Ген. Очень личная история. Сиддхартха Мукерджи. Саммари

Теория естественного отбора Дарвина, опубликованная в 1859 году, бросила вызов традиционным представлениям о постоянстве видов и стала важным шагом к пониманию эволюции. Однако в то время у Дарвина не хватало понимания механизмов наследственности, важного кусочка пазла в теории эволюции. Он не знал о работе Менделя, хотя, как считает Мукерджи, был близок к тому, чтобы прочесть ее: оставив пометки в книге с опубликованным трудом Менделя, он мистически пропустил его. Кто знает, задается вопросом Мукерджи, что было бы, свяжи кто-то две теории между собой тогда?

Несмотря на запоздалое признание, законы Менделя в итоге были заново открыты и признаны учеными в 1900 году. Большую роль в этом сыграл английский биолог Уильям Бейтсон, который поставил перед собой задачу сделать так, чтобы Мендель и его законы никогда больше не были забыты. В 1905 году Бейтсон ввел термин «генетика», в 1909-м Вильгельм Йохансен ввел термин «ген» для обозначения единиц наследования Менделя. Эра генетики наступила.

1900–1950 годы. Повелитель мух, или Хромосомная теория наследственности

На заре XX века существование «единиц наследственности» постепенно становились общепризнанным, но никто не имел представления о том, что же такое ген. Как он устроен, где находится, как действует? Ген – носитель наследственной информации – пока был всего лишь абстракцией.

К тому времени ученые уже предполагали, что гены, скорее всего, находятся на так называемых хромосомах, – они увидели, что половая принадлежность связана с наличием Y-хромосомы. Экспериментально доказал эти предположения генетик Томас Морган. Он и его команда скрещивали тысячи плодовых мух Drosophila melanogaster, тщательно изучая наследование десятков признаков и мутаций. Морган показал, что многие признаки наследуются вместе – сцепленно, – а значит, физически находятся вместе на хромосомах. Это заложило основу хромосомной теории наследственности. В начале XX века комната мух в Колумбийском университете стала эпицентром генетики.

White (белые глаза) – первая известная сцепленная с полом мутация. Морган увидел, что ее наследование не подчиняется законам Менделя. При скрещивании белоглазого самца (XY) и красноглазых самок (XX) в следующих двух поколениях белоглазость проявляется только у самцов. Это связано с тем, что у самок две Х-хромосомы, поэтому одна доминантная аллель в течение двух поколений скрывает мутацию. Однако у самцов только одна Х-хромосома, поэтому, если они унаследуют мутировавшую Х-хромосому, признак белоглазости у них проявится. Это позволило предположить, что ген цвета глаз расположен в Х-хромосоме.

К 1940 годам белки и нуклеиновые кислоты были идентифицированы как основные компоненты хромосом – причем первоначально считалось, что именно белки несут наследственную информацию. Многофункциональные и универсальные, белки были рабочими лошадками биохимического мира. Нуклеиновые кислоты – ДНК и РНК – считались простой (всего пять нуклеотидов против 20 с лишним белковых аминокислот) и «глупой» молекулой.

Однако дальнейшие эксперименты Освальда Эйвери подтвердили, что нуклеиновые кислоты, а именно ДНК, ответственны за передачу генетической информации. «Глупая» молекула ДНК вдруг оказалась в центре внимания генетиков. Определить ее структуру теперь означало разгадать код жизни.

1950-е годы. Элементарно, Уотсон! Молекулярная основа наследственности: структура двойной спирали

Биофизик Морис Уилкинс поставил задачу разрешить трехмерную структуру ДНК с помощью рентгенографии. В 1950 году к нему присоединилась Розалинд Франклин. Вскоре она смогла добиться рентгеновских снимков ДНК высокой четкости; постепенно Франклин пришла к выводу, что ДНК может иметь структуру двойной спирали, и приступила к написанию своей работы.