Почему Сталин защищал Лысенко

В данной главе я рассмотрю взгляды формальных генетиков и мичуринцев на проблему особого наследственного вещества и сопоставляю их с современными представлениями по данной проблеме. В настоящее время признано, что наряду с ДНК передача признаков по наследству может осуществляться через белки, липиды, РНК, гормоны и т. д., что существует особый класс наследования — так называемое внегенетическое наследование и что перенос генетического материала может осуществляться не только через половые клетки.

Сначала о взглядах. Формальные генетики утверждали, что существует некое, отдельное от тела организма "наследственное вещество", посредством которого и только посредством которого передаются наследственные признаки, что ядру принадлежит монополия в передаче признаков по наследству, что наследственное вещество (это только потом, после сессии ВАСХНИЛ, стало общепризнанным, что этим веществом является ДНК) заключено ТОЛЬКО в хромосомах, что гены сосредоточены в хромосомах, а потому передавать наследственные признаки при гибридизации можно, ЛИШЬ передавая хромосомы.

Как заметил на сессии ВАСХНИЛ Лысенко, Шредингер, разделяя классическую концепцию морганистов, также заявляет, что существует "наследственное вещество, не подверженное в основном воздействию беспорядочного теплового движения". Переводчик книги Шредингера — А. А. Малиновский (научный сотрудник лаборатории Н. П. Дубинина) в своем послесловии к книге с полным основание присоединяется к мнению Холдена, связывая изложенную Шредингером идею с воззрениями Н. К.

Кольцова. В указанном послесловии А. А. Малиновский в 1947 году пишет: "Принимаемый Шредингером взгляд на хромосому как на гигантскую молекулу ("апериодический кристалл" Шредингера) был впервые выдвинут советским биологом Н. К. Кольцовым, а не Дельбрюком, с именем которого Шредингер связывает эту концепцию".

Академик П. П. Жуковский заявил на сессии: "Из последних работ известно, что ген — это, повидимому, белковая молекула и все сейчас направлено на то, чтобы разглядеть строение этой молекулы".

Доктор биологических наук И. Е. Глущенко (институт генетики Академии наук СССР) разъяснил взгляды формальных генетиков участникам сессии ВАСХНИЛ 1947 г.: "Все исследовательские работы морганистов направлены на изучение ядерной наследственности клетки. Морганисты пренебрегают всеми другими компонентами клетки или оставляют за некоторыми из них лишь подчиненную ядерному веществу роль. Явление изменчивости не считается органическим следствием различия свойств наследственности, ее неотъемлемой стороной".

Но догматизм формальных генетиков на этом не заканчивался. Например, они считали, что наследственное вещество отделено метаболически от клеток и организма. "По мнению многих — пишет Келлер (248, С. 27) — открытие того факта, что генетический материал интегрирован в клеточный метаболизм, а не существует отдельно от него, был огромным сюрпризом для генетиков 50-60-х годов". А ведь именно об этом говорил Лысенко. Никто в то время, кроме Лысенко, не думал о том, что гены стабильны лишь в динамическом смысле.

Основоположник хромосомной теории Т. Морган в статье "Наследственность", опубликованной в США в "Американской энциклопедии" в 1945 году, утверждал: "Зародышевые клетки становятся впоследствии основной частью яичника и семенника. Поэтому по своему происхождению они независимы от остальных частей тела и никогда не были составной его частью… Эволюция имеет зародышевую, а не телесную природу, как думали раньше".

В статье "Генетика", помещенной в той же "Американской энциклопедии". Кэсл писал:

"В действительности родители не производят ни потомка, ни даже воспроизводящую клетку, из которой получается потомок. Сам по себе родительский организм представляет не более как побочный продукт оплодотворенного яйца или зиготы, из которого он возник. Непосредственным же продуктом зиготы являются другие воспроизводящие клетки, подобные тем, из которых они возникли… Отсюда следует, что наследственность (т. е. сходство между родителями и детьми) зависим от тесной связи между воспроизводящими клетками, из которых образовались родители, и теми клетками, из которых образовались дети. Эти последние являются непосредственным и прямым продуктом первых. Этот принцип "непрерывности зародышевого вещества" (вещества воспроизводящих клеток) является одним из основных принципов генетики. Он показывает, почему изменения тела, вызванные у родителей влиянием окружающей среды, не наследуются потомством. Это происходит потому, что потомки не являются продуктом тела родителя, но лишь продуктом того зародышевого вещества, которое облачено этим телом… Заслуга первоначального разъяснения этого обстоятельства принадлежит Августу Вейсману. Тем самым его можно считать одним из основоположников генетики".

В своем докладе на сессии ВАСХНИЛ Лысенко так охарактеризовал взгляды формальных генетиков: “Вейсман утверждает, что "есть две больших категории живого вещества: наследственное вещество или идиоплазма и "питательное вещество" или трофоплазма…". Далее Вейсман объявляет, что носители наследственного вещества "хромосомы представляют как бы особый мир", автономный от тела организма и его условий жизни. Превратив живое тело лишь в питательную почву для наследственного вещества, Вейсман затем провозглашает наследственное вещество бессмертным и никогда вновь не зарождающимся. "Таким образом, — утверждает Вейсман, — зародышевая плазма вида никогда не зарождается вновь, но лишь непрерывно растет и размножается, она продолжается из одного поколения в другое… Если смотреть на это только с точки зрения размножения, то зародышевые клетки являются в особи важнейшим элементом, потому что одни они сохраняют вид, а тело спускается почти до уровня простого питомника зародышевых клеток, места, где они образуются, при благоприятных условиях питаются, размножаются и созревают". Живое тело и его клетки, по Вейсману, — это только вместилище и питательная среда для наследственного вещества и никогда не могут продуцировать последнее, "никогда не могут произвести из себя зародышевых клеток". по Вейсману, наследственное вещество не знает новообразований, при развитии индивидуума наследственное вещество не знает развития, не может претерпеть никаких зависимых изменений. Бессмертное наследственное вещество, независимое от качественных особенностей развития живого тела, управляющее бренным телом, но не порождаемое им, — такова открыто идеалистическая, мистическая в своем существе концепция Вейсмана, выдвинутая им под завесой слов о "неодарвинизме". Представители реакционной биологической науки, именуемые неодарвинистами, вейсманистами, или, что то же самое, менделистами-морганистами, защищают так называемую хромосомную теорию наследственности. Менделисты-морганисты, вслед за Вейсманом, утверждают, что в хромосомах существует некое особое "наследственное вещество", пребывающее в теле организма, как в футляре, и передающееся следующим поколениям вне зависимости от качественной специфики тела и его условий жизни. Из этой концепции следуем, что приобретаемые организмом в определенных условиях его развития и жизни новые склонности и отличия не могут быть наследственными, не могут иметь эволюционного значения Согласно этой теории, свойства, приобретенные растительными и животными организмами, не могут передаваться в поколения, не могут наследоваться. Менделевско-моргановская теория в содержание научного понятия "живое тело" условия жизни тела не включает. Внешняя среда, на взгляд морганистов, является только фоном, хотя и необходимым, для проявления, разворота тех или иных свойств живого тела, согласно его наследственности. Поэтому качественные изменения наследственности (природы) живых тел, с их точки зрения, совершенно независимы от условий внешней среды, от условий жизни… Многочисленные факты показывают, что изменение различных участков тела растительного или животного организма не одинаково часто и не в одинаковой степени фиксируется половыми клетками”. (конец цитаты).

Лысенко процитировал на сессии сторонника формальной генетики, проф. Завадовского, который писал: "Анализ приводит нас к выводу, что клетки зародышевого пути нельзя рассматривать как производные соматических тканей. Зародышевые клетки и клетки сомы следует рассматривать не как дочернее и родительское поколение, а как сестер-близнецов, из которых одна (сома) является кормилицей, защитницей и опекуном другой".

Вот как об этом пишет в своей книге Глущенко (30): "Классическая" или формальная генетика утверждала, что гены сосредоточены ТОЛЬКО в хромосомах, а потому передавать наследственные признаки при вегетативной гибридизации растений можно, ЛИШЬ передавая хромосомы. Лысенко и мичуринцы, исходя из своей концепции наследственности, утверждали (и показывали это экспериментально), что передавать и создавать наследственные признаки можно и без передачи хромосом. Приведённое высказывание характерно для всех основных работ Моргана и его школы (Морган, 1924, 1927, 1936, 1937, 1945). В более развёрнутом виде существо теории зародышевой плазмы известный генетик Конклин излагает так: «После оплодотворения яйца наследственные возможности каждого организма фиксированы навсегда… Влияния среды и воспитания могут отражаться только на развитии индивидуума, но не на конституции расы. Тело развивается и умирает в каждом поколении; зародышевая плазма представляет непрерывный поток живой материи, который соединяет все поколения. Тело питает и защищает зародыши; оно есть носитель зародышевой плазмы, смертный хранитель бессмертной материи. В настоящее время доказана ошибочность теории, что взрослые организмы вырабатывают зародышевые клетки, которым они, якобы, сообщают свои признаки. Ни зародышевая, ни какая-либо другая клетка не вырабатывается телом в целом, а каждая клетка тела происходит от предыдущей клетки путём деления… Не курица производит яйцо, а яйцо производит курицу, равно как и другие яйца» (Конклин, 1928)".

Лысенко, главным образом, был против следующего: "Исходным принципом менделизма-морганизма является то, что живое тело состоит из двух качественно различных тел — обычного, всем известного тела (сомы) и необычного, никому не известного — наследственного вещества. Обычное тело (сома) подвержено изменениям соответственно условиям внешней седы (то есть, генетики в те годы не знали природу наследственного вещества, ДНК доказано только для бактерий, гены не идентифицированы. У бактерий нет хромосом — С. М.). Наследственное же вещество не подвержено такого рода изменениям. Поэтому, согласно этому учению, условиями жизни нельзя изменять природу организмов" (И что здесь не верного? Так и я против таких взглядов — С. М.). Кроме того Лысенко обратил внимание участников сессии на то, что растительные и животные организмы существенно отличны по методам наследования.

Лысенко полагал, что роль цитоплазмы также существенна и наследственность может передаваться через ассимиляты. Лысенко и мичуринцы, исходя из своей концепции наследственности, утверждали (и показывали это экспериментально), что передавать и создавать наследственные признаки можно и без передачи хромосом.

В своем заключительном слове на сессии ВАСХНИЛ 1948 г. Лысенко сказал: ““Для некоторых до сих пор не ясно, что наследственность присуща не только хромосомам, но и любой частичке живого тела… опыты по вегетативной гибридизации безупречно показывают, что любая частица живого тела, даже пластические вещества, даже соки, которыми обмениваются привой и подвой, обладают наследственными качествами". Ведь наследственность определяется специфическим типом обмена веществ. Сумейте изменить тип обмена веществ живого тела, и вы измените наследственность… Мичуринское направление в биологии потому и материалистическое, что оно не отделяет свойство наследственности от живого тела и условий его жизни. Без наследственности нет живого тела, без живого тела нет наследственности. Живое тело и его условия жизни — неразрывны. Стоит лишить организм его условий жизни, как живое тело становится мертвым. По словам же морганистов, наследственность оторвана, изолирована от смертного живого тела или, по их терминологии, сомы”.

