Генетика і генетична Інформція.

Ймовірно ще в глибокій дрвності людина стала помічати, що потомствозазвичай буває схоже на батьків. Вже тоді люди намагалися отримувати,наприклад, телят від самої удойной корови, сіяти насіння рослин, які далисамий високий урожай.

Люди розуміли, що в нащадках поєднуються ознаки предків. Алезакономірності, за якими ті чи інші ознаки передаються потомствузалишалося таємницею.

Серед вчених XIX століття міцно утвердилася думка: "Закон спадковостіполягає тільки в тому, що нікокого закону спадковості немає ".
Похитнути устоявшеесе переконання першого зважився Грегор Іоан мендаль, чернецьі ботанік-любитель з Брюнн (Брно). Після низки дослідів, копітких, алегеніально точних, Мендель сформулював у 1865 році свої знамінітие закони.
На жаль, вони були настільки прості, щоб хто-небудь з біологів прийняв їхвсерйоз. Вони залишилися незрозумілими та неприйнятними.

Мендель випередив свій час більш ніж на 30 років. Тільки в 1900 роціодночасно троє вчених у різних країнах (Де Фриз в Голандії, КоренсвГерманіі, Чермак в Австрії) відкрили заново закони спадковості,сформульовані Менделем. Цей рік і вважається роком народження генетики якнауки.

У чому ж полягала сущство мендельского відкриття? За часів Менделя вбіологічній науці вважалося самоочевидним, що у потомства ознакибатьків "разбовляются", "розріджується" удвічі. Учерной і білої кішкинародяться скоріше за все сірі кошенята. Рослини з красниміі і білими дадутьпотомство з рожевими квітками.

Одна з заслуг Менделя полягала в тому, що він чітко покозал: нічогоподібного не проиходит. Ознаки ніколи не зіллються воєдино. Що жвідбудеться? Одна з ознак виявиться більш сильним (домінантним), інший
- Більш слабким (рецесивним).

Якщо скрещіни породи чи сорту (наприклад, рослини, багато поколіньщо дали тільки червоні або тільки білі квіти), одна з ознак в першупоколінні зітреться, зникне, як ніби його і не було. Скажімо, всі доєдиного квіти будуть тільки червоні.

Припустимо тепер, що ми схрестили дві таких червоних квітки. Якимбудуть квіти їх нащадків? Здавалося б, відповідь очевидна: тільки краснвмі. Алезовсім ні. Приблизно у четвертііз них вони внезапновновь охрестили вбілий колір.

Мендель припустив, що кожна ознака живої істоти - у рослин,наприклад, забарвлення квіток, форма плодів і насіння, висота стебла-визначаєтьсяспадковими, як він їх назвав, зачатками. Пізніше, в 1909 році, цізачатки він назвав генами (від грецького "генос" - рід, походження). Якщовід прізнаковрастеній перейти до ознаками людей, то можносказать, що єген кольору волосся та ген кольору очей, ген, що визначає зростання людини і т.д.

Як, виходячи з припущення про існування генів, обьяснітьнаблюдаемиефакти? Мендель визнав, що в організмах існує пара "зачатків" (генів)для кожної пари ознак. Ген червоного забарвлення квіток і ген білого забарвленняквіток. Ген високого стебла і ген низького стебла. І так далі. Причому,коли гени в парі різні, виявляється тільки одна, домінантний, а другий
"маскується". Ген не може "расстворіться" або "злитися" з іншим. Він завждизалишається самим собою. Тому - чтоу чорної кішки можуть іноді народитисябілі кошенята. Це означає, що хто - тоіз предків чорної кішки мав білузабарвлення.

Повернемося до досвіду зі схрещування рослин з червоними і білими квітками.
З покоління в покоління гени "тасуються" цілком випадково, підкоряючисьлише закону ймовірності. Але якщо в цій "лотереї" рослині дається тількипара генів - "червоний і червоний" або "червоний і білий", очевидно, щоквітки його будуть червоними. Тільки якщо випадає "булое і біле", у рослиниутворюються білі квіти. Ген визначає домінантний ознака, обазначаютвеликою літерою алфавіту (А, В), ген, що позначає рецесивний ознака, --строчно (а, в).

несвідомо застосовуючи закони генетики, людина з допомогоюштучного відбору вивів безліч порід домашніх тварин. Наприклад,всі численні породи домашнейсобакі є нащадками звичайногововка.

Що таке ген?

Довгий час генетики не знали відповіді на питання, що ж собоюпредставляє ген в дійсності. Біолог Вільгельм Йогансен, першийщо запропонував цей термін, писав про нього так: "Ген - просто коротке і зручнеслово, яке легко поєднується з іншими ". Довгий час ген був оповитийпокровом таємничості, і в СРСР довгий час (з кінця 30-х початок 60-хрр.. ХХ ст.) Служив приводом для незліченних звинувачень генетиків в
"реакційних містичних поглядах", "ідеалізм" і тому подібних гріхах.

