Еще на заре развития генетики, в 1908 го­ду, один из первооткрывателей законов Менде­ля, немецкий ученый К.Корренс обнаружил, как ему тогда показалось, интересное исклю­чение из законов Менделя. Исследователь скрещивал между собой уже знакомые нам растения ночной красавицы. Для опытов он брал растения с обычными зелеными листья­ми и с пятнистыми, у которых на зеленом фо­не имелись большие белые пятна. Корренс опылил пыльцой «нормальной» ночной кра­савицы цветки пестролистного растения. Из образовавшихся семян выросли молодые ноч­ные красавицы с пестрыми листьями.

Вы мо­жете спросить, в чем же здесь противоречие законам Менделя? Ведь все гибридное потом­ство, как ему и полагается, было абсолютно одинаковым. Оказалось, что не все так просто: когда Корренс «поменял растения местами», то есть опылил пыльцой пестролистного рас­тения цветки «нормального» зеленого — все потомство оказалось зеленолистным. А это уже противоречит всем законам генетики! Более того, когда Корренс опылил пестроли­стные гибриды первого поколения пыльцой зеленых растений, все потомки опять оказа­лись пестролистными — никакого расщепле­ния признаков не произощло.

Но как же объяснить такое странное «по­ведение» ночной красавицы? Ведь не может быть, чтобы законы генетики не распростра­нялись на это растение. Решение загадки на­шлось довольно быстро. Все дело в том, что за зеленый цвет у растений отвечает особое ве­щество — хлорофилл. А «хранится» хлоро­филл внутри клеток в специальных образова­ниях — хлоропластах. Когда ученые начали изучать содержимое хлоропластов, оказалось, что помимо хлорофилла в них находится еще и ... ДНК! Это было настоящим от­крытием — ведь всегда считалось, что ДНК хра­нится только в ядрах кле­ток. А раз ДНК есть в хло- ропластах, значит, в них есть свои собственные ге­ны, в том числе и гены, ко­торые отвечают за образо­вание зеленого красящего вещества — хлорофилла. Теперь все стало на свои ме­ста. Ведь хлоропласты пе­редаются исключительно по «материнской» линии — «отцовская» пыльца при­носит только ядра клеток.

Через тридцать лет после опытов Корренса было обнаружено еще одно очень интерес­ное исключение из законов Менделя. На этот раз объектом внимания ученых стали не рас­тения, а обычные пекарские дрожжи — одно­клеточные грибы, известные каждой домохо­зяйке. Как и большинство других грибов, дрожжи размножаются, образуя споры — мелкие клетки, которые содержат хромосом в два раза меньше, чем материнская клетка. Ученые скрещивали между собой две формы дрожжей: первые могли дышать кислородом, они образовывали крупные колонии на любом органическом веществе; у вторых способность к дыханию отсутствовала, поэтому их коло­нии были более мелкие и развивались лишь на некоторых веществах (например, на глю­козе). Все гибридные грибки давали крупные колонии, что говорило о том, что они унасле­довали способность к дыханию. Казалось бы, все понятно: способность к дыханию у дрож­жей — доминантный признак, отсутствие та­кой способности — рецессивный; гетерози­готные гибриды первого поколения несут оба гена, поэтому они могут дышать. Однако дальнейшие наблюдения за подопытными дрожжами показали, что все гораздо интерес­нее. Но прежде чем познакомиться с продолжением этого опыта, нам необходимо разо­браться в том, как же размножаются дрожжи.

Давайте сначала вспомним, как воспроиз­водят себя «обычные», всем известные «шля­почные» грибы. Наверняка все вы встречали похожие на небольшие белые или коричневые мячики грибы — дождевики, которые в наро­де часто называют «дедушкин табак». Такое название объясняется очень просто: если на­ступить на «созревший» дождевик, его тонкая оболочка лопается и наружу вырывается гус­тое коричневое облачко, напоминающее та­бачную пыль. Это споры — мельчайшие, лег­ко разносимые ветром клетки, с помощью ко­торых размножается дождевик. Споры обра­зуются у большинства грибов — белых, подо­синовиков, шампиньонов, лисичек. Есть спо­ры и у дрожжей — ведь дрожжи, хоть и од­ноклеточные, но все же, грибы. Спора отлича­ется от материнской клетки тем, что содер­жит в два раза меньше хромосом, причем од­на дрожжевая клетка образует сразу четыре такие споры. Значит, если дрожжевая клетка несет две формы какого-нибудь гена (напри­мер гена, отвечающего за способность ды­шать), две споры должны получить одну из форм, а две — другую. В нашем случае при размножении гибридной дрожжевой клетки половина ее потомков должна была обладать способностью к дыханию, а другая половина — нет. Но это только в теории. На самом деле оказалось, что все потомство гибридной клет­ки могло дышать — никакого расщепления признака не было. Не правда ли, очень похо­же на наследование пестролистности у ночной красавицы? Мы выяснили, что у ночной кра­савицы за такое наследование отвечали гены хлоропластов. Но ведь дрожжи — это не рас­тения, у них нет и не может быть никаких хлоропластов. Зато в их клетках (как и в клетках подавляющего большинства других живых организмов, включая и человека) есть другие органеллы, которые ученые называют митохондриями. Митохондрии — это своеоб­разные «энергетические станции» клеток, в них поступающие с пищей питательные веще­ства «сгорают» (а для этого нужен кислород, потребляемый при дыхании), выделяя столь необходимую организму энергию. Вы, наверное, уже до­гадались, что в мито­хондриях также обна­ружили ДНК. Эта ДНК (ученые называ­ют ее митохондриальной ДНК) содержит гены, в том числе и гены, отвечающие за дыхание клеток.

Теперь понятно, почему все потомство ги­бридных дрожжей могло дышать — митохон­дрии (а значит и гены митохондрий) не под­чиняются закономерностям Менделя, они по­ровну распределились между четырьмя клетками-спорами. Это у дрожжей. А у высших организмов (в том числе и у человека) мито­хондрии передаются только по материнской линии.

Яндекс.Метрика Top.Mail.Ru