Как пишет Мухин, «…принадлежащее Т. Д. Лысенко утверждение, что «наследственностью обладают не только хромосомы, но живое тело вообще, любая его частичка», то есть наследственностью обладает и цитоплазма, высмеивалось. всеми генетиками.

Имея те же средства и приборы для научных исследований, Лысенко пришел к выводу, что за наследственность организма несут ответственность не эти пресловутые шарики, а любая частица организма, и изменяется организм под воздействием окружающей среды. В отличие от морганистов, Лысенко считал, что наследование есть свойство целого организма, а не только генов. Следуя определению Лысенко, наследственность есть способность живого тела требовать для своего развития определенных условий и реагировать на эти или отличающиеся условия определенным образом. Да! Имея те же средства и приборы для научных исследований, Лысенко пришел к выводу, что за наследственность организма несут ответственность не эти пресловутые шарики, а любая частица организма, и изменяется организм под воздействием окружающей среды (108).

Т. Д. Лысенко же пришел к выводу, что ортодоксальная генетика с наследственностью, сосредоточенной исключительно в хромосомах — слишком грубое (хотя и в первом приближении разумное) приближение к истине. Наиболее четко отношение мичуринцев к этой проблеме выразила Самохвалова (см. ниже).

Вот как Лысенко понимал наследственность. "Под наследственностью растений и животных мы понимаем не особое вещество, а свойство живого тела — жить, расти, развиваться. Всё это идет через обмен веществ живого тела с внешней средой. Построение тела в процессе его роста и развития идет через ассимиляцию, иными словами, тело организма со всеми его свойствами и качествами получается из ассимилированной пищи (в том числе и ДНК — С. М.). Организм, согласно своей природе, согласно своей наследственности избирает из окружающей среды нужные ему условия. В какой степени тело организма в каждом новом поколении строится сызнова, в такой же степени сызнова в каждом новом поколении получаются и все свойства этого тела, в том числе и его наследственность. Поэтому изменяя условия жизни, условия обмена веществ, можно изменять построение тела организмов и этим самым, соответственно воздействию условий внешней среды направленно изменять наследственность, то есть природу организмов. Большой экспериментальный материал, подтверждающий правоту мичуринского направления в науке и практическую ценность, охаивается, отбрасывается или замалчивается, как будто бы несуществующий" (83).

(МОЙ КОММЕНТАРИЙ: И что здесь неправильного? Я подпишусь под каждым словам данной цитаты из письма работников министерства сельского хозяйства, взятых, видимо, у Лысенко. В наследственности записаны только самые общие принципы и если организм не находит условий, при которых эти принципы могут реализоваться то он погибает.)

"Каждая капля протоплазмы обладает наследственностью" — говорил Лысенко и был прав, так как белки взаимодействуют между собой и только через такое взаимодействие может быть реализована наследственная информация.

В 1944 г. была доказана роль ДНК в передаче наследственной информации. Это были годы войны и естественно, что западные журналы до СССР доходили с трудом.

Поэтому ученые присутствовавшие на сессии ВАСХНИЛ в 1948 г. по-видимому или не знали о статьях Эйвери и соавторов (162) или им не верили, даже генетики. По крайней мере ни один из генетиков на сессии ВАСХНИЛ не заявил о том, что наследственность передается через ДНК.

Кроме того, данная одиночная статья окончательно ничего не доказывала, особенно роль ДНК для растений и животных. Ведь, как считалось в то время, гены, кодирующие наследование признаков, располагались в хромосомах, а в бактериях нет хромосом. Более того, по словам авторов широко известного на Западе учебника по генетике “Введение в генетический анализ” (226. С. 305.), хотя эксперименты Авери с соавторами были убедительны, но генетики долгое время продолжали считать генетическим материалом белок.

Ещё одним яблоком раздора являлось утверждение генетиков о том, что в организме имеется некая наследственная плазма, причем расположенная только в половых клетках. Профессор биологии, генетик Н. П. Дубинин в своей статье "Генетика и неоламаркизм" писал: "Да, совершенно справедливо генетика разделяет организм на два отличных отдела — наследственную плазму и сому. Больше того, это деление является одним из ее положений, это одно из крупнейших ее обобщений".

Лысенко же считал, что “половые клетки или зачатки новых организмов рождаются организмом, его телом, а не непосредственно той половой клеткой, из которой произошел данный уже зрелый организм”. Академик П. Н. Яковлев на сессии пояснил:

“В начальной стадии эмбрионального и постэмбрионального развития растительного организма ясного различия между соматическими и половыми клетками мы провести не можем. Поэтому всякие изменения в жизненных условиях, к которым относительно прилажен организм, безусловно отражаются на механической и биохимической структуре его клеток. До известного предела эти клетки перестраивают свою реакцию на те или иные воздействия внешней среды, заставляя онтогенез итти уже по другому пути и захватывая тот или иной этап его развития. Вследствие этого неизбежно будет изменяться и структура его половых клеток”.

На августовской сессии сторонник Лысенко академик Презент призывал морганистов “отказаться от признания, что есть две истории, из которых одна, филогенетическая, независима от другой — от истории индивидуального развития организма, и что последняя ни в какой степени не определяет первую. Надо отказаться от утверждения, что развитие пород и сортов ни в какой степени не определяется особенностями образа жизни и особенностями условий развития индивидуума. Надо отказаться от ложной идеи особого "вещества наследственности", обладающего своей особенной и независимой от тела сущностью, в отношении которого все остальное тело является индифферентным, не влияющим со специфическим эффектом. Надо отказаться от положения, что гамета является чистой и сохраняет свою чистоту в неприкосновенности от влияний, идущих со стороны тела и условий его жизни. Надо отказаться от того, чтобы считать мифическое "наследственное вещество" состоящим из отдельных изолированных элементов, локализованных в этом веществе, могущих лишь временно суммироваться и перемещаться, сохраняя при этом свою собственную, полную неизменности и независимость друг от друга”.

4.1. РАЗНЫЕ ВИДЫ НАСЛЕДОВАНИЯ И НАСЛЕДСТВЕННЫХ ВЕЩЕСТВ

Напомню, что передача признаков по наследству происходит путем деления клеток, а при половом размножении в процессе участвует ещё и слияние половых клеток. Если мы размножаем растение черенками, то это тоже передача наследования, но вегетативным путем. То есть размножение может быть половым и неполовым, Например, земляника (а также гладиолусы, тюльпаны.) размножается не только через плоды, но и путем образования усов и отпрысков. При этом ее наследственные свойства передаются в полном объеме. Тюльпаны размножатся путем образования новых луковиц. Неполовое наследование — это тоже наследование. При этом мутации в ДНК соматических клеток и наследственные свойства передаются потомству через соматические клетки и митотическое деление.

Только ли через гены передаются наследственные свойства? Нет. Кроме генов огромную роль играют белки, липиды, гормоны, РНК. Кроме передачи наследственной информации через последовательности ДНК хромосом существуют и другие виды передачи наследственной информации. Информация также передается через центриоли, митохондрии, пластиды, двойные цепи РНК, мРНК, липиды, транскрипционные факторы…

Может ли ДНК, извлеченная из клетки, сама по себе передать всю информацию о клетке? Нет, одна только ДНК не может передавать всю наследственную информацию, поскольку в такой передаче кроме ДНК участвуют РНК, белки хроматина и ядра, и липиды. ДНК сама по себе ничего не значит. Что будет, если полностью изолировать ДНА, сделать ее чистой, а затем на основе имеющейся в ДНК информации насинтезировать белковые комплексы хорматина и транскрипционные факторы и затем все смешать. Ничего не будет работать без мембранной, составленной из бислоя липидов оболочки. Надо добавить мембрану. То есть есть наследование через липиды. Так как сама ДНК и белки не смогут создать двойную мембрану без затравки.

Дело в том, что, когда клетки делятся, то между дочерними клетками разделяются все компоненты клеток, когда клетки сливаются, то получаемая клетка имеет информацию ото всех компонентов двух клеток.

1. ДНК, а она может быть метилирована вне зависимости от последовательности нуклеотидов, записанных в ДНК.

2. РНК, там могут быть молекулы РНК, состоящей из двух цепей, которые передают информацию через поколения.

3. Липиды. Они могут быть жидко кристаллические и смектические, длина цепей жирных кислот может быть большой и небольшой. Мембраны в клетке не могут быть синтезированы вне уже имеющейся мембраны. Если сделать мембрану из 25 длиной 25 атомов углерода, то наличие ДНК и белков хроматина и ядра в такой клетке ничего не даст. Она не будет работать.

4. Центриоли, белки цитоплазмы, где располагается также пластинчатый аппарат Гольджи., эндоплазматическая сеть и другие клеточные органеллы.

5. Митохондрии с их ДНК, РНК, липидами и белками. ДНК митохондрий была открыта в 1963–1964 г. (281, 282, 308), поэтому в 1948 г. Лысенко, как и никто другой, не знал о том, что через митохондрии по линии матери может передаваться генетический материал.

6. Наследственной информацией обладают белки, насинтезированные в цитоплазме половых клеток.

7. Белки ядра, гистоны и другие белки также несут наследственную информацию. Они могут быть ацетилированы в зависимости от условий окружающей среды и паттерн ацетилирования может передаваться по наследству.

8. Гормоны могут накапливаться в цитоплазме женской и в меньшей степени мужской половой клетки. Гормоны могут влияют на метилирование ДНК (347).

9. Вирусы, встроенные в геном, тоже могут передавать наследственную информацию. Например, именно посредством вирусов переносится информация о синтезе антител к антигенам групп крови АВО. В геноме об этом нет информации.

10. Наследование через хроматин половых клеток, через хроматин делящихся клеток, и через транскрипционные факторы.

В последние годы доказана передача наследственных признаков, через взаимодействие белков друг с другом (см. раздел прионы, ниже). Перенос наследственных свойств вирусами обнаружен при наследовании антител против антигенов группы крови АВО. Наконец, имеет значение история передачи наследственных веществ и признаков.

Итак, ДНК — не единственное вещество, способное передавать наследственную информацию. В передаче наследственно информации участвуют РНК половых клеток. Кроме того имеется наследование через ДНК и РНК митохондрий, наследование наследование через цитоплазму: через цитоплазматические белки яйцеклетки, внегенетическое наследование: прионы и другие подобные типы наследования… То есть, как и по Лысенко, почти каждая частичка клетки передает наследственные свойства.

Следовательно, прав Лысенко, а не формальные генетики.

