кодом подавляющего большинства жизненных форм на земле, от бактерий до слонов, является ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота) – знаменитая «нить жизни», двуспиральная структура которой была гениально предсказана в работе нобелевских лауреатов Джеймса Уотсона и Фрэнсиса Крика еще в 1953 году. Фрагменты нити ДНК и являются тем, что называется генами, т. е. участками генома, кодирующими все белки организма.
ДНК является фундаментальным источником информации. Благодаря ДНК каждая наша клетка знает все необходимое для развития и существования организма. Хранится эта информация в полном наборе генов организма – геноме. В молекулярном аспекте геном – это две равноценные цепочки ДНК (по одной от папы и мамы), свернутые в двойную спираль.
Необходимо контролировать внутренние и внешние факторы, влияющие на проявление генов.
Нить ДНК разделена на 23 фрагмента неравной длины – хромосомы. Это «адрес» гена. Когда генетики хотят внести ясность, они говорят, что такой-то ген лежит на плече такой-то хромосомы. Каждая хромосома содержит множество генов, отвечающих за выработку различных белков (ферментов, гормонов и т. д.).
Совокупность огромного количества генов, счастливыми обладателями которых мы с вами являемся, выполняет всего две задачи: копирование самих себя и влияние на фенотипы, т. е. совокупность характеристик, присущих человеку.
В широком смысле термин «фенотип» обозначает всю совокупность проявлений генотипа (общий облик организма), а в узком – отдельные признаки (фены), контролируемые определенными генами.
Аббревиатура ДНК сегодня встречается на каждом шагу и далеко ушла за рамки биологии. Кремы, духи, детективы… – двойная спираль набирает обороты.
Итак:
• в теле человека имеется 75–100 триллионов клеток;
• в каждой клетке содержится полный геном человека;
• полный геном человека насчитывает свыше 30 тысяч генов;
• в каждой клетке имеется 23 пары хромосом, определяющих «адрес» гена;
• в определенной клетке «включаются» (экспрессируются) определенные гены;
• включение (экспрессия) гена зависит от воздействия внутренних и внешних факторов;
• экспрессия гена ведет к синтезу одноименного белка (фермента, гормона, рецептора);
• синтез белка определяет осуществление конкретной функции.
Все не так уж и сложно: фактор «включения» – активация (экспрессия) гена – синтез продукта гена: фермента, гормона – и далее – выполнение функции. Ситуацию отягощают межгенные взаимодействия и влияние факторов внешней среды. Но про это несколько позднее.
Попробуем проиллюстрировать «простую» формулу на примере метаболизма алкоголя. Если мы пьем горькую (ну, или сладкую), то в результате активируется (экспрессируется) ген ADH-2 – любой ген, как и человек, имеет имя. Это приводит к синтезу соответствующего фермента алкогольдегидрогеназы (АДГ). Фермент алкогольдегидрогеназа вырабатывается в клетках