Першим вченим, яке наблизило абстрактне поняття гена до реальності, ставамериканець Томас Морган. Він вирішив з'ясувати: чи існує в клітинах живихорганізмів щось, схоже за своїми свойствамна предпологаемиеменделевскіе
"зачатки". Незабаром його увагу зупинилася на хромосомах. Хромосоми - цеособливі тільця в ядрах клітин. Під час поділу клітин (мітозу) вонивиконують складний "танець", сходяться і розходяться, в результаті чого новіутворилися клітини получаютв точності такий же набір хромосом, як іматеринські.

Морган вивчав хромосоми дрозофіли - маленької мушки, легко розводяться влабораторії. У скоре він помітив дивну вещ. Розмір і форма хромосом вклітинах мушок були досить постійні, і якщо вони раптом різкозмінювалися - вигляд самої мушки також зазвичай ставав потворним.

(Зауважимо, що таке стрибкоподібне та спадкове зміна вигляду
(мутація), іноді не значне, іноді більш істотніше, якразі створює грунт для еволюції. Більшість мутацій шкідливо і навіть смертельнодля організмів. Небагато організми, у котрорих відбулися корисні мутації,біологи їх називають "щасливими виродками ".)

Морган прийшов до висновку., що гени знаходяться в хромосомах. Безлічопитнихданних підтверджувало цю гіпотізу. Новопрос про те, що жє ген, за - як і раніше, залишався не відкритим.

У 1944 р. вийшла у світ книга видатного фізика Ервіна Шредінгера "Щотаке життя з точки зору фізика? ". У ній він висловив цікаві ідеї проймовірне будові гена, назвавши його "аперіодіческій кристалах". За йогодумку ген повинен складатися з кількох елементів, що повторюються, якими,як азбукою Морзе, записана спадковість організму.

Довгий час, виходячи з ключової ролі білків і живих організмів,біології вважали, що гени теж, мабуть, повинні являти собою особливібілки. Але істина окпзалась на багато складніше.

В1953 році в міжнародному науковому журналі була надрукована статтябіологів Джеймса Уотсона і Френсіса крику про строеніідезоксірібонуклеіновойкислоти (ДНК) - одного з речовин, постійно присутніх в хромосомах.
Структура ДНК виявилася зовсім незвичайною!

Її молекули мають величезну за молекулярною масштабами довжину і складаються здвох ниток, сплетених між собою в подвійну спіраль. Кожну з ниток можнапорівняти з довгою нитки бус. З нитками бус ми порівнювали і білки. У білків
"намистинами" є амінокислоти 20 різних типів. У ДНК - всього 4 типу
"намистин", і звуть вони нукліотідамі. "Намистини" двох ниток подвійної спіралі
ДНК пов'язані між собою і строго один одному соотвецтвуют. Щоб наочноуявити собі це, уявімо два поруч лежать нитки бус. Навпакикожній червоній намистини в одного ланцюга лежить, припустімо, синя намистина в іншій.
Біля кожного зеленою - жовта. Точно також в ДНК навпроти нуклеотидуаденіну знаходиться тимін, навпаки цитозину - гуанін.

Навіщо це потрібно? Просто напросто при такому правілепостроенія подвійнийспіралі кожна з ланцюгів містить сведінія про будову іншої. знаючи будовуодного ланцюга, завжди можна відновити іншу. Виходить два подвійніспіралі - точні копії їх предшествінніці. У техніці часто зустрічаютьсяпроцеси виготовлення готових виробів за шаблоном, що зветься матрицею,наприклад відливання монет або медалей, типографського шрифту. За аналогієюте, що відбувається в живій клітині відновлення подвійної спіраліпо однієї її ланцюги,як по матриці, також називають матричним синтезом.

Ця властивість точно копіювати себе з вихідної матриці має ключовезначення для життя на Землі. Реакції матричного синтезу не відомі внеживої природи. Без цих реакцій живе втратила б свою головну властивість --здатність відтворювати себе.

У нитках ДНК чотирьох буквеної азбукою з "намистин" - нукліотідовзапісянобудову всіх білків живих організмів. Вся інформація, що стосується будовиоднго білка, займає в ДНК невелику ділянку. Ця ділянка і єгеном. З чотирьох букв "алфавіту ДНК" можна скласти 64 трибуквених
"слова" - триплету. Словника з 64 слів цілком вистачає, щоб записатиназви 20 амінокислот, що входять до складу білків.