4.2. ВНЕХРОМОСОМНОЕ НАСЛЕДОВАНИЕ

Первую ложку дегтя в хромосомную гипотезу наследования Моргана добавил К. Корренс. В 1909 г. Корренс (192) он описал результаты, полученные при изучении механизмов по передачи наследственных изменений на растении под названием Ночная красавица (Mirabilis jalapa). Он заметил, что пятнистые листья (перемежающиеся участки белого и зеленого цвета) на этом пестром растении передаются по наследству своеобразным способом. На одном и том же пятнистом растении встречались некоторые ветви, на которых имелись только зеленые листья, и ветки, на которых имелись только белые листья. Цветы же имелись на ветвях всех трех типов. Оказалось, что если взять женские половые клетки от цветков с зелёных побегов и мужские половые клетки (пыльцу) от цветков с белых побегов и опылить, то образуются растения с зелеными листьями, если же взять мужские половые клетки с зеленых побегов, а женские половые клетки с белых побегов, то образуются растения в белыми листьями, которые нежизнеспособны и вскоре погибают, поскольку не имели хлорофилла. Другими словами, при скрещивании зеленых и белых растений всегда передавался фенотип матери, а вклад фенотипа мужского растения в фенотип потомства был равен нулю. Если же говорить по-научному, то Корренс обнаружил разные фенотипы при реципроктном скрещивании. Оказалось, что обнаруженные признаки не связаны с полом, то есть с разницей в строении Х и игрек хромосом.

Между тем Мендель не наблюдал такой разницы в своих экспериментах при реципроктном скрещивании. Только в последующие годы было обнаружено, что такой вид наследования связан с тем, что окраска листьев определялась хлоропластами. Самое интересное, что отсутствие хлорофилла может быть связано не только с повреждениями генома хлоропластов, но и с мутациями генов в ядерной ДНК, например, в гене, который кодирует белок, участвующий во взаимодействии с белками хлоропластов, синтезируемыми в них самих (226. С. 623).

Сходное явление (перенос фенотипа матери) было замечено в 1952 г (!!!)при исследовании грибов Neurospora Crassa (277). Но только в 1965 году было доказано (это сделали Е. Татум, E. Tatum), что такое наследование связано с тем, что все митохондрии в зиготе происходят из яйцеклетки (226).

В 1923 году было описано внехромосомное наследование не только через митохондрии и пластиды, но и, как оказалось, через РНК, накопленной в цитоплазме яйцеклетки. А. Стётевэнт (323) продемонстрировал, что при скрещивании улиток, у которых ракушка завита вправо или влево, направление вращения ракушки у потомства всегда детерминировано материнским организмом.

Далее, в 1954 г. Р. Сэгер (R. Sager) обнаружил таинственный геном который всегда передавался потомству от матери, это была ДНК в хлоропластах. Наконец, в геноме многих эукариотов, то есть, клеток, имеющих обособленное ядро (в отличие от бактерий) были найдены так называемые плазмиды (кольцевые (замкнутые) или линейные молекулы ДНК), расположенные в клетках вне хромосом. И до сих пор их функция и происхождение остаются неясными, а что же тогда спрашивать с Лысенко? А ведь они влияют на наследственную передачу фенотипических характеристик (226. С. 625–626).

Я не буду углубляться в технические детали, скажу лишь, что в обнаружен и такой важный фактор наследственности, как варьирование в пределах одного и тоге же вида числа копий одного и того же гена (191). Я уж не говорю о варьировании числа органелл. Например, типичная клетка дрожжей может содержать от 1 до 45 митохондрий, в каждой из которых имеется от 10 до 30 так называемых нуклеоидов, содержащих разное количество ДНК (226. С. 627).

Следовательно, уже в 1948 году было достаточно свидетельств того, что менделевский тип наследования (только через хромосомы) не объясняет огромного числа фактов. Вывод генетиков о том, что единственные структуры, ответственные за наследование (даже не учитывая влияние внешней среды) есть хромосомы, был не верен. Что же тогда обвинять Лысенко в тупости? Попытки генетиков затушевать дело оговорками решительно пресекались мичуринцами.

А ГДЕ ЖЕ ИНФОРМАЦИЯ?

Сравнительно недавно в "Дуэли" (N 48, 2004 г., или № 3, 2005) появилась такая статья: "Окончательный крах молекулярной генетики наступил в прошлом году, когда завершилась расшифровка полного генома человека, и неожиданно для учёных выяснилось, что он состоит всего из 22-х тысяч (на самом деле 23000 — С. М.) генов, почти как у насекомых. Давно известно, что ген — это не носитель определённого признака будущего организма, как казалось Вейсману с Морганом, а всего лишь программа построения одного конкретного белка или фермента. В геноме человека не обнаружили программу построения хотя бы одной живой клетки. Оказалось, что ёмкости молекулы ДНК недостаточно даже для запоминания этой не самой сложной из программ. В человеке двести различных видов клеток, каждый из которых представлен триллионами индивидов, размещённых на своих местах в теле и выполняющих в нём свои функции. Клетки объединены в живой организм с большим набором генетически запрограммированных рефлексов и инстинктов. Где всё это записано? В одной единственной молекуле ДНК, как утверждает <центральная догма молекулярной биологии>.

На этой основе авторы статьи делают вывод о том, что должны существовать некие виды информации, которые доселе неизвестны науке.

При обсуждении этого вопроса на форуме С. Г. Кара-Мурзы одно из возражений было следующим: “Любой радиолюбитель по принципиальной схеме, умещающейся на одном листе бумаги, соберет работающее радиоустройство. Да вот незадача — основа этой схемы условные обозначения, которые расшифровываются в технической документации к каждой радиодетали, которая уже может занимать целые книги. То есть, для этой принципиальной схемы нужно еще море дополнительной информации, причем не только в книгах, но и в голове радиолюбителя. По простой схеме можно собрать сложное устройство, если есть дополнительное огромное море данных, которое не умещается в простую схему” Автор пытался доказать, что информации, записанной в кодируемой области генома, слишком мало, что должна быть где-то записана ещё информация.

Программный комплекс с порядка более 20 000 объектов — это хотя бы ОС Windows. Т.е исполнительные агенты с уровнем сложности на уровне клетки уже существуют и ни какими признаками интеллекта или жизни не обладают.

Отмечалось следующее: “В человеке двести различных видов клеток, каждый из которых представлен триллионами индивидов, размещённых на своих местах в теле и выполняющих в нём свои функции. Клетки объединены в живой организм с большим набором генетически запрограммированных рефлексов и инстинктов. Где всё это записано? В 46 молекулах ДНК, как утверждает <центральная догма молекулярной биологии>?”

Подчеркивалась также “совершенно неправильная интерпретация результатов этой работы (расшифровка генома человека — С. М.) для широкой общественности, граничащая с умопомешательством. Главный результат, связанный с геномом был ясен еще и до начала пресловутой "расшифровки" — геном содержит слишком мало информации, так что эта информация носит весьма общий, и совершенно неполный характер о живом организме и его функциях. Даже качественная цифровая фотография человека — всего лишь одностороння двумерная проекция — содержит информации только раз в 10 меньше, чем весь геном.

Геном не есть и не может быть в принципе основным источником наследственной информации о живом организме, как не может библиотечный каталог заменить саму библиотеку. Геном принципиально не может содержать всю информацию о человеке — он содержит только крохи информации, касающиеся в основном синтеза этих самых белков и самые общие ссылки” (Кстати именно об этом и говорил Лысенко. Сейчас генетики все тихо подменили суть вопроса, оставив изгоем Лысенко. Кроме генома есть эпигенетика, неоценима роль РНК яйцеклетки и ее белков и липидов, даже само по себе оплодотворение несет информацию — С. М.).

С другой стороны, некоторые программисты считают, что “если говорить в терминах, более близких программисту, то генетический код, заключенный в ДНК — это компьютерная программа, предназначенная для создания экземпляра homo sapiens, клетка — компьютер, среда ее исполнения”.

Генетики утверждали, что клетка содержит достаточно информации, чтобы реализовать организм в широком диапазоне подходящих условий, а не в узком строго запрограммированном внешними условиями коридоре. Другими словами, тезис Лысенко был от том, что приспосабливается к внешним условиям весь организм в целом и это влияет на его наследственность. Морганисты же утверждали, что организм, как целое, прямо не может влиять на свою наследственность. Наоборот случайные мутации влияют на организм и способность его приспособления к внешним условиям случайным образом. Закрепляется тот случайно появившийся признак, который опять таки случайно оказывается благоприятным для данных внешних условий в результате борьбы а существование, составляющей сущность естественного отбора. Лысенко же утверждал, что изменения наследственности носят не случайный, а направленный как раз в сторону приспособления характер у всякого организма. То есть у множества сходных организмов произойдут сходные изменения в рамках одного — двух поколений, которые и закрепятся в наследственности.

Нынешние генетики и иже с ними огрубляют ситуацию и заявляют, что мол, "вейсманисты-морганисты" утверждали, что результат выполнения программы (фентоип) зависит от ее текста, записанного на твердом диске (не отрицая, впрочем, факта машинной зависимости кода и того, что без компьютера программа не заработает) вторые — что части программы равномерно размазаны по пространству компьютера, а наиболее усердные последователи идеи (Линукспешинская, например) (речь идет о Лепешинской — С. М.) считают, что компьютер может самозародиться из металлолома, в который он превращен на фабрике вторсырья, так как любая его часть несет информацию о его конструкции и содержащихся в нем программах.” Во время обсуждения на форуме отмечалось также, что “идея самозарождения компьютера из металлолома ничем не умнее идеи самозарождения компьютерной программы путем случайных комбинаций произвольного кода”. Мол, тезис же Лысенко в том, что каждая мельчайшая клетка несет в себе наследственную информацию, аналогично утверждению, что каждый винтик компьютера (по крайней мере тот винтик, без которого компьютер не работает) несет в себе часть программы.

На самом деле вопрос ещё серьезней. У человека имеется 23000 белков. Каждый белок по размерам меньше, чем 1000 аминокислот, обычно 100–200. Примем, что в среднем один белок — это 1000 аминокислот. Тогда весь геном человека содержит 3000 × 23000 нуклеотидов. Одна аминокислота кодируется тремя нуклеотидами. Следовательно, все белки кодируются 23000000 битами информации. 23 мегабайта. Всего! Где оставшаяся информация? Бога сразу отбросим. Нет ответа.

Данный вопрос был решен академиком Лысенко. Он говорил, что каждая мельчайшая частичка клетки несёт в себе наследственную информацию. Итак, по Лысенко, основная информация записана и в белках, липидах, РНК и других частях клетки. Вспомним аналогию о сборке радиоприемника. Эта аналогия с радиолюбителем как раз и ложится в схему сжатия информации эволюцией. Схема умещается на диске, но вся проверенная эволюцией информация не уместится и на всех компьютерах и дисках. Собираешь по примитивной схемке, но за ней стоят миллионы разработок, вложенных в детали. Гены — это как простенькая схема для сборки радиоприемника из готовых деталей. Готовые детали и есть материнская клетка или материнский организм. Не будет правильно подобранных деталей, не будет радиоприемника. Не будет клетки, не будет нового организма.

Так и человек (биология) — имеется схемка сборки. Она работает только в чрезвычайно узком диапазоне условий. Подбор условий был осуществлен во время эволюции. Тогда же были отбракованы мириады вариантов белков и генов, которые не подходили для этого узкого диапазона. Поэтому хотя схемка и не содержит много информации формально, но за ней имеется мириады экспериментов, проделанных природой, и информация заключена в генах, но она негативная и ее не сразу видно.

