Шрифт:
Перейдем к более точному определению.
Генетика – это наука о наследственности. Она объясняет механизмы воплощения в жизнь информации, которую организм получил от родителей и передаст своим детям. Именно генетика может объяснить, почему в семьях некоторых маглов рождаются волшебники. Скорее всего, дело в изменчивости – способности детей приобретать признаки, отличающие их от родителей.
Наследственность и изменчивость связаны. Мы похожи на своих родителей, но не на 100 % и отличаемся от них именно благодаря изменчивости. Одна из ее причин – мутации. Есть ли существа, у которых изменчивости нет? Конечно! Например, растения, которые размножаются отростками. Можно сказать, что они клоны.
Организмы передают наследственную информацию своим потомкам через молекулы ДНК. Вирусы могут использовать для этого и РНК, но об этом чуть позже. Молекулы ДНК и РНК – предмет изучения ученых-генетиков. ДНК – краткое название дезоксирибонуклеиновой кислоты. (Нет, это не грозное заклинание, можно спокойно произнести вслух – и никто не пострадает.) ДНК находится внутри ядра каждой из твоих клеток, кроме эритроцитов.
< image l:href="#"/>Эритроциты – это клетки крови, которые доставляют кислород в разные ткани организма и забирают оттуда углекислый газ. Тканями называют группы клеток, похожих друг на друга по строению и с одинаковыми функциями, например мышцы или кожу. В эритроцитах нет ядер. Так остается больше свободного пространства, чтобы транспортировать молекулы газа. Так что конструкция у эритроцита упрощенная – ради вместительности.
О вирусах мы расскажем подробнее в разделе «Вирусы: гены и белки – в них вся жизнь».
Если сравнивать клетку с домом, то ДНК мы найдем в библиотеке, где размещается семейный архив. В ней хранятся сведения о том, каким должен быть организм. Там же – рекомендации, инструкции, по которым работают гены. Все эти знания имеют огромную ценность. Потому-то ДНК и хранится в отдельной «комнате» – так надежнее. «Помещения» внутри клетки, то есть ее составные части, называют органеллами (или органоидами). Органелла, в которой находится ДНК, – это ядро.
У бактерий ядра нет. ДНК свободно лежит в клетке между другими органеллами, в специальном месте – нуклеоиде.
О том, как устроен геном бактерий, рассказываем больше в разделе «Бактерии: самый древний геном».
Есть еще РНК – рибонуклеиновая кислота (выговорить уже проще, правда?). Она немного отличается от ДНК по строению, но также хранит в себе информацию о том, каким должен быть организм. Ученым известно много вирусов, у которых геном представлен рибонуклеиновой кислотой.
НИКОЛАЙ КОНСТАНТИНОВИЧ КОЛЬЦОВ
Где именно находится информация, которая отвечает за наследование признаков, ученые начали выяснять в конце XIX – начале XX века. Технологии того времени не позволяли дать точный ответ: сложные эксперименты были невозможны. Биолог Николай Константинович Кольцов в 1927 году предположил, что существует молекула, отвечающая за наследственность. Правда, думал он о белках, а не о ДНК и РНК. А в 1916 году он же говорил, что мутации могут возникать из-за воздействия рентгеновских лучей. Его идеи подтвердились только через десять лет! Это позволило изучать влияние мутаций на разные признаки и приступить к исследованию ДНК.
Вся информация об организме зашифрована в ДНК в виде четырехбуквенного кода. Конечно, это не настоящие печатные буквы, а химические соединения. Если точнее – азотистые основания. В ДНК их четыре: аденин (А), тимин (Т), гуанин (Г) и цитозин (Ц). К азотистому основанию друг за другом цепляются моносахарид (это такой углевод, самый простой из сахарoв) и остаток фосфорной кислоты. И тогда получается нуклеотид. Из нуклеотидов и построена ДНК. Они соединяются в цепочки: образуют последовательность. Это своего рода алфавит генома.
Внутри этой бесконечной последовательности букв удалось выявить закономерности. Это произошло, когда «язык» ДНК расшифровали и смогли читать то, что на нем написано. Знание основ молекулярной биологии, а потом и методы биоинформатики помогли ученым обозначить отдельные участки, которые кодируют белки – основу жизни.
«Язык» ДНК работает так: каждые три буквы генетического кода (то есть каждые три нуклеотида) обозначают аминокислоту. Назовем их словами.