Теория гена

В какой связи находятся описанные факты и их толкование с так называемой генной теорией наследственности? Изложим ее основные положения. Сто лет назад Грегор Мендель опубликовал результаты своих опытов по скрещиванию. Эти опыты показали, как организмы, отличающиеся по одному или нескольким признакам, ведут себя в наследственном отношении при постоянных условиях внешней среды. При этом на основании исследованных данных были получены три закона Менделя. Согласно первому из них, родительские особи «чистой линии», отличающиеся друг от друга но одному признаку, дают потомство, которое в нервом поколении является единообразным по внешности. Второй закон говорит, что в следующем поколении происходит «расщепление» признаков в статистически определенном числовом отношении. Появляющиеся при этом организмы в случае так называемого доминантно-рецессивного хода наследственности походят на одного или другого из своих прародителей. В случае промежуточного (трансгрессивного) хода наследственности они отчасти походят на «дедов», отчасти же — на особи первого поколения, причем в этом случае их свойства занимают середину между свойствами родителей. Если, наконец, будут скрещены друг с другом особи второго поколения — причем однотипные особи друг с другом, — то доминантные или промежуточные особи расщепляются далее по статистическим законам. Третий закон Менделя учит о независимости процесса наследования различных свойств и их свободном комбинировании.

Третий закон Менделю пришлось изменить, так как выяснилось, что некоторые признаки являются наследственно сцепленными. И эту поправку в свою очередь пришлось ограничить, а именно — оказалось, что указанная сцепленность претерпевает нарушения, поддающиеся статистическому учету. Какое объяснение получают законы Менделя и их только что упомянутые исключения? Согласно теории Менделя и его последователей, сдельные «расходящиеся признаки» проявляют себя как особые единицы. Чтобы объяснить анатомически-физиологическую причину этой скрытой и изолированной особенности наследственного процесса, была выдвинута так называемая хромосомная теория наследственности. Хромосомы являются относительно сильно окрашивающимися нитевидными, палочковидпыми или крючковидными образованиями, которые можно установить в клеточном ядре в его определенные фазы развития. Они рассматривались как отдельные носители группы наследственных факторов. Старая хромосомная теория заявляла, что хромосомы являются исключительно носителями наследственности. Внутри хромосом позднее были открыты содержащие тимонуклеиновую кислоту и как бы нанизанные друг на друга узелки, которые были названы хромомерами. Их рассматривали как место сосредоточения более мелких групп наследственных факторов. При этом считали, что каждый хромомер может нести в себе целый ряд таких факторов. Современные исследования показывают, что хромосомы состоят из «матрицы» и «основного вещества». Последнее слагается из нитевидной дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) и молекул протеина; из «субфибрилл», которые спирально связаны в более сложные образования (хроматиды). На основе описанных факторов и предположений Томасом Г. Морганом (1855—1945) и его последователями была разработана генная теория. Согласно этой теории, ген является активным макромолекулярным физическим образованием — пучком идентичных отрезков нитевидной микромолекулы — и воплощением одного единственного фактора наследственности. Многими исследователями гены понимаются как чистая нуклеиновая кислота (ДИК), функция которой состоит в образовании ферментных составных элементов или в связывании протеинов. «Однако есть много экспериментальных доказательств того что синтез протеинов может произойти и при отсутствии ДНК и что он, пожалуй, в значительной мере представляет собой цитоплазматическое явление» И (Так, например, бельгиец Ж. Брапш доказал, что части водоросли сохраняют способность производить синтез протеинов без ядра и ДНК.) Отождествление гена с ДНК является, следовательно, недоказанным предположением и не подкрепляется экспериментальными данными. Описанный в законах Менделя процесс передачи наследственных свойств поясняется микроскопическими наблюдениям за делением клеточного ядра или хромосом. Исследованные с этом отношении организмы обнаруживают специфическое для данного вида число хромосом в большей части своих клеток (но далеко не во всех). Например, ядра в клетках ткани человека имеют 46 хромосом, а не 48, как считалось до недавнего времени. В промежуток времени между двумя делениями ядра (митоз) происходит естественное продольное расщепление хромосом. В сущности говоря, это не расщепление, а удвоение числа хромосом. Удвояющаяся хромосома в конце интерфазы строит по всей своей длине соответствующий «редупликант» из содержащихся вокруг нее веществ. Это удалось установить у хромосом, меченых радиоактивным тритием. Возникшие таким путем парные дочерние хромосомы равномерно распределяются по образующимся дочерним клеткам. При половом размножении наборы хромосом, находящиеся внутри клеток в двойном наборе (геномы), сокращаются в числе до одного набора в результате отсутствия продольного расщепления при созревании половых клеток (редукционное деление, или мейоз). При соединении двух «редуцированных» половых клеток образуется оплодотворенная яйцеклетка с полным числом хромосом. Так хромосомная теория объясняет постоянство наследственных свойств удвоением пли наследственной передачей генов, которые содержатся в хромосомах. Согласно теории генов, наследственные фак