В клетке есть мириады битов информации в виде взаимодействия белков. Имеется огромная информация в виде отбракованных условий существования и межбелковых взаимодействий. А подсчет взаимодействия дает колоссальные цифры. Все это создает чрезвычайно узкий коридор для реализации схематической информации, записанной в геноме. Шаг в сторону — неудача. Например, в генах нет комбинаций длинных (более 8 нуклеотидов) повторов нуклеотидов, которые были бы комлементары другим повторам внутри тех же генов или другого гена. Особенно нет последовательности двух разных комбинаций, которые бы при мутации разделяющего их нуклеотида давали бы более длинную комплементарную цепь. Причина проста. Белок не меняется, но комплементрные мРНК склеиваются и не могут выйти из ядра и клетка гибнет. Весь геном был прочищен на данный предмет в процессе эволюции.

Итак, в геноме, который считывается, содержится чрезвычайно ограниченное количество информации. Всего менее 23 МБ. Это меньше, чем информация, которая кодирует одно цветное фото высокого разрешения. Даже, если допустить, что где-то запрятана ещё информация, и вся информация (100 %) генома считывается, в отличие от того, что установлено во время расшифровки генома человека, то все равно количество этой информации очень мало (460 МБ) для того, чтобы кодировать такое высокоорганизованное существо, как человек.

Как же реализуется и с такой высокой точностью такая ограниченная информация для создания такого высокосложного существа как человек? Необходимо учитывать, что понятия "информация" в повседневно-бытовом значении и в том значении, которое вкладывается в это понятие математиками и информатиками, значительно отличаются. На самом деле, не нужно хранить где-то информацию о каждом атоме, каждой элементарной частице и ими управлять. А то как же получаются одинаковые звезды, галактики? В биологии как и в физике есть законы структурирования, вот по ним все и идет, не нужно хранить где-то "план" мироздания.

Отмечу, что хотя формально в геноме менее 23 МБ информации, система дает чрезвычайно высокий уровень воспроизводимости, потому, что любая крупная ошибка ведет к выбраковке. Систему можно представить в виде гигантского трехмерного информационного пространства, где во время эволюции найден очень узенький лаз, канал. Только если система будет все время идти в рамках стенок этого узкого информационного туннеля, то будет получена точная копия того существа, которое закодировано в геноме. Это очень узкий канал реализации. Реализация возможна только в одном единственном случае, если система пройдет внутри канала без отклонений, но если появляются отклонения, то идет гибель системы.

То есть построение новой особи возможно только в одном единственном случае, когда нет ошибок воспроизводства и нет значительного отклонения внешних условий. Стенки развития задаются стенками той среды, где идет развитие, а среда тестирована эволюцией и была отбракована. Шаг в сторону — стреляют. Идет выбраковка. Даже первое поляризованное деление яйцеклетки требует прикрепления к субстрату. Во взвеси не будет правильного деления. Точно также не будет геном человека развиваться, если его подсадить в яйцеклетку шимпанзе.

Жизнь возможна только внутри очень узкого канала, поэтому такая высокая воспроизводимость и такое сжатие информации. Отрицательная информация может быть представлена в виде ряда дырок-возможностей, как дырка от электрона в полупроводниках. Например, компьютер мозга строится в процессе реализации программы. Во время реализации идет построение тела компьютера, и только если он строится верно, реализация продолжается.

Как видим, академик Лысенко, выставляемый нынешними так называемыми генетиками в виде идиота, был гораздо ближе к истине в понимании того, как реализуется и хранится наследственная информация, чем они.

4.3. ГОРИЗОНТАЛЬНЫЙ ОБМЕН ГЕНЕТИЧЕСКИМ МАТЕРИАЛОМ

Согласно современным представлениям, горизонтальным или латеральным переносом генов называется процесс, при котором в организм инкорпорируется генетический материал другого организма без обработки (проверки) его в процесс эмбриогенеза.

Горизонтальный перенос генов — это любой процесс, при котором реципиент (получатель материала) получает генетический (видимо, сегмент ДНК — С. М.) материал от организма донора (посылателя) не через процесс полового размножения или клеточного деления. По аналогии, процесс полового размножения называется вертикальным переносом генов. Если организм получает генетический материал от своих предков, и при этом генетической материал проходит через процесс вирусной репликации, клеточного деления или эмбриогенеза, то такой перенос называется вертикальным переносом генов. Поэтому надо различать вертикальное и горизонтальное наследование. Горизонтальный перенос может быть естественным или искусственным. В последнем случае речь идет о одной из форм генетического инжениринга. В последние годы появляется все больше свидетельств, что горизонтальный перенос генов не является редким событием (176).

Горизонтальный перенос генов особенно широко представлен у бактерий. Он классифицируется на 1) трансформацию, которая получается в результате прямого попадания внутрь клетки чужеродного генетического материала; 2) трансдукцию, под которой понимается перенос генетического материала от одной бактерии к другой в помощью бактериофага, 3) бактериальная конъюгация, при этом перенос генетического материала происходит в результате контакта бактериальных клеток или передвижения кодирующих нуклеиновых кислот по особым мембранным, очень тонким трубкам, образующимся между клетками бактерий (203а); 4) перенос кодирующих нуклеиновых кислот с помощью особых вирусоподобных агентов-переносчиков. Горизонтальный перенос может включать также следующие механизмы: I. Целенаправленная передача ДНК от одного к другому организму

II. Случайное включение чужих генов в ходе починки ДНК или случайного захвата клеткой ДНК из внешней среды.

III. Перенос в составе вирусов, плазмид мобильных элементов

IV. Перенос двойных цепей РНК или матриксных РНК по межклеточным каналам в симбиотических системах типа растений.

Кроме того существуют независимые митохондриальные и пластидные системы передачи наследственной информации.

Обычно о наличии горизонтального переноса генов свидетельствует факт выпадения из филогенетического ряда генов (обычно для этого сопоставляют последовательности нуклеотидов и на основе компьютерной программы выстраивают ряд, в котором изменения нуклеотидов по ходу филогенеза приобретают плавность, без резких скачков) выпадает ген, имеющийся в каком-либо виде живых организмов или вирусов (176).

После того, как альфа-протеобактерии оказались внутри одной из клеток родоначальниц жизни и превратились в митохондрии, значительное число генов из геном митохондрий было перенесено в геном ядра. То же самое произошло, когда цианобактерии были захвачены в цитоплазму и превратились в пластиды растительных клеток (176).

В прекрасном обзоре Бока (176) приведено множество фактов, доказывающих, что горизонтальный перенос генов встречается от растения к растению, при этом в качестве переносчика может служить вирус, от бактерии к растению, от вируса к растению. Описан, например, такой эксперимент. Растения заражали бактериями, имеющими легко идентифицируемый биохимически ген. Затем воздействовали антибиотиками и бактерии погибали. Затем выделяли клетки растений и в их геноме нашли указанный ген (329).

У одноклеточных и в меньшей степени у многоклеточных организмов имеется так называемый горизонтальный обмен генетическим материалом. У одноклеточных организмов горизонтальный обмен генетическим материалом распространен особенно широко. Бактерии выделяют в окружающую среду фрагменты своей ДНК, могут поглощать такие фрагменты, выделенные другими бактериями (в том числе и относящимися к совершенно другим видам!), и "встраивать" эти кусочки чужого генома в свой собственный. Одним из первых обнаружил генетические взаимодействия бактерий между собой в процессе их роста выдающийся советский микробиолог профессор С. Г. Смирнов из Ивановского мединститута. Тогда он не нашел понимания и его ученики подвергались атакам во время защит их диссертаций.

Огромное количество вариантов аминокислотных цепей, построенных из 20 аминокислот, делает маловероятным предположение, что природа успела за эти миллиарды лет перепробовать и найти все полезные комбинации. Поэтому думается, что в процесс эволюции произошел отказ от идеи случайного перебора и переход к модульному (блочному) принципу организации биополимеров, и комбинаторному принципу их изменчивости (121) с последующим распространением найденных решений посредством горизонтального переноса генов.

Горизонтальный перенос генетического материала включает следующие механизмы.

1. Целенаправленная передача ДНК одним организмом другому. В полиморфных микробных популяциях активное заимствование чужих генов может оказаться чрезвычайно выигрышной стратегией для микробов, оказавшихся в стрессовой ситуации: при определенных условиях это может быть гораздо выгоднее, чем, например, повышение темпов мутирования. В Интернете я нашел такие примеры: "В геномах 4 видов насекомых и 4 видов круглых червей-филярий обнаружены фрагменты генома вольбахии, причем в одном случае — у Drosophila ananassae — геном бактерии оказался вставлен в геном хозяина целиком. Получается, что в ядрах клеток этих мух содержится генетическая информация сразу о двух разных организмах! Многие гены, заимствованные мухой у бактерии, функционируют" (92).

2. Случайный захват клеткой чужой ДНК из внешней среды.

3. Перенос в составе вирусов, плазмид, мобильных элементов. Мобильные элементы, способные к перемещению внутри одного и того же генома, были открыты в 1951 г Барбарой Мак-Клинток, за что в 1983 году она получила Нобелевскую премию (122). В своих экспериментах Мак-Клинток заметила, что перемещение мобильных элементов вело к изменению фенотипа кукурузы. Вирусный перенос генетической информации — это один из способов горизонтального обмена генами, от которого не защищены даже многоклеточные организмы. Фрагменты ДНК вирусов и транспозонов часто «приручаются» высшими организмами и начинают выполнять полезные функции в геноме. Явление это настолько широко распространено, что для него даже предложен специальный термин — молекулярное одомашнивание.

4. Перенос в симбиотических системах при физическом контакте клеток. Этот перенос особенно выражен у растений, клетки которых соединены плазмодесматами и образуют единый синцитий, то есть их цитоплазмы связаны друг с другом 5. Случайное включение небольших цепей нуклеотидов в ходе починки разрывов ДНК.

6. Половой процесс. Слияние гамет, редукционное деление кроссинговер, обмен кусками у хромосом.

Наука имеет ряд примеров того, как генетический материал, полученный от других организмов был встроен в собственный геном и стал использоваться для собственных нужд. Молекулярные генетики называют такие события молекулярным одомашниванием. Они приведены в блестящей статье Маркова (92).

Один из способов горизонтального обмена генами, от которого не защищены даже многоклеточные, — это вирусный перенос. Известно, что ДНК вируса может встраиваться в геном клетки-хозяина, а потом снова отделяться от него и формировать новые вирусные частицы, которые могут заражать другие клетки. При этом вместе с собственной ДНК вирус может случайно "захватить" кусочек ДНК хозяина и таким образом перенести его в другую клетку, в том числе — и в клетку другого организма. Иногда, когда заражение происходит уже после оплодотворения, во время внутриутробного развития, вирусная инфекция передается потомству и часто возникает ситуация, когда зародыш несет вирусную ДНК не только в соматических, но и в половых клетках, и таким образом белок, кодируемый кусочком ДНК хозяина, передается по наследству (90).

