Вскоре после того, как были переоткрыты законы Менделя и началось бурное развитие генетики, ученые начали задаваться вопросом: а где хранятся те самые таинственные наслед­ственные задатки или гены? Понятно, что для ответа на этот вопрос мало было проводить бес­численные скрещивания растений и живот­ных — нужно было искать где-то «внутри» ор­ганизмов. Первым и единственным кандида­том на роль хранителя генов была клетка.

Любому школьнику знакома фраза: «Все живое состоит из клеток». Клетки были откры­ты еще в 1665 году английским физиком Ро­бертом Гуком. Но только через полтора столе­тия, в начале XIX века, в науке окончательно утвердилась клеточная теория, одно из основ­ных понятий которой как раз и гласит, что все живые организмы состоят из клеток. Клетка — это самая маленькая живая единица, основной «кирпичик» всего живого: от микроскопичес­ких бактерий до высших растений, животных и человека. Некоторые организмы, такие как бактерии, некоторые водоросли, инфузории и другие простейшие, состоят всего лишь из од­ной клетки — весь их организм заключен в од­ну эту клетку.

С другой стороны, высшие рас­тения и животные включают в себя огромное количество отдельных «кирпичиков» — орга­низм человека, например, состоит примерно из 3 000 000 000 000 клеток. Клетки объсдиняют- ся в ткани и органы (например, сердце, мозг, легкие и т.п.)- В сложном многоклеточном ор­ганизме каждая клеточка выполняет свою соб­ственную работу: одни вырабатывают необхо­димые вещества, другие составляют скелет или отвечают за связь (например, нервные клетки), на каких-то клетках лежит ответственность за защиту организма (например, белые кровяные тельца или стрекательные клетки медузы).

Итак, с самого начала биологам было ясно, что менделевские наследственные задатки или гены хранятся где-то внутри клеток. Но где? Здесь нужно опять ненадолго обратиться к ис­тории науки. В 1833 году английский ботаник Роберт Броун открыл существование клеточно­го ядра. Броун в те годы интересовался строе­нием и развитием тропических растений — ор­хидей. Он делал тончайшие срезы этих расте­ний и исследовал их под микроскопом. В клет­ках орхидей ученый заметил какие-то стран­ные, никем еще не описанные шаровидные структуры. Не раз пришлось повторять все сна­чала: новые растения, новые срезы, но резуль­тат один — в клетке находится какой-то «шар». 

Броун сообщает о своей находке и называет эту клеточную структуру ядром. Вскоре ученым удалось доказать, что ядро — необходимая со­ставная часть клеток всех организмов. Так как ядро присутствует во всех клетках, именно его ученые довольно быстро начали «подозревать» в хранении генов. Но одно дело подозревать, другое — доказать. Конечно, к настоящему времени таких доказательств получено вели­кое множество, но мы познакомимся только с самыми оригинальными из них.

Есть такая водоросль — ацетобулярия. Те­ло ее одноклеточное, но сама клетка гигант­ских размеров. По форме эта водоросль напо­минает грибок: у нее есть шляпка-зонтик и ножка-стебелек, достигающая в длину не­скольких сантиметров. Ацетобулярия ничем не «проявляла себя», пока немецкий ученый Геммерлинг не решил воспользоваться ею, чтобы подробнее узнать о значении составных частей клетки в ее жизни. Исследователь об­ратил внимание на то, что у ацетобулярии яд­ро располагается в нижней части ножки, а шляпка содержит только цитоплазму. Он раз­резал ножку водоросли и получил отдельно шляпку и отдельно ножку с отростками и яд­ром. А дальше произошло самое важное. Шляпка, не содержащая ядра, вскоре погиб­ла. А ножка, в которой осталось ядро, преспо­койно жила и даже образовала новую шляпку. Повторные операции не изменили резуль­тата. Части водоросли, обладавшие ядром, могли восстанавливаться в целый организм, а безъядерные погибали. Так Геммерлинг дока­зал, что ядро играет колоссальную роль в жизни клеток.

Второй пример еще более показателен. Рос­сийский ученый Б. Л. Астауров решил узнать, что определяет развитие клетки — ядро или ци­топлазма. Для этого нужно было подействовать на ядро, не задевая цитоплазму, или наоборот, и тогда сами ядро и цитоплазма «ответят», кто из них важнее для развития клетки. Объектом исследований ученого была бабочка — шелко­пряд. Астауров пытался получить потомство, которое было бы результатом оплодотворения не женского, а мужского ядра другим... муж­ским ядром. Вместо женского ядра исследова­тель подставил мужское ядро, а оплодотворить его пытался другим мужским ядром. Потомст­во, имеющее двух отцов и ни одной матери?! Та­кого не может быть! Тем не менее, Астаурову это удалось. Он сумел решить, казалось бы, нераз­решимую задачу — подействовал на материн­скую яйцеклетку так, чтобы разрушить ее яд­ро, а на его место ввести два неповрежденных ядра мужских клеток — спермиев. Одно муж­ское ядро занимало место убитого ядра яйце­клетки, а другое оплодотворяло его.

Для экспериментов ученый взял два вида шелкопряда, заметно отличающихся друг от друга. Скрестил самку одного вида с самцом другого вида. Через некоторое время после оп­лодотворения исследователь начал нагревать яйцеклетку — женское ядро при этом погиба­ло, а два мужских ядра, проникших внутрь яйцеклетки, сливались между собой. Итак, внутри яйцеклетки, в цитоплазме, целиком принадлежащей материнскому организму, происходит «оплодотворение» одного мужского ядра другим, точно таким же мужским ядром. Чьи признаки у потомков станут гла­венствующими от такого скрещивания — ци­топлазмы или ядра?

Ответ был получен. Развившиеся взрослые шелкопряды обладали только отцовскими признаками — признаками, привнесенными ядрами мужских клеток. Несмотря на то, что объем цитоплазмы в тысячи раз превышал объем ядра, она тем не менее не смогла побо­роть влияния маленького ядра. Вся генетиче­ская информация, присущая тому виду шел­копряда, у которого взяли сперматозоиды, была целиком передана потомкам.

Яндекс.Метрика Top.Mail.Ru