Тайны наших генов - [6]
Ядро с четырьмя парами сначала превратилось в ядро с тремя, а затем и с пятью парами хромосом. В этой работе можно увидеть истоки генетической инженерии.
Сегодня исследователи ставят совершенно иные задачи.
В различных лабораториях мира разыскиваются способы выделения, даже "сборки" отдельных генов и переноса их в живые организмы.
Вспомним снова о бактериях. У них есть ген, ответственный за синтез витамина Bi2, которого начисто лишены растения. А между тем известно: добавка этого витамина резко увеличивает степень усвоения растительного корма в организме сельскохозяйственных животных. Так почему бы не попытаться пересадить тот самый бактериальный ген к растению? Каким путем пойдут ученые, покажет время. Но мне кажется, они будут исходить из того, что биохимический путь синтеза хлорофилла и витамина B2 имеет общие начальные стадии. А раз так, то после срабатывания цепочки из четырех-пяти добавочных ферментных реакций растительная клетка сможет вместо хлорофилла синтезировать необходимый животным витамин.
Правда, из отдельной клетки надо еще получить целое растение. Но пути решений такой задачи уже известны. Да что там из клетки. Взрослое растение выращивают даже из протопласта - клеточной структуры, лишенной оболочки. Опубликован научный доклад, в котором говорится, как в результате метаморфоз круглого зеленого протопласта - одевания его оболочкой, деления и дифференцировки - возникает своего рода искусственное "семечко". Оно дает корни и листья, и в результате вырастает цветущий табак.
- Николай Петрович, а какие конкретно задачи стоят сегодня перед генетической инженерией?
- Если детализировать "биолого-инженерные" задачи, то можно определить среди них несколько наиболее существенных: - выделение генов и их структур; - синтез генов химическим или биохимическим путем; - направленная модификация наследственных комплексов под влиянием искусственно созданных условий; - регуляция активности генов; - их копирование; - их перенос в наследственный аппарат других организмов.
Первая из перечисленных мною задач - выделение гена - уже решена сегодня. Можно сказать, что и синтез гена в принципе тоже удался. Успех этот достигнут был в 1970 году, когда индийскому ученому X. Коране удалось "собрать" ген дрожжевой клетки, содержащей всего 77 азотистых оснований.
Такой короткий отрезок ДНК с заданной последовательностью оснований синтезировали химически. Так появился первый ген, созданный человеком.
Конечно, это большой успех, предвещающий начало новой, фантастической эры генетики, однако он несколько меркнет перед сложностью строения генов и их комплексов даже у самых простых форм жизни. Ведь даже у простейших вирусов в состав ДНК входит 5500 азотистых оснований, составляющих приблизительно 17 генов. Что же касается синтеза единицы жизни - клетки, то трудности тут возрастают неимоверно.
Но, как я говорил выше, кроме химического, есть еще и биохимический синтез. Интересные работы в этом направлении проведены группой сотрудников нашего Института общей генетики АН СССР и Института молекулярной биологии и генетики АН СССР. Кратко скажу, как мы решали эту задачу.
Для высших организмов из-за очень сложной организации их наследственного аппарата создание генов пока возможно с помощью только одного вида биохимического синтеза - ферментативного. Ибо сейчас уже открыт и выделен особый фермент - так называемая обратная транскриптаза, синтезирующая ДНК на РНК как на матрице.
Судя по всему, вам это не совсем понятно, поэтому постараюсь пояснить. В клетке присутствует целый набор информационных РНК (и-РНК). Они представляют собой комплементарные копии соответствующих индивидуальных генов. И если одну из таких индивидуальных РНК использовать в качестве матрицы для обратной транскрипции, то ДНК - продукт этой транскрипции будет соответствующим индивидуальным геном.
Таким образом, решение задачи сводится к выделению из клеток индивидуальной информационной РНК (и-РНК). Для этого обычно берут клетки, в которых синтезируется в основном один какой-либо белок. Например, клетки железы шелкопряда вырабатывают преимущественно фибрин шелка, клетки хрусталика глаза - кристалины, ретикулоциты - гемоглобин и т. д. В частности, глобиновая и-РНК была применена в качестве матрицы для синтеза структурных генов, кодирующих в высших организмах первичную структуру соответствующих белков.