От 4 до 18 процентов генов были получены разными видами микробов путем горизонтального переноса. Горизонтальная передача генов реализуется через различные каналы генетической коммуникации — процессы конъюгации, трансдукции, трансформации, процессы переноса генов в составе векторов — плазмид, вирусов, мобильных элементов. Активный перенос генов может происходить в симбиотических и паразитарных системах, где есть физический контакт клеток. Наконец, возможно «случайное» включение чужих генов в ходе репарации разрывов ДНК (90).

У прокариот в принципе возможен обмен целыми геномами, что может приводить к превращению одного вида бактерий в другой. В статье Маркова описан следующий эксперимент (91). Недавно выделили геном из бактерии Mycoplasma mycoides, которая вызывает пневмонию у коров. Геном был очищен от всех примесей и добавлен в культуру бактерий Mycoplasma capricolum, возбудителей козьего полиартрита. В донорский геном были предварительно внесены в качестве меток гены устойчивости к антибиотикам. Эти два вида микоплазм довольно близкие, разошлись они несколько десятков миллионов лет назад, может быть, тогда же, когда разошлись их хозяева — коровы и козы.

Вскоре среди клеток Mycoplasma capricolum появились бактерии с признаками Mycoplasma mycoides. Обработав культуру бактерий антибиотиком, уничтожили тех микробов, которые не вобрали в себя чужую ДНК. Уцелевшие бактерии оказались по всем признакам представителями вида M. mycoides. Один вид бактерий превратился в другой. По-видимому, бактерии «проглатывали» чужую молекулу ДНК, и сначала в них содержались оба генома вместе. Когда такая клетка делилась, одна из дочерних клеток получала геном одного вида, другая — другого.

У прокариот в принципе есть системы защиты от обмена генетическим материалом с неродственными формами, такие как система рестрикции-модификации. У эукариот есть другие механизмы генетической изоляции, связанные с половым размножением (91).

Существуют интроны 2 типа, производные генома хлоропластов и митохондрий. Они найдены у некоторых бактерий. Это мобильные элементы, которые встраиваются в генотипы. Так, что они тоже могут распространяться горизонтально.

У многоклеточных организмов горизонтальный обмен, по-видимому, играет гораздо меньшую роль. Вместо него развились более совершенные механизмы «перемешивания» наследственной информации, связанные с половым размножением. Половые железы у многоклеточных, особенно высших, действительно ограждены от остального организма особым барьером, практически непроницаемым для крупных молекул (таких, например, как белки или ДНК).

Захват чужой ДНК важен для некоторых многоклеточных эукариот. В 1978–1979 гг. в Торонто проводилась экспериментальная проверка гипотезы о том, что эволюционно значимая информация передается из хромосом стволовых клеток лимфоидной системы в хромосомы стволовых клеток половых желез через ретровирусы. Положительная передача регистрировалась непостоянно, проявляясь с большой частотой у одного-двух из 10 самцов (139. С. 154).

У многоклеточных организмов "горизонтальный обмен", по-видимому, играет гораздо меньшую роль. Вместо него развились более совершенные механизмы перекомбинирования наследственной информации, связанные с половым размножением. К тому же половые железы у высших многоклеточных действительно ограждены от влияний внешней среды особым барьером, через который могут проникать только очень немногие вещества (в основном это небольшие молекулы).

Половой процесс обычно не рассматривается как вариант горизонтального генетического обмена, хотя суть явления в принципе та же самая: это объединение в одном геноме генов разных организмов. В обоих случаях речь идет, если можно так выразиться, о межорганизменной генетической рекомбинации. Представляется, что появление полового процесса было закономерным результатом эволюции механизмов межорганизменной рекомбинации. Половой процесс отличается от более примитивных механизмов двумя основными чертами: 1) большей избирательностью (то есть смешение генов происходит в основном между близкородственными организмами). Однако и у прокариот, конечно, есть такая избирательность: близкородственные микробы обмениваются генами намного чаще, чем филогенетически удаленные.

Горизонтальный перенос генов можно выявить по ряду показателей. Во-первых, по нуклеотидному составу ДНК. Отличие в нуклеотидном составе отдельного сегмента от остальной части генома является указанием на присутствие "чужих" генов. Во-вторых, по частоте встречаемости в гене определенных кодонов. Третий важный критерий — существенное отличие в положении анализируемого гена на филогенетическом дереве от большинства других генов. О "чужеродном" происхождении гена может говорить высокая степень его сходства с гомологичным геном из отдаленного таксона при отсутствии подобного гена у близких "родственников".

Многие бактерии способны вводить свою ДНК не только в клетки других прокариот, но и в эукариотические клетки, как показывает пример агробактерии. Агробактерия вводит часть своей ДНК в растительную клетку, что приводит к развитию опухоли растения, в которой бактерия чувствует себя комфортно. Как и другие родственные ей микробы — паразитические альфа-протеобактерии — агробактерия использует для введения своей ДНК или белков в клетки эукариот специальный белковый аппарат. И получается, что агробактерия совершает с растительными клетками нечто похожее на половой процесс. Современная генная инженерия, по сути дела, также базируется на принципах горизонтального переноса генов.

Поскольку попавшая в клетки чужая ДНК может быть легко встроена в геном клетки-хозяина, то должны быть механизмы распознавания чужой ДНК и одним из них может быть гибридизация РНК. Действительно, уже у самых примитивных бактерий — архей имеются специальные РНК, которые распознают чужие генетические материалы, инициируют их уничтожение, да еще и дописывают собственную ДНК, запоминая устройство вирусов и тем самым передавая иммунитет к конкретному вирусу по наследству.

Вирусы могут переносить гены от одного человека к другому, от одного вида к другому. Недавно это доказано для бактерий, где гены переносятся так называемыми гигантскими вирусами (213).

Во времена Лысенко никто не утверждал, что митохондрии и пластиды или хлоропласты могут нести наследственное вещество. На сессии ВАСХНИЛ хорошо видно, что советские ученые или не знали или не верили опытам, где показано значение ДНК для наследования. Ведь эти опыты были проведены на бактериофагах.

Следовательно, уже в 1948 году было достаточно свидетельств того, что менделевский тип наследования (только через хромосомы) не объясняет огромного числа фактов. Вывод генетиков о том, что единственные структуры, ответственные за наследование (даже не учитывая влияние внешней среды) есть хромосомы, не верен. Что же тогда обвинять Лысенко в тупости?

4.4. ВНЕГЕНЕТИЧЕСКАЯ ПЕРЕДАЧА НАСЛЕДСТВЕННОСТИ

Голубовский (32) отмечает: “Знание структуры генов на уровне ДНК — необходимо, но вовсе недостаточно для описания генома”. Первое доказательство такого типа наследования, доказательство, которое признано западным научным сообществом, было открытие мобильных элементов МакКлинток. Потом усилиями советских ученых, прежде всего Ванюшина (331), было открыто эпи- или внегететическое наследование через метилирования нуклеотидов ДНК.

Западные исследователи быстро забыли о приоритете Лысенко и Ванюшина.

Считается, что впервые факт внегенетического наследования признаков был доказан в 1999 году у мышей на модели наследования генов сегменат Агоути (Agouti locus) (280). Механизм такого наследования зависел от транскрипционного интерферирования (340). По-русски это значит блокирование молекул ДНК на основе комплементарных участков с помощью мобильных элементов хромосом.

Оказалось, что факторы внешней среды имеют не меньшее, если не большее, значение, чем генетический код. Сам нуклеотидный код оказался неточным и одна и та же запись нуклеотидов может давать вследствие разных вариантов сплайсинга (см. мою популярную книгу по генетике) и присутствия интронов и экзонов сотни, а то и больше разных вариаций одного и того же белка. Раз так, то о каком точном кодировании может идти речь? Не больше, чем о вероятностном. Как видим, формальная генетика оказалась во многом неверной.

Если мы примем во внимание упрощенное понимание гена, как сумма экзонов (во времена Лысенко понимание генетиками сущности генов было ещё более примитивным), то все, что передает наследственные признаки без передачи в другой организм самого гена, то это и будет внегенетическое наследование в широком смысле слова. Термин эпигенетика предложен К. Уодингтоном (335). В научной литературе широко распространено слово эпигенетика. Я здесь буду употреблять более русифицированное слово надгенетическое (или ещё лучше внегенетическое) наследование.

Сейчас наравне с геномом выделяют эпигеном, который может быть охарактеризован как функциональное взаимодействие генома с локальными хроматиновыми уплотнениями в ядре, разными уровнями упаковки хроматина и ядерной архитектуры в целом (294). Мне кажется, что данное определение не совсем полное.

Правильнее было бы разделить всю наследственную информацию на хромосомный геном (информация содержащаяся в последовательности нуклеотидов ДНК), органельный геном (информация, содержащаяся в последовательности нуклеотидов ДНК, имеющейся в составе митохондрий и пластид) и эпигеном (информация содержащаяся в организации хроматина, РНК, мембранах, белках и гормонах, передаваемых через половые клетки). К внегенетическому наследованию следует отнести и передачу наследственных свойств при вегетативной гибридизации путем транспорта молекул РНК через плазмодесматы. Если же следовать другой классификации, то наследственную информацию можно разделить на хромосомную (это последовательности ДНК, гистоны и особенности их химического модифицирования и надхромосомную (внехромосомную). Это все остальное, включая ДНК митохондрий и пластид. С другой стороны, инфромация, содержащаяся в последовательностях нуклеотидов ДНК может передаваться "вертикально" через половые клетки или горизонтально — другими способами. Хромосомная наследственная информация изменяется с результате мутаций и кроссинговера (обмена участками между парными хромосомами) во время полового процесса.

Что такое генетика, молекулярная биология, биохимия и эпигенетика в шутливой форме лучше всего определил Т. Бестор. Если есть известный ген и известный продукт, полученный на основе информации, записанной в гене, то это молекулярная биология. Если есть известный ген и неизвестный его продукт, то это генетика. Если ген неизвестен, а продукт известен, то это биохимия. Если же неизвестны и ген, и его продукт, то это эпигенетика (351). Отмечу, что вне-генетическое наследование может продолжаться тысячи лет и участвовать в эволюции. А раз так, то возникает вопрос, а как же тогда догма формальных генетиков о наличии некоего изолированного от тела и неизменяемого наследственного вещества?

Сейчас предложено несколько классификаций видов внегенетического наследования. Вот одна из них.

1. Мобильные генетические элементы в хромосоме передают наследственную информацию. Как они функционируют, никто не знает.

2. Цитоплазматическая наследственность (митохондрии, пластиды). Тут тоже много загадок.

3. Метилирование ДНК, что нарушает упаковку и считывание

4. Перенос между клетками малых молекул РНК имеющие вид двойных цепей. У растений ещё есть перенос матричной РНК через плазмодесматы (см. ниже).

