только там, где на ней нет бусин.
Такие взгляды сохранялись до середины прошлого века. Кстати говоря, даже сейчас в специализированной литературе можно встретить утверждение: «Ген является единицей кроссинговера». Но на самом деле кроссинговер может проходить и внутри генов, разрывая их. Это было доказано в опытах с дрозофилой. Правда, «внутригенный» кроссинговер происходит очень редко, примерно в десять тысяч раз реже обычного.
Не волнуйтесь – гены в результате «внутригенного» кроссинговера не уничтожаются, а всего лишь «обновляются». Как бы ни протекал кроссинговер, на количестве генов в хромосоме он не сказывается. Сколько было «до» – столько же будет и «после». Кроссинговер – честный процесс, никакого «обмана» в его ходе быть не может.
Что важно понимать, когда речь идет о кроссинговере?
Кроссинговер – это процесс комбинации генетического материала, содержащегося в гомологичных хромосомах одной клетки! Ключевые слова «гомологичных» и «одной». Иначе говоря, в ходе кроссинговера происходит рекомбинация конкретного генетического материала одной конкретной клетки. В результате кроссинговера может измениться порядок сцепления генов или даже структура отдельного гена, но эти изменения будут носить гомологичный, схожий, сопоставимый характер, поскольку отданный фрагмент будет замещаться гомологичным фрагментом.
Проведите такой, с позволения сказать, эксперимент.
Возьмите колоду игральных карт (не важно, сколько их там будет – пятьдесят четыре или же тридцать шесть). Перетасуйте колоду и разложите все карты на столе в несколько рядов. Посмотрите на расклад. Затем соберите карты, снова перетасуйте и снова разложите… Сколько бы вы ни повторяли процесс, на столе перед вами будут лежать все те же игральные карты. В различных комбинациях, но те же, те же! Гадательных карт Таро вы на столе не увидите.
То же и с кроссинговером. Кроссинговер «тасует» гены, но не превращает одни гены в другие. Если, к примеру, в темнокожей семье с исключительно темнокожими предками с обеих сторон вдруг рождается белый ребенок, то это явление никак нельзя объяснять кроссинговером. Точно так же, как и рождение темнокожего ребенка в исконно белой семье.
Кроссинговер не создает новых генов, а меняет местами имеющиеся в наличии. Причем меняет местами не как придется, а в строгом порядке – с какого места в одной хромосоме взял, на аналогичное место в другой хромосоме поставил. Только так, и никак иначе. Иначе был бы хаос.
Выше было сказано о том, что кроссинговер наблюдается во время мейоза. Но кроссинговер может наблюдаться и во время митотических делений. Он происходит не при делении как таковом, а в течение интерфазы, во время подготовки клетки к следующему делению. Митотический кроссинговер наблюдали в соматических клетках ряда организмов, в том числе и у человека.
В интерфазе хромосомы не соединяются друг с другом центромерами, но обмену участками это не мешает. Как говорится – было бы желание, а все остальное приложится. А желание у хромосом есть. Их, образно говоря, хлебом не корми – дай участками друг с дружкой махнуться. Хромосомы сближаются местами, склонными к разрыву и меняются участками (гомологичными участками, заметьте!). Или же четыре хромосомы сливаются, образуя крестообразную структуру, которая затем разрывается так, что у каждой хромосомы появляется «новый» фрагмент. Такие «кресты» называются структурами Холидея.
Если обычный мейотический кроссинговер по умолчанию является полезным процессом, то кроссинговер митотический может и приносить пользу, и причинять вред. Полезный митотический кроссинговер создает благоприятные для клетки комбинации генов. Вредный может приводить к перерождению обычной соматической клетки в раковую, склонную к бесконтрольному и ненужному организму размножению. Вообще с точки зрения генетики возникновение раковых опухолей является следствием накопления «ошибок» в геноме.
От кроссинговера следует отличать транслокацию – процесс переноса участка хромосомы на негомологичную хромосому. Транслокация является одной из разновидностей мутации, о которой пойдет речь в следующей главе. Транслокации возникают вследствие ошибок при ликвидации разрыва обоих нитей ДНК (двунитевого разрыва).
Транслокации могут представлять собой взаимный обмен участками между негомологичными хромосомами (в этом случае они называются реципрокными транслокациями) или же слияние двух хромосом с образованием одной (робертсоновские транслокации).
Транслокации обычно не вызывают потери или добавления генетического материала, и поэтому их носители, как правило, имеют нормальный фенотип – внешне транслокации никак не проявляются.
Если кроссинговер представляет собой физиологический, то есть характерный для нормальной жизнедеятельности клетки процесс, то транслокации – процесс патологический, ненормальный. Транслокации, приводящие к потере контроля над клеточным делением, являются причиной развития онкологических заболеваний.
Глава восьмая
Мутации, или не будем полагаться на изменчивый ген…
«Спонтанными» называются мутации, приводящие к появлению понтов.
Мутацией [25] называется стойкое изменение генома, структурная перестройка в гене, приводящая к изменению наследственной информации. Слово «стойкое» означает в данном случае, что это изменение может передаваться потомкам.
Полное современное определение мутации звучит следующим образом: это внезапное качественное изменение структуры ДНК в одном локусе [26] (генная мутация) или изменение числа или микроструктуры хромосом (хромосомная мутация). То есть мутация может затрагивать отдельный ген или же хромосому.
Процесс возникновения мутаций получил название мутагенеза.
Собственно, это все, что нужно знать о мутациях.
Это была шутка. Тема мутаций настолько широка и глубока, что ей можно посвятить отдельную научно-популярную книгу. Но мы ограничимся одной главой.
Знаете ли вы, что именно благодаря мутациям ученые узнали о том, что гены существуют на самом деле, а не являются выдумкой? Точнее, мутации дали ученым возможность обоснованно предположить существование генов, в то время, когда этих самых генов никто и в глаза не видел.
На сегодняшний день известно несколько сотен официально признанных пород собак, а если считать и непризнанные породы, то их число перевалит за тысячу. Самец среднеазиатской овчарки алабай имеет высоту в холке около семидесяти сантиметров и может весить восемьдесят килограмм. А самец чихуа-хуа весит в среднем два с половиной килограмма. Да и по внешнему виду алабай и чихуа-хуа отличаются друг от друга, как небо и земля. Сложно, практически невозможно поверить в то, что эти собаки, а также все другие породы собак произошли от одного общего предка.
Как произошли? А в результате мутаций.
И все виды капусты – от белокочанной до кольраби –