Работы по синтезу структурного глобинового гена кролика ведутся в нашем институте не так давно. За это время удалось выделить индивидуальную глобиновую и-РНК. Принципиальные основы методов нам были известны из научной литературы. Однако эти методы удалось существенно изменить и упростить. Так что теперь мы располагаем чистой глобиновой и-РНК в количествах, достаточных для дальнейших исследований.
На выделенной и-РНК как раз и был синтезирован структурный глобиновый ген кролика. В нашей стране такая работа проделана впервые. Теперь перед нами открываются широкие возможности по изучению наследственного аппарата высших организмов.
- Некоторые ученые иногда заявляют, будто человечество как биологический вид клонится к угасанию. Чем же вызван такой пессимистический прогноз?
В книге рассказывается история главного героя, который сталкивается с различными проблемами и препятствиями на протяжении всего своего путешествия. По пути он встречает множество второстепенных персонажей, которые играют важные роли в истории. Благодаря опыту главного героя книга исследует такие темы, как любовь, потеря, надежда и стойкость. По мере того, как главный герой преодолевает свои трудности, он усваивает ценные уроки жизни и растет как личность.
Новая книга профессора Московского университета Г. А. Федорова-Давыдова написана в научно-популярной форме, ярко и увлекательно. Она представляет собой очерки истории денежного дела в античных государствах Средиземноморья, средневековой Западной Европе, странах Востока, на Руси (от первых «златников» и «сребреников» князя Владимира до реформ Петра 1)„ рассказывается здесь также о монетах нового времени; специальный раздел посвящен началу советской монетной чеканки. Автор показывает, что монеты являются интересным и своеобразным историческим источником.
Книга в легкой и доступной форме рассказывает об истории электротехники и немного касается самого начального этапа радиотехники. Автор дает общую картину развития знаний об электричестве, применения этих знаний в промышленности и технике. В книге содержится огромное количество материала, рисующего как древнейшие времена, так и современность с её проблемами науки и техники. В русской литературе — это первая попытка дать читателю систематическое изложение накопленных в течение веков фактов, которые представляют грандиозный путь развития учения об электричестве и его практического применения.
Когда у собеседников темы для разговора оказываются исчерпанными, как правило, они начинают говорить о погоде. Интерес к погоде был свойствен человеку всегда и надо думать, не оставит его и в будущем. Метеорология является одной из древнейших областей знания Книга Пфейфера представляет собой очерк по истории развития метеорологии с момента ее зарождения и до современных исследований земной атмосферы с помощью ракет и спутников. Но, в отличие от многих популярных книг, освещающих эти вопросы, книга Пфейфера обладает большим достоинством — она знакомит читателя с интереснейшими проблемами, которые до сих пор по тем или иным причинам незаслуженно мало затрагиваются в популярной литературе.
Сорняки — самые древние и злостные враги хлебороба. Зеленым пожаром охвачены в настоящее время все земледельческие районы земного шара. В книге рассказывается об истории и удивительной жизненной силе сорных растений, об ожесточенной борьбе земледельца с сорняками и путях победы над грозным противником. - Книга в увлекательной и популярной форме рассказывает о борьбе с самым древним и злостным врагом хлеборобов — сорняками (первое издание — 1981 г). В ней даны сведения об истории и биологии сорняков, об их взаимоотношениях с культурными растениями.
Пчелы гораздо древнее, чем люди: когда 4–5 миллионов лет назад предшественники Homo sapiens встретились с медоносными пчелами, те жили на Земле уже около 5 миллионов лет. Пчелы фигурируют в мифах и легендах Древних Египта, Рима и Греции, Индии и Скандинавии, стран Центральной Америки и Европы. От повседневной работы этих трудолюбивых опылителей зависит жизнь животных и людей. Международная организация The Earthwatch Institute официально объявила пчел самыми важными существами на планете, их вымирание будет означать конец человечества.
Многие традиционные советы о том, как преуспеть в жизни, логичны, обоснованны… и откровенно ошибочны. В своей книге автор собрал невероятные научные факты, объясняющие, от чего на самом деле зависит успех и, что самое главное, как нам с вами его достичь. Для широкого круга читателей.