5. Метилирование, ацетилирование и другие химические модификации гистонов, что нарушает "расплетание-сплетание" хромосомы

6. Мембранное контактное наследование через ассоциированные с мембраной белки по прионовому типу у животных.

7. Цитоплазматическое контактное наследование через белки по прионовому типу у дрожжей

8. Асимметрия зиготы и организма наследуется не через гены, а через цитоплазму.

8. Наследование через взаимную активацию и блокирование генов.

Другие авторы выделяют ещё несколько типов собственно внегенетического наследования.

1. Внегенетическое наследование между несколькими поколениями. Фенотип сохраняется несколько поколений, хотя он не детерминирован в генах.

2. Парамутации, это взаимодействия между аллельными генами, что ведет к надгенетическому типу наследования.

3. Влияние фенотипа родителей на фенотип потомства. При этом некоторые приобретенные признаки, которые родители получили во время своей жизни, передаются по наследству.

4. Внегенетическое наследование, связанное с изменениями в половых клетках. Изменения хромосом в половых клетках передаются по наследству в течение несколько поколений посредством тех же половых клеток.

5. Передача поведенческих стереотипов через запись информации в синапсах в нервной ткани.

Я не буду обсуждать детали этих сложнейших процессов. Кому интересно, тот может почитать мою популярную книгу о генетике (ссылки во введении данной книги).

Давайте остановимся на некоторых видах внеядерного наследования чуть подробнее. Прежде всего, это генетический аппарат митохондрий и пластид. Поскольку митохондрии и пластиды произошли из прокариотов, то есть предшественников современных бактерий, они сохранили основные компоненты системы передачи наследственной информации, которая в них функционирует автономно от ядра. Там есть кольцевая молекула ДНК, есть аналоги мРНК, рРНК, тРНК…

Перевод наследственной информации, с гена на белок и затем на признак существенно определяется структурой хроматина, с которым взаимодействует. Последняя может быть направленно изменена внешними воздействиями и в ряде случаев обладает способностью наследоваться — как митотически, так и в процессе мейоза. Кроме этого существуют механизмы, передающиеся без участия нуклеотидной цепи ДНК, кодирующей тот или иной ген (26, 32).

В последние годы ученые открыли несколько способов передачи по наследству приобретенных признаков, способов, которые не связаны напрямую с изменениями ДНК, т. е. с мутациями в современном понимании этого слова. Поэтому такую наследственность называют эпигенетической, или надгенетической. Более того, в настоящее время для объяснения указанных экспериментов по передаче приобретенных свойств по наследству, без использования генетического материала выделилась целая наука эпигенетика. Познание разнообразных механизмов эпигеномного наследования представляется сейчас одной из самых актуальных проблем молекулярной генетики эукариот (26). Достаточно подробно разбирает научные результаты, касающиеся эпигенетической или неканонической наследственности, в своих интересных работах Голубовский (32, 33).

Открытие внегенетического наследования убедительно подтвердило правоту Лысенко. Стабильность признаков обеспечивается буферной емкостью всего генома, а не каким-то неведомым наследственным веществом. Посредством внегенетического наследования передаются признаки, которые появились под воздействием факторов окружающей среды. Ну чем не идея Лысенко о передаче приобретенных признаков?

4.5. ПРИМЕРЫ ВНЕГЕНЕТИЧЕСКОГО НАСЛЕДОВАНИЯ

Идея эпигенетической наследственности имеет долгую историю. Ещё в 1934 г. Морган предположил наличие эпигенетических факторов. Но эта его идея отвергалась до середины 50-х годов. Для читателей, которые этим специально не занимаются, я кратко расскажу об эпигенетике. Вначале отмечу, что хотя эпигенетическая изменчивость уже давно и интенсивно исследуется, но тот факт, что она опровергает формальную генетику почему-то замалчивается.

Сейчас биологи находят все больше признаков, которые приобретаются организмами в течение жизни, никак не влияют на генотип, но при этом передаются потомству. Этот феномен известен как эпигенетическая наследственность. Сейчас наконец, западные исследователи начинают осознавать, что наследственность, не ассоциированная с ДНК, встречается в природе гораздо чаще, чем думали раньше. Эпигенетическая наследственность проявляется практически повсеместно. Она обнаружена у бактерий, простейших, грибов, растений и животных, включая человека. Сегодня известна лишь малая часть механизмов эпигенетической наследственности. Как говорили П. и Д. Медавары, “Генетика предполагает, а эпигенетика располагает” (241).

За 145 лет, прошедших со дня публикации статьи Менделя открыто не более нескольких сотен случаев менделеевского типа наследования. Напротив, количество доказанных случаев внегенетического наследования уже превысило число установленных фактов менделевского наследования и это, учитывая, что исследования в данном направлении на Западе только начались. Им не более 10–15 лет.

Изучая данный вопрос, я скачал через Интернет из ведущих биологических журналов несколько научных обзоров, посвященных эпигенетическим (внегентетическим) механизмам наследования признаков, и внимательно их прочитал (; 178, 211, 347).

Например, в обзоре Йоунгсона и Увайтло (347) на основе анализа 142 двух статей приводятся убедительные данные о существовании внегенетического наследования в различных организмах. Поскольку мы ведем речь о Лысенко, то важно подчеркнуть, что в мире растений доказана передача фенотипических изменений, которые обнаруживались на материнском растении после ряда воздействий потомству: хищничества (которое редко, но существует в мире растений), конкуренции с другими особями, типа почвы, температуры, светового режима, наличия питательных веществ в почве или в омывающем корни растворе и т. д.

Сначала я хотел долго и нудно объяснять, что такое метилирование и деметилирование цитозина и аденозина — нуклеотидов ДНК, с чем его едят…, что такое горизонтальный перенос генетической информации, как осуществляется наследование через дойные цепи РНК, почему и как осуществляется ацетилирование гистонов и химическая модифицирование других белков хроматина, но потом понял, что читателю это будет не интересно. Поэтому я написал большую книгу о популярной генетике и выложил ее в Интернет (ссылки на неё даны во Введении). Там я подробно объясняю, все эти недавно открытые механизмы наследования, попутно говорю о менделевском типе и популярно описываю, как работает наследственный аппарат. Тех из дотошных читателей, кто заинтересуется вопросом и захочет узнать об этих механизмах побольше, я отсылаю к данной книге. Я не буду здесь пересказывать весь 25 страничный обзор Йоунгсона и Увайтло (347), причем напечатанный мелким почерком. Тем более, что язык его слишком специален. В данном обзоре, в таблице 1 приведены 16 наиболее убедительных описаний внегенетического наследования у растений, насекомых, животных и людей. Ожирение негров США — пример передачи приобретенных признаков по наследству.

Эпигенетическое наследование обнаружено у насекомых. В качестве примера можно привести и эксперимент на плодовой мушке Дрозофиле, в котором насекомые были подвергнуты воздействию определенных химических веществ, вызывавших рост жестких хитиновых щетинок в области их глаз. Воздействию подвергалось одно поколение мошек, но хитиновые щетинки сохранялись еще в 13-и поколениях насекомых.

Есть внегенетическое наследование у мышей. Например, если самцов мышей облучить рентгеновскими лучами, то повышенный уровень мутагенеза обнаруживается во втором и даже в третьем поколении. Точном также при воздействии на беременных крыс токсичного агента, вызывающего нарушения работы половых гормонов, приобретенное заболевание также сохранялось в нескольких поколениях животных, уже не подвергавшихся никаким воздействиям (347).

Другой пример стойкого эпигенетического изменения — изменение уровня метилирования участка ДНК вблизи гена «агути» вызывает наследуемые различия окраса среди генетически идентичных мышей (231).

Внегенетические способы наследования обнаружены и у человека. Приводятся убедительные доказательства передачи приобретенных признаков в течение нескольких поколений у людей. Заметное ожирение или исхудание у человека появляется буквально за 3 поколения. Т. е., к примеру, при хроническом недоедании в течении 3-4-х поколений регуляторные гены изменяются и рост размеров тел начинает заметно тормозиться независимо от уровня питания в настоящий момент. При этом структурные гены еще не меняются. Получается этакое промежуточное состояние, когда мутация уже вроде есть, но еще обратима. Статистически доказано, что у детей и внуков индивидуумов, голодавших в молодости, повышен риск развития сердечно-сосудистых заболеваний и диабета. Во всех этих случаях носителем наследственной информации является не ДНК (241).

Внегенетический механизм наследования доказан для такого наследственного заболевания как гипертрофия миокарда (257). При введении животному кортизона характер метилирования ДНК в печени изменяется.

Наконец, когда при наследовании групп крови информация о антителах против соответствующих агглютининах переносится с помощью вирусов, то это явно не генетический перенос (см. ниже).

Внегенетические системы наследования особенно хорошо развиты у растений. В растениях 5-метилцитозин по количеству сопоставим с цитозином. В растениях до 30 % генов, которые работают в режиме копирования информации, метилированы (231). Ингибирование метилирования ДНК ведет к наследуемому в нескольких поколениях сильному увеличению содержания белка в зернах. В растениях под воздействием фитогормонов уменьшается метилирование ДНК в клеточном цикле (331, о метилировании чуть ниже).

Функция генома в растениях особенно сильно зависит от таких эпигенетических изменений хроматина, как метилирование ДНК и посттратнсляционная модификация гистонов. В этом процессе существенную роль играют малые молекулы РНК, регулирующие распределение данных изменений хроматина. Хотя данные изменения не затрагивают саму последовательность нуклеотидов в ДНК, они передаются по наследству, часто в течение нескольких поколений (231).

Оказывается, законы Менделя могут выполняться и для внегенетического наследования. Одним из признаков, отличающих сорта растений друг от друга является задержка цветения. Было обнаружено, что данный признак вызывается некоей мутацией, которая была названа неким фактором ФВА (FWA). Данная мутация считалась доминирующей мутацией. При использовании скрещивания по Менделю данная мутация вела себя как один из наиболее типичных представителей закона Менделя. Во втором поколении всегда было расщепление 3 к 1. Было показано, что мутации подвергся единственный ген, кодирующий некий белок, регулирующий транскрипцию (253). Однако при определении последовательности нуклеотидов мутантного гена обнаружить не удалось. Мутация была связана с метилированием ДНК во всех тканях, что вело к ошибкам в синтезе белков и задержкам в цветении (318).

4.6. МЕХАНИЗМЫ ВНЕГЕНЕТИЧЕСКОГО (ЭПИГЕНЕТИЧЕСКОГО) НАСЛЕДОВАНИЯ

Сейчас механизмы надгенетического наследования наследования классифицируются следующим образом (347).

1. Жёсткое (генетическое, твердое или менделевского типа) наследование, при котором признаки жестко определяются генотипом.

2. Мягкое наследование, при котором признаки детерминированы генотипом менее жестко. Видимо, сюда следует включить передачу наследственных свойств в условиях огромного количества параллельных функций белков.

В свою очередь выделяют отделенный от генетического внегенетический тип наследования. Внегенетическое наследование включает в себя физиологические и поведенческие (например, через информацию, записанную в нервных синапсах) механизмы передачи признаков между поколениями. Он включает следующие механизмы наследования.

