На страницах любой книги по генетике, в том числе и этой, вы неоднократно встретите такие слова, как «наследственность», «наслед­ственная информация», «гены». Казалось бы, в них нет ничего сложного: наследственная ин­формация — это то, что передается от родите­лей детям по наследству. В уже знакомых нам опытах Менделя по наследству передавалась информация о признаках гороха — желтые у него семена или зеленые, гладкие или морщи­нистые, высокие растения или низкие. Но, как и любая другая, наследственная информация должна быть где-то записана.

Человек изобрел множество различных способов записи инфор­мации — на бумаге с помощью букв, на магни­тофонной пленке, на лазерном диске или в компьютерной карте памяти. Понятно, что ни один из этих способов записи информации жи­вым организмам не подходит — значит, в при­роде существует какой-то свой, еще не извест­ный нам способ. Это, во-первых. А во-вторых, должен быть какой-то «язык» наследственнос­ти, на котором в наших клетках и записана вся наследственная информация.

Более ста лет назад австрийский химик Мишер исследовал действие пепсина на клет­ки животных. Пепсин — это пищеваритель­ный фермент, который выделяется клетками желудка у большинства животных. Как изве­стно, пищеварительные ферменты нужны ор­ганизму для переваривания пищи, причем каждый фермент действует только на «свои» питательные вещества — белки, жиры или углеводы. Пепсин — это фермент, благодаря которому белки, попавшие в наш желудок, расщепляются на составные части — амино­кислоты. Теперь становится понятным дейст­вие пепсина на живые клетки: большая часть клеток попросту растворялась, так как основ­ной «строительный материал» всех клеток — это белки. Именно этот процесс и наблюдал Мишер. Но, к его удивлению, при почти пол­ном разрушении клеток их ядра остались не­тронутыми. Мишер совершенно справедливо заключил, что ядра состоят из какого-то дру­гого, нежели белки, вещества, раз пепсин не разрушает их. Но тогда неплохо было бы уз­нать, что же входит в состав ядер?

Ученому пришлось многократно повто­рить опыты с пепсином, чтобы скопить такое количество «голых» ядер, которого хватило бы для химического анализа содержимого. После очень долгой работы Мишеру удалось накопить достаточно «загадочного» вещества (ученый назвал его нуклеином) для детально­го химического анализа. Ученый сумел опре­делить, что в состав нуклеина входит очень сложная кислота, которая получила название нуклеиновой кислоты.

И сам Мишер, и его многочисленные после­дователи принялись искать нуклеиновую кис­лоту в составе ядер самых разнообразных ор­ганизмов. Поразительная картина открылась перед учеными: не было ни одного растения, ни одного животного, в ядрах которых не со­держалось бы нуклеиновой кислоты. Но вмес­те с тем, только ядром и ограничивалось рас­пространение этого соединения.

Итак, к концу XIX столетия ученые выяс­нили, что в ядрах всех клеток содержится осо­бое вещество — нуклеиновая кислота. Но в то время еще невозможно было раскрыть все за­гадки строения нуклеиновых кислот, поэтому интерес к ним начал понемногу угасать. Лишь . к середине XX века исследователям удалось точно установить, что такое нуклеиновые кис­лоты и какую роль они играют в хранении и передаче наследственной информации. По­пробуем разобраться в этом и мы.

Прежде всего, в живых организмах встреча­ются два разных вида нуклеиновых кислот — рибонуклеиновая (РНК) и дезоксирибонуклеиновая (ДНК). Ученые выяснили, что в состав хромосом входит только одна из них — ДНК; значит, именно в молекулах ДНК «записана» наследственная информация. Очень скоро стало понятно, что молекулы ДНК — это од­ни из самых больших и сложных молекул, встречающихся в природе. Достаточно ска­зать, что масса только одной (причем не самой крупной) молекулы ДНК может превосходить массу молекулы, например, воды, в сотни миллионов раз! Понятно, что исследовать структуру таких гигантских молекул очень и очень сложно.

Тем не менее, в 1953 году двое ученых — Уотсон и Крик — создали модель молекулы ДНК, за что им в скором времени была присуждена Нобелевская премия. Итак, молекула ДНК — это две очень длинные це­почки, закрученные в спираль. Каждая цепочка состоит из отдельных звеньев, которые называются нуклеотиды. А каждый нуклеотид, в свою очередь, состоит из трех относи­тельно простых веществ: сахара-дезоксирибозы, фосфорной кислоты и особого химическо­го вещества, которое ученые называют азоти­стым основанием. Если сахар и фосфорная кислота во всех нуклеотидах всегда одинако­вые, то азотистых оснований в ДНК встреча­ется четыре разных вида (обычно их обознача­ют первыми буквами названий): аденин (А), гуанин (Г), тимин (Т) и цитозин (Ц). Самое важное, что нуклеотиды в двух цепочках ДНК располагаются не беспорядочно, а подчиняясь строгой закономерности, которую ученые на­зывают принципом копмлементарности: на­против аденина (А) одной цепочки всегда рас­полагается тимин (Т) другой цепочки, а напро­тив гуанина (Г) всегда находится цитозин (Ц).

Хотя существует всего лишь четыре вида нук­леотидов, повторяться внутри ДНК они могут бесчисленное количество раз: 23 молекулы ДНК человека, например, содержат в себе бо­лее 3 миллиардов пар нуклеотидов!

Яндекс.Метрика Top.Mail.Ru