мало схожи между собой. А вот гибрид ДНК – РНК представляет собой полное и абсолютное совершенство, что свидетельствует об идентичности обеих нуклеиновых кислот – эта РНК от той самой ДНК.
Гибридизация нуклеиновых кислот – безошибочный метод. Молекулы ДНК разных организмов не могут совпасть полностью. Даже в том случае, если образцы ДНК взяты от однояйцевых близнецов, можно найти некоторые различия. Совпадение исключается точно так же, как исключается полное совпадение отпечатков пальцев двух разных людей, в том числе и однояйцевых близнецов.
Теперь вы знаете, что именно делают криминалисты в кино (и в жизни тоже), когда им дают фрагмент ковролина с пятнами крови и просят дать заключение – кто из трех подозреваемых оставил свою кровь на полу. Всего и делов-то, что взять у подозреваемых по капле крови и поставить три несложных опыта. А в конце серии сказать оперативнику или следователю: «Ищите четвертого!»
Помимо гибридизации нуклеиновых кислот, существует еще один «гибридный» метод – метод гибридизации соматических клеток.
Поскольку соматические (неполовые) клетки содержат весь объем генетической информации, с их участием можно проводить различные эксперименты, которые невозможно, или же очень сложно, или же этически неприемлемо проводить на целом организме.
После внедрения в генетику методов исследований с участием соматических клеток человек стал одним из главных экспериментальных объектов – делай с ним (то есть с его клетками) все, что захочется, и никто слова поперек не скажет. Если для эксперимента нужно большое количество клеток, например – лимфоцитов крови, то их выращивают искусственным образом, вне организма, из того количества, которое содержится в одной капле крови. Каплю крови для эксперимента получить несложно, это не три литра. А выращивать клетки вне организма ученые давно научились.
«Стоп! – воскликнут сейчас наиболее вдумчивые и сведущие в медицине читатели. – Тут или ошибка автора, или же автор только что случайно выдал нам одну из главных тайн современности! Если ученые давно научились выращивать клетки вне организма, то почему существуют такие большие проблемы с поиском донорских органов для трансплантации? Некоторые люди годами (годами, без преувеличения!) могут ждать подходящего им органа. Да еще и не факт, что вообще дождутся его… А после пересадки возникает проблема отторжения – организм отвергает пересаженный орган как чужеродный, и пациенту до конца дней своих приходится принимать препараты, подавляющие иммунную систему, ведь именно она борется со всем чужеродным. Так почему бы не избавить людей от лишних страданий? Почему бы не выращивать печень, почку или сердце из клеток пациента и ему же пересаживать? Так же проще, лучше и быстрее… В чем дело? Методика выращивания клеток засекречена? Или же существует мировой заговор трансплантологов?»
Нет ни засекреченности, ни заговора.
Дело в том, что культуры клеток растут вне организма без образования тканей. Тканями называют группы клеток вкупе с межклеточным веществом, имеющие схожее строение и выполняющих схожие функции. Органы образованы сочетанием различных тканей. В организмах животных выделяют следующие виды тканей:
– эпителиальная, или покровная ткань (также называемая эпителием), которая покрывает организм снаружи (верхний слой кожи), выстилает поверхность внутренних органов и внутренние полости, а также входит в состав желез внутренней и внешней секреции (эпителий подразделяется на два вида – покровный и железистый);
– соединительная ткань, играющая вспомогательную роль во всех без исключения, органах, где она выполняет опорную, защитную и питательную (трофическую) функции; соединительная ткань отличается большим разнообразием клеток, к ней относятся кровь и кроветворная ткань, лимфатическая ткань, жировая ткань, костная ткань, хрящевая ткань и др.;
– мышечная ткань, которая может различаться по строению, но все ее виды обладают одной особенностью – способностью к выраженным сокращениям;
– нервная ткань, которая обеспечивает взаимодействие тканей, органов и систем организма и осуществляет их регуляцию; нервные клетки, называемые нейронами, способны воспринимать раздражение и передавать регулирующие (возбуждающие или тормозящие) импульсы.
Можно вырастить вне организма культуру жировых клеток, но они не объединятся в единое целое – жировую соединительную ткань. И клетки печени, выращенные вне организма, не объединятся в ткань, а тем более – в целый орган. Они так и останутся разрозненными клетками.
Но для генетических исследований на клеточном уровне разрозненные клетки подходят превосходно. При помощи слияния друг с другом (гибридизации) соматических клеток организмов, принадлежащих к разным биологическим видам, генетики определяют местонахождение конкретного гена на хромосоме. Такое слияние достигается с помощью специальных вирусов, изменяющих свойства клеточных мембран, а проще говоря – разрушающих их, но не полностью, а фрагментарно. Полное разрушение мембраны приводит к гибели клетки.
Суть этого метода заключается в том, что у межвидовых гибридов соматических клеток в процессе размножения происходит утрата хромосом преимущественно одного из биологических видов (только одного!), – и утрата эта носит случайный характер. В результате клоны (клетки-потомки) содержат оставшиеся хромосомы в разнообразных сочетаниях. Анализ клонов, содержащих различные наборы исследуемых хромосом, позволяет локализовать ген на хромосоме.
Сказать проще? Посредством метода соматической гибридизации из генетического материала клетки (генотипа) выделяются отдельные хромосомы или фрагменты хромосом, доступные для изучения при помощи маркеров [15].
Да – это выделение идет в случайном порядке, но тем не менее метод пригоден для использования, поскольку позволяет «просеять» хромосомы, выделить из общей массы одну хромосому или ее фрагмент, удобный для изучения.
Соматические клетки обладают высокой совместимостью. Настолько высокой, что гибриды могут быть получены не только между клетками разных видов, родов, семейств, но даже классов, например – человека и комара. Но обычно для гибридизации с клетками человека используют соматические клетки грызунов, чаще всего – мышей.
Самым масштабным методом генетического анализа является популяционный (популяционно-генетический) метод исследования, изучающий распространенность генов и генотипов в пределах популяций и выявляющий генетические различия между разными популяциями. В медицинской генетике существует специальный раздел, изучающий распространенность наследственных заболеваний в популяциях. Этот раздел называется популяционной генетикой или же, если сложнее и точнее, то популяционной геногеографией наследственных болезней. Термин «геногеография» вряд ли нуждается в расшифровке, из названия ясно, о чем идет речь.
Популяционной генетике мы посвятим отдельную главу – двенадцатую. А сейчас, в завершение этой главы, рассмотрим еще один метод генетического анализа, назвать который сможет, пожалуй, любой из читателей этой книги. Этот метод присутствует практически во всех науках. Он является наиболее универсальным из всех универсальных методов исследования и самым древним. Его применяли еще первобытные люди. Увидит группа охотников трепетную первобытную лань