Наследственные изменения, основанные не на переносе информации через ДНК было названо парамутациями По большей части оно встречается у растений, но идет стремительный процесс накопления сведений о том, что оно есть и у животных (195). Внегенетическое наследование основано не на законах Менделя.

Сейчас известно несколько механизмов ответственных за внегенетическое наследование. 1. Метилирование ДНК, 2. Химическая модификация гистонов и других ядерных белков, взаимодействующих с ДНК и входящих в хромосомы, в частности ацетилирование гистонов. Одними из первых роль метилирования ДНК открыли советские ученые под руководством профессора Ванюшина (подробнее см. 331, 332, 333).

3. Передача наследственной информации через матричные РНК, накапливаемые в сперматозоидах или через накопление там коротких молекул РНК, состоящих из двух цепей нуклеотидов.

Существуют вирусы, у которых хранилищем наследственной информации служат молекулы РНК (а не ДНК, как у всех прочих организмов), и у них есть специальный фермент обратная транскриптаза, которые умеют осуществлять "обратную транскрипцию", т. е. переписывать информацию из РНК в ДНК. Созданная таким путем ДНК встраивается в хромосомы клетки-хозяина и размножается вместе с ними (260).

4.7. МЕТИЛИРОВАНИЕ ДНК

Разберем некоторые типы внегенетического наследования более подробно. Нуклеиновые кислоты могут быть модифицированы путем присоединения сахаров к их свободным аминогруппам или метиловых групп к основаниям, что ведет к структурной и функциональной перестройке молекул. Из описанных механизмов эпигенетической наследственности наиболее хорошо изучено из них «метилирование ДНК». Метилирование ДНК — это модификация молекулы ДНК без изменения самой нуклеотидной последовательности ДНК.

В процессе жизнедеятельности к молекулам ДНК в клетках (в том числе и в половых) специальные ферменты "пришивают" метильные группы (-CH₃) к цитозину в составе особого динуклеотида в позиции N5 пиримидинового кольца. Метильные группы присоединяются к ДНК в определенной последовательности при помощи специальных ферментов — метилаз или метилтрансфераз. В 1961 г. был обнаружен фермент метилиназа. Было открыто также неферментное метилирование ДНК. Метилирование ДНК регулирует реализацию информации, записанной в геноме. Особый фермент ДНК метилтрансфераза переносит метильную группу на 5 позицию пиримидинового кольца. Метилируется только цитозин, после которого расположен гуанин.

Интересно, но к одним генам метильных групп "пришивается" больше, к другим — меньше. Распределение метильных групп по генам (так называемый рисунок метилирования) зависит от того, насколько активно тот или иной ген используется.

Получается совсем как с «тренировкой» (упражнением и неупражнением органов), которое Ламарк считал причиной наследственных изменений. Поскольку "рисунок метилирования" передается по наследству и поскольку он, в свою очередь, влияет на активность генов у потомства, легко заметить, что здесь может работать совершенно ламарковский механизм наследования: "натренированные" предками гены будут и у потомства работать активнее, чем "ослабевшие" от долгого неиспользования (90). Метилированию подвергается и ДНК митохондрий. При этом митохондриальная ДНК метилирована по-разному даже в пределах одной и той же клетки.

Так называемый «профиль метилирования» определяет, какие из генов будут у данной ДНК активны, а какие — нет. При этом профиль метилирования меняется в зависимости от условий, в которых находится клетка. Таким образом, только изменяя профиль метилирования, можно менять экспрессию генома, никак не затрагивая нуклеотидную структуру ДНК. Если нормальный профиль метилирования был изменен, например, мощным воздействием токсичного химического агента, то это изменение может сохраниться в поколениях. Результат, как в случае с экспериментом на беременных крысах, может оказаться драматическим, хотя, повторим, сама ДНК остается нормальной и не несет никаких угрожающих жизни и здоровью потомства мутаций (241).

В ДНК могут встречаться необычные метилированные основания 5-метилцитозин и 5-метиладенин. Метилирование остатков цитозина стабилизирует спираль ДНК. Когда цитозин превращается в 5-метилцитозин его склеивание с гуанином становится крепче. Наличие метильной группы препятствует приклеиванию особых белков — транскрипционных факторов. Однако после дезаминирование он превращается в тимидин и возникает мутация. Пара нуклеотидов ЦГ заменяется на пару ТА. Поэтому остатки 5-метилцитозина — горячие точки мутагенеза.

Метилирование ДНК регулирует экспрессию генов и клеточную дифференцировку (332). Метилирование цитозина приводит к тому, что к ДНК приклеиваются белки, ингибирующие транскрипцию (305). Метилирование транскрибируемой части гена не приводит к полному подавлению его транскрипции (61), однако метилирование резко нарушает функцию белков синтезирующих информационную РНК, и это ещё один источник ошибок при синтезе белка. Метилирование снижает скорость и точность копирования информации. Клетка решила и эту проблему создав особые белки деметиляторы. Обычно метилирование выключает данный ген из системы и белок на нем не может синтезироваться. Метилирование ДНК, видимо, сохраняется при делении. На этом основано существование разных клеток и тканей в организме животных. Этот механизм можно рассматривать как часть эпигенетической (когда информация записана не на ДНК) составляющей генома (90).

Метилирование ДНК уменьшается с возрастом. Это явление было открыто советским ученым Ванюшиным (331, 333). При раке уменьшается метилирование ДНК (331, 333). Метилирование ДНК участвует в созревании клеток (275, 305).

Эксперименты показали, что если пометить ядро соматической дифференцированной клетки в цитоплазму яйцеклетки или цитоплазму, взятую из стволовых клеток, то изменяется уровень метилирования ДНК (344). Метилированная ДНК передается в дочернюю клетку, то есть не мешает удвоению ДНК (330). Метилирование цистеина и гистонов мешает перепрограммировать геном ядра для начала развития.

Особенно широко метилирование ДНК и гистонов распространено у растений и именно оно задействовано в изменении признаков при целенаправленном отборе при выведении сортов (см. ниже). У растений метилирование ДНК меняется при прорастании семян, при переходе к цветению и после заражения грибами и вирусами.

Однако, например, у круглого червя Caenorhabditis elegans метилирование цитозина почти не наблюдается, в то время, как у позвоночных обнаружен высокий уровень метилирования — до 1 % (20).

Таким образом, метилирование ДНК и гистонов влияет на процесс передачи наследственной информации по пути, в котором участие последовательности нуклеотидов ДНК минимально.

Когда же нуклеотиды ДНК подвергаются гликозилированию, то это также приводит к мутациям из-за прямого повреждения ДНК и инактивации систем репарации ошибок рекомбинации, а также вызывает повышенную ломкость хромосом.

4.8. МАЛЫЕ РНК

Не всегда метилирование, ацетилирование, гликозилирование… ДНК могут объяснить наблюдаемые эффекты переноса наследственной информации. Существенную роль во внегенетическом наследовании играют малые молекулы РНК, способные через склеивание с цепями нуклеотидов ДНК или матричной РНК регулировать копирование и передачу наследственной информации.

В последние годы в молекулярной генетике сделан ряд важнейших открытий. Одним из них является обнаружение молекул РНК, состоящих из двух цепей, наподобие ДНК. Эти молекулы синтезируются в ядре путем обычного механизма транскрипции с помощью РНК полимеразы II. Вначале данная молекула РНК, синтезированная в виде одиночной цепи, имеет шапочку в резко аденилированный хвост как и обычная матричная РНК. Однако из-за наличия комплементарных (если их поставить в противоположных направлениях) друг другу областей цепи нуклеотидов длиной как минимум 20 нуклеотидов и расположенных один за другим с интервалом как минимум 4–5 нуклеотидов формируется структура, похожая на шпильку с основанием в виде двойной цепи РНК длиной 20 и более нуклеотидов и петельки на верхушке, соединяющей обе цепи.

В ядре расположена специальная рибонуклеаза, способная резать двойные цепи РНК. Это белок под названием Дроша (Drosha) вместе с молекулами РНК и его партнером Паша (Pasha or DGCR8). Этот фермент отрезает шпильку длиной 70-100 нуклеотидов от синтезированной молекулы РНК и данная шпилька переносится в цитоплазму с помощью белка под названием экспортин 5. В цитоплазме шпилька режется на сегменты длиной 18–24 нуклеотида белком Дайсер (Dicer), который кооперируется при выполнении данной функции с белком ТРБП (TRBP). Затем эти короткие сегменты двойной цепи РНК взаимодействуют с крупным агрегатом белков, который называется РИСК (RISK). Комплекс включает в себя несколько белков из семейства Аго (у людей Ago1-4). Этот комплекс расплетает двойную цепь РНК и ослабляет у себя только одну из цепей. Вместе с данным сегментов РНК данный комплекс способен приклеиваться к тем молекулам матричной РНК, которые комплементарны цепи нуклеотидов данного сегмента (207). Если отделенная от основной вторая цепь короткого сегмента двойной РНК не успевает быть разрезанной на нуклеотиды цитоплазматическими РНКазами, то она может попасть в ядро и приклеится к комплементарному участку синтезируемой РНК или ДНК, если он в данный момент открыт (это бывает в момент репликации, когда ДНК удваивается. Малые молекулы РНК после своего расплетания могут приклеиваться к "гену ДНК и вызывать его "молчание", блокируя его трансляцию (351). Тем самым данный ген перестает функционировать.

Так называемые малые РНК (это молекулы РНК, содержащие участок с двойной цепью) участвуют во внегенетическом переносе (178). Они передают информацию о том как надо изменить белки хроматина, чтобы адаптироваться к внешним условиям.

Передачи признаков посредством двойных цепей РНК может осуществляться через половые клетки.

У одноклеточных животных обнаружено, что с помощью малых двойных РНК может осуществляться удаление гена из генома. Имеются механизмы по переносу малых двойных РНК в ядро с последующим целенаправленным удаление генов, против которых направлена комплементарность. Открыты механизмы участвующие в переносе малых двойных молекул РНК в ядро с целью целенаправленного удаления генов из генома (278). Даже без наличия межклеточных мостиков, как это имеется в растениях, молекулы РНК легко переносятся у млекопитающих в сперматозоидах. А что говорить о клетках растений, которые все соединены межклеточными мостиками. РНК содержащаяся в половых клетках, и в особенности в сперматозоидах животных служит одним из механизмов для внегенетического наследования. Она служит эпигенетическим регулятором и содержит сигналы, передающиеся через поколения (196).

4.9. МЕТИЛИРОВАНИЕ И АЦЕТИЛИРОВАНИЕ ГИСТОНОВ

Хроматин сам по себе несет информацию, которая не записана в ДНК. Она может быть довольно стабильной и передаваться из поколение в поколение (255). Свойствами внегенетического наследования обладают следующие свойства хроматина: 1) распределение и организация в пространстве метилирования и ацетилирования гистонов, 2) его трехмерная организация.

Для изменения степени в взаимодействия гистонов с ДНК необходимы биохимические превращения гистонов (это белки, образующие диски, на которые накручивается двойная спираль ДНК) и ДНК, которые само по себе требуют энергии АТФ. Такие модификации ведут к сборке, перемещению и разборке нуклеосом и обмену гистонов в них (189, 255).

В ДНК имеются определенные сегменты, которые имеют большее сродство с ДНК. Поэтому одни нуклеосомы могут быть гибкими, другие менее гибкими (255). В целом же нуклеотидные последовательности ДНК не определяют положение нуклеосом в ядре (349). Однако ферменты, которые обеспечивают ремоделирование могут быть чувствительны к тому, как расположены нуклеотиды в ДНК (255).

Белковые комплексы нуклеосом могут двигаться по ДНК и изгибаться, что делает хроматин гибким (189). Упаковка нуклеосом в трехмерные структуры более высокого уровня также изменяет доступность ДНК для белков, склеивающиеся с ДНК. Упаковка ДНК в нуклеосомы делают ее менее доступной для белков и других молекулярных машин, которые считывают с неё информацию. Хотя некоторые ядерных белки легче приклеиваются к ДНК, накрученной на нуклеосому. Плотная упаковка хроматина защищает ДНК от повреждений. Уменьшение степени конденсации хроматина связано с сильным ацетилированием гистонов (255).

Одним из способов регулирования функциональной активности генома является химическая модификация гистонов. В ядре двойная цепь ДНК делает двойной спираль дважды обвивает белковый комплекс, состоящий из 8 белков гистонов. Гистоны — это белки, ответственные за плотную упаковку цепи ДНК в хромосомы. Вместе с ДНК и некоторыми другими белками, гистоны образуют хроматин, видимую под микроскопом структуру ядра. Термин хроматин был впервые предложен В. Флеммингом ещё в XIX веке.

Гистоны могут подвергаться метилированию (присоединение СН₃ группы), ацетилироваться (присоединение С₂Н₅ группы), фосфорилироваться (присоединение остатка фосфорной кислоты), сшиваться с коротким полипептидом под названием убиквитинин или небольшими белками, подобными убиквитинину. Распределение модифицированных гистонов неоднородно. Например, теломерный и перицентрический хроматин чаще всего имеет низкий уровень ацетилирования гистонов (294).

Подобные химические изменения гистонов часто приводят к внегенетической передаче наследственной информации (231, 286). Например, ацетилирование гистонов ведет к активации генов, тогда как присоединения убиквитина или подобных белков ведет к угнетению работы генов. Из-за ацетилирования приклеивание ДНК к гистоновому комплексу становится менее плотным и ДНК становится доступнее для транскрипции (305, 322). Тем самым возникает наследственное изменение структуры хроматина без изменения первичной структуры ДНК. По сути, можно говорить об особом гистоновом коде.

4.10. ПРИОНЫ

Прионы — это особо упакованные белки нейронов, которые при контакте с таким же белком насильственно его изменяют так, что он приобретает форму приона и получается две прионовые частицы. Прионы после прохода по транспортному пути оказываются на внешней стороне плазматической мембраны. В результате мутации или попадания приона извне, информация, связанная с трехмерным строением прионов, передается путем контакта белков и никак не связана с ДНК. При контакте клеток возможен контакт здорового и поврежденного белка приона и перенос информации с белка приона на одной плазматической мембране на здоровый белок, расположенный на другой плазматической мембране и тем самым распространения заражения. Ферменты клеток ни в лизосомах, ни во внеклеточном матриксе не могут резать прионы. Получается инфицирование и распространение токсического белка без всякого участия генов (187). Подобный тип наследования обнаружен для неких факторов в цитоплазме дрожжей. В данном случае возникает цитоплазматический тип наследования как в случае с пластидами и митохондриями. При прионном типе наследования белки не изменяют код ДНК, а лишь служат переключателями функционального состояния белковой системы.

Сверхэкспрессия белков, предшественников прионов, у мышей вызывает спонтанное появление прионных белков в цитоплазме клеток (56).

4.11. НАСЛЕДОВАНИЕ ТКАНЕВОЙ ПРИНАДЛЕЖНОСТИ

Центральная догма молекулярной биологии предложенная Криком (194) описывает механизмы, обеспечивающие тот факт, что все клетки сходны, но она оставляет вопрос открытым, как клетки высших организмов становятся разными. Есть данные о том, что все начинается с асимметрии зиготы — молекулы мРНК двигаются к одному полюсу яйцеклетки по цитоскелету (328). В 1956 г. Бирманом было открыто (166), что строение хромосом изменяется в ходе дифференцировки (созревания) тканей.

У человека имеется более 250 различных типов клеток. Подавляющее большинство клеток при созревании сохраняет весь свой генетический материал, однако не все гены используются для синтеза белков. У многоклеточных организмов большинство меток организма содержит полный набор генов, но обычно из этого набора используется крайне незначительный объем информации. Клетка просто физически не в состоянии постоянно синтезировать все 21000 генов одновременно (242).

Боннер (177) пишет, что каждый тип специализированных клеток высших организмов содержит характерные для них ферменты, но каждая продуцирует только часть ферментов, для которых их геном содержит всю информацию Он отмечает: ясно, что ядро содержит некоторые другие механизмы, которые определяют в каких клетках и через какое время в течение развития каждый ген должен быть активирован и произвести свою мРНК, и в каких клетках каждый ген должен оставаться неактивным, подавленным. Должна быть другая информация, не только та, что заключена в ДНК и обеспечивает синтез белка для того, чтобы объяснить клеточную дифференцировку".

Постоянно информация считывается только с тех гены, которые кодируют структурные белки и ферменты промежуточного метаболизма. Кроме этих постоянно необходимых генов имеется много других генов, активных только в определенных типах клеток, при определенных метаболических условиях или во время дифференцировки. Синтеза белка активируется по мере надобности и регуляция данного процесса чрезвычайно сложна.

Уровень экспрессии гена (то есть уровень синтеза кодируемого им белка) зависит от взаимодействия имеющегося набора транскрипционных факторов и доступности определенной части генома для синтеза РНК. В свою очередь доступность ДНК для синтеза на ней РНК определяется строением и химическим составом хроматина и метилированием самой ДНК (250).

По этому признаку, гены (пока я это слово употребляю условно) могут быть разделены на гены, которые экспрессируются во всех типах клеток и гены, которые экспрессируются только в определенном типе клеток (242).

Наследование тканевой принадлежности в культуре клеток животных и наследование фенотипических свойств при искусственном отборе растений и домашних животных, а также после вегетативной гибридизации основывается на активировании особых белков, так называемых транскрипционных факторов, но это не отрицает того факта, что приобретенные ими свойства наследовались в ряде поколений (292).

4.12. ИНАКТИВАЦИЯ ГЕНА

Один из вариантов «внегенетического» наследования приобретённых признаков основан на взаимной активации и инактивации генов… В активации/инактивации гена могут играть существенную роль как взаимодействие разных хромосом друг с другом, так и расположение гена на внутриядерной территории, запрещающей или, напротив, разрешающей экспрессию гена. Как пишет Марков (90), если мы рассмотрим систему из двух генов, где ген А контролирует синтез белка, одна из функций которого состоит в блокировании работы гена Б, а ген Б, в свою очередь, определяет выработку другого белка, способного «выключать» ген А, то такая система может находиться в одном из двух состояний: либо ген А «работает», и тогда ген Б «выключен», либо наоборот. Допустим, что переход системы из одного состояния в другое может происходить только в результате какого-то особого внешнего воздействия, происходящего довольно редко. То состояние, в котором находится эта «двухгенная» система в клетках матери, будет через яйцеклетку передаваться ее потомству (поскольку сперматозоид содержит пренебрежимо малое количество белков). Если же при жизни матери система переключится в другое состояние, этот признак передастся потомству, родившемуся после «переключения».

Наследуемые в клеточных поколениях активные или неактивные состояния гена, определяемые межхромосомными взаимодействиями или расположением гена в определенном внутриядерном пространстве, носят эпигенетический характер, то есть они не связаны с изменением нуклеотидной последовательности ДНК и являются обратимыми. Молекулярные механизмы эпигеномного наследования в этих случаях остаются полностью загадочными в отличие от других известных примеров наследуемого переключения активности генов, где существенную роль играют процессы обратимого метилирования ДНК.

Если несколько ферментов участвуют в выполнении какой-то одной определенной задачи, например, последовательно катализируют цепь биохимических реакций, расщепляющих, например, лактозу или синтезирующих аминокислоты, например, лейцин или триптофан, то очевидно, что синтез каждого из этих ферментов должен быть скоординирован с синтезом других ферментов этого метаболического, иначе единый метаболический путь не будет работать нормально.

У прокариот (бактерий) такая координация достигается тем, что гены таких ферментов расположены рядом (без "пробелов", останавливающих транскрипцию) и транскрибируются они с единой регуляторной зоны (в которой расположены промотор и оператор) в виде особой полицистронной (с множеством экзонов) мРНК. Такая организация регуляторных и структурных генов названа опероном.

Чтобы оперон заработал, РНК полимераза должна присоединиться к промотору, а репрессор, под действием определенного регуляторного сигнала, отсоединиться от оператора и, тем самым, открыть РНК-полимеразе путь для транскрипции структурных генов. В геноме бактерий расположены тысячи оперонов, в которых, в свою очередь содержатся структурные гены, кодирующих белки (или особые структурные РНК, не кодирующие белки), участвующие в выполнении какой либо единой функции.

Слияние крысиного миобласта и куриного эритроцита (эритроциты у птиц имеют ядра) приводило к набуханию ранее резко конденсированного ядра эритроцита (302). Слияние клеток мышц мыши с клетками печени, кожи или соединительной ткани вызывало активацию многих генов, которые ранее не использовались в мышечных клетках для синтеза закодированных в них белков и это происходило без участия эмбриогенеза (292).

4.13. ЧТО ПОКАЗАЛО КЛОНИРОВАНИЕ ДОЛЛИ?

Одним из аргументов в пользу исключительной роли ДНК в наследовании могли бы стать эксперименты с клонированием животных. Но стали ли? Только близнецы, появившиеся из двух клеток-бластомеров, появившихся из только что разделившейся зиготы, то есть клетки, которая образуется после слияния яйцеклетки и сперматозоида, имеют совершенно одинаковый генотип. Но у них имеются также совершенно одинаковые наборы РНК, белков, липидов и гормонов. В последние годы попытки доказать, что является единственным носителем наследственности были сделаны при клонировании животных.

Сначала небольшой экскурс в историю клонирования. Долли (англ. Dolly) — самка овцы, первое млекопитающее, успешно клонированное из клетки другого взрослого существа. Эксперимент был поставлен в Шотландии, где Долли и родилась 5 июля 1996 года. Клонирование произвела группа учёных, возглавляемая Я. Уилмутом и К. Кэмпбелом. Пресса объявила о рождении Долли лишь через 7 месяцев — 22 февраля 1997 года (343). Овца Долли умерла 14 февраля 2003 года, прожив 6,5 лет. При клонировании Долли было проведено 277 экспериментов и все неудачные, кроме последнего. В