Генетика на пальцах

Генная карта позволяет создавать клеточные модели для экспериментального изучения различных заболеваний, причем эти модели будут абсолютно точными. Даже не зная всех аспектов клинических исследований нового лекарственного препарата, можно понять, насколько исследования с участием людей сложнее, дороже (а зачастую и длительнее), чем исследования, производимые на клетках. А еще на основе генных карт можно будет создавать полноценные компьютерные модели для экспериментов.

Существует такой цитогенетический метод картирования генов, как рестрикционное[86] картирование. Суть его заключается в использовании ферментов-рестриктаз, которые нарезают молекулы ДНК на различные фрагменты. Рестриктазы – «умные» ферменты. Они способны распознавать определенные последовательности нуклеотидов, то есть выбирать определенный участок ДНК и расщеплять нуклеотидную цепь как внутри этого участка, так и рядом с ним.

На основании свойств используемых рестриктаз и анализа нарезанных ими фрагментов молекул ДНК генетики создают так называемые рестрикционные карты, на которых отмечают расположение участков, вырезанных различными рестриктазами, относительно друг друга. Затем рестрикционную карту сравнивают с генетической картой и при необходимости вносят в последнюю уточнения. Этот уточняющий процесс можно сравнить с коррекцией географических карт на основании данных спутниковой фотосъемки.

Вот вам вопрос, предпоследний в этой книге: могут ли генетические карты быть полезными в исследованиях эволюционного процесса? Ответ на этот вопрос вы найдете в конце главы.

И в завершение немного очевидного, кажущегося невероятным. Молекулы ДНК представляют собой системы хранения информации, причем с помощью нуклеотидов можно записывать не только наследственную, но и любую другую информацию. В 2016 году сотрудники компании Microsoft, совместно с сотрудниками Вашингтонского университета, приспособили молекулу ДНК для записи цифровой информации, для чего им пришлось «перевести» нуклеотидный код в аналог цифрового, представляющего собой последовательность единиц и нолей. Впервые в истории на молекулу ДНК была записана информация объемом 200 мегабайт. А в 2017 году генетики из американской компании Twist Bioscience записали на молекулу ДНК две музыкальные композиции. Дело тут не в преимуществах молекулы ДНК как носителя информации (вполне возможно, что никакими подобными преимуществами молекулы нуклеиновых кислот не обладают), а в совершенствовании возможностей генетики.

Кстати говоря, редактирование генома живого человека – это уже не фантастика, а реальность, пока еще не ставшая повседневностью. Такой же, пока еще не повседневной реальностью, стало вырезание из ДНК организмов-хозяев фрагментов ДНК вируса иммунодефицита человека (вспомните, что он относится к ретровирусам, обладающим способностью обратной транскрипции). На людях подобные эксперименты пока еще не проводились, но лабораторных мышей от вирусных генов удалось избавить успешно. Редактирование генома – первоочередная задача генетиков.

ОТВЕТ НА ВОПРОС. Конечно же могут! Сравнивая генетические карты различных организмов, можно делать выводы о том, кто от кого произошел, и не только эти выводы.

Глава 20

Экологическая генетика

Экологической генетикой называется пограничная наука, исследующая взаимосвязь генетических процессов и экологических отношений. Нельзя жить в среде и никак не взаимодействовать с ней и с теми, кто вас окружает. Вы с этим согласны?

Связь экологии с химией, физикой или, скажем, биологией ясна и никаких вопросов не вызывает. Химики изучают экологические факторы химической природы, физики – физической, а биология вообще является фундаментом для экологии. Но ясно ли вам, чем конкретно занимается экологическая генетика?

Экологическая генетика изучает влияние окружающей среды на генетический аппарат и то, как наследственность изменяет реакцию организмов на действие внешних факторов. Экологическая генетика как наука начала развиваться в семидесятых годах прошлого века из фармакологической генетики, исследующей наследственные различия в реакции людей на фармацевтические препараты. Фармацевтические препараты – это всего лишь одна из категорий внешних факторов, действующих на человека. Если наследственность обуславливает разную реакцию людей на одни и те же лекарства, следовательно, она будет обуславливать разную реакцию и на прочие факторы, верно?