытаются освоить альтернативные способы получения энергии. А если митохондрии произошли от микробов, то и содержащиеся в них гены первоначально были микробными генами. Ядро же — главная структура наших клеток — на все 100 % досталось нам от млекопитающих. И содержащиеся в ядре хромосомы никогда не компрометировали себя межвидовыми обменами и трансферами. Или все-таки компрометировали?

Главный способ, с помощью которого наши хромосомы могут приобрести ген от организма другого вида, представляет собой процесс, получивший название горизонтального переноса генов. В результате этого процесса организм одного вида передает часть генетического материала находящемуся по соседству организму другого вида (такими организмами могут быть существа разных видов, живущие внутри суперорганизма). Горизонтальный перенос генов может быть односторонним или двусторонним, то есть принимать форму обмена генами. Нередко в результате такого обмена один вид получает преимущества очень быстро, а другой — медленно. Это напоминает ситуацию, когда банк единовременно предоставляет клиенту всю сумму денег, необходимую для покупки нового дома (первоначальное преимущество для клиента-заемщика), но затем новый домовладелец вынужден в течение десятилетий погашать свой долг, включая выплату процентов (долгосрочное преимущество для банка).

Горизонтальный перенос генов осуществляется на протяжении жизни одного поколения живых организмов. Этим он отличается от вертикального переноса генов, который происходит во время размножения и предполагает перенос генов между поколениями — от родителей потомству. При вертикальном переносе генов у людей мать и отец передают свои хромосомы (через яйцеклетку и сперматозоид) будущему ребенку, развивающемуся из оплодотворенного яйца (зиготы). Кроме того, во время родов мать передает ребенку свой микробиом: так осуществляется вертикальный перенос микробных генов. Вертикальный перенос генов, о котором ученые знают давно, долгое время считался единственным способом передачи генетического материала. Горизонтальный перенос генов стал известен науке сравнительно недавно. Этот принципиально иной процесс предполагает межвидовое «перескакивание» генов. На первый взгляд он напоминает простое межвидовое «рукопожатие», но на самом деле немного сложнее и загадочнее.


Рекомендуем почитать
Неалкогольный стеатогепатит

В рекомендациях описаны этиопатогенез , клиническая картина, диагностика и лечение неалкогольного стеатогепатита.


Отек  головного  мозга

В практическом пособии представлены сведения об этиологических факторах, патогенезе, клинических неврологических синдромах, показаниях к проведению параклинических методов обследования и новых подходах в лечении отека головного мозга. В кратких главах обобщены современные представления о причинах и механизмах отека головного мозга, обобщены основные подходы к лечению с учетом временного фактора и вида отека головного мозга. Практическое пособие предназначено для врачей общего профиля, врачей скорой медицинской помощи, неврологов, реаниматологов, нейрохирургов.


Болезни древних людей

Настоящая книга — результат многолетних исследований заведующего Кафедрой рентгенологии и радиологии и Музеем возрастной остеологии, патоостеологии и палеопатологии 1-го Ленинградского медицинского института, члена-корреспондента Академии медицинских наук СССР проф. Д. Г. Рохлина — единственная по палеопатологии на русском языке. В монографии изложены результаты изучения десятков тысяч ископаемых костей людей различных эпох — с древнекаменного века и до близких нам времен. Освещены развитие и старение костей, варианты, аномалии, древность и характер заболеваний, продолжительность жизни людей в прошлом.


Безумная медицина. Странные заболевания и не менее странные методы лечения в истории медицины

В этой интереснейшей коллекции исторических курьезов собраны самые странные случаи, ставившие в тупик врачей со всего мира. От Голландии XVII века до царской России, от сельской Канады до китобойного судна в Тихом океане — люди совершали глупости повсюду, причиняли себе вред, а врачам приходилось все это расхлебывать. Эти истории свидетельствуют об изобретательности, которую проявляли хирурги задолго до появления анестезии. Мы также узнаем о странных и иногда забавных лекарствах, которые применяли врачи прошлого: от коровьей рвоты до клизм с портвейном. Эта книга, сочетающая в себе увлекательную историю с пронзительным юмором, проведет вас по самым забавным, странным и удивительным уголкам медицинской истории, благодаря которой современные врачи имеют возможность и знания лечить многие заболевания.


Беседы детского доктора

Ада Михайловна Тимофеева — кандидат медицинских наук, известный московский врач-педиатр с более чем 40-летним стажем. За время профессионального пути А.М.Тимофеева отошла от многих догм «официальной» медицины и выработала собственные методы профилактики и лечения детских заболеваний, основанные преимущественно на нелекарственном подходе. Особенностью этого подхода является творческое применение в педиатрии многих известных методик раздельного питания и голодания. Даны также советы по целому ряду острых вопросов, активно обсуждающихся ныне родителями и врачами: естественное/искусственное вскармливание, профилактические прививки, учет экологической обстановки, вегетарианское питание и т. д.


Биологическая война (Часть 3)

Биологическое оружие как средство массового поражения запрещено международными соглашениями. Наличие химического и биологического оружия послужило поводом для американскою вторжения в Ирак (этого вида оружия там не оказалось) и свержения режима С.Хусейна. Наличием такого оружия в Сирии и вероятностью его попадания в руки террористов западные эксперты ныне пытаются обосновать необходимость проведения операции против правительства Асада в Сирии. О том, какие угрозы несет биологическое оружие, о принципах его действия и с какими опасностями столкнется человечество при попадании этого оружия в руки террористов рассказывается в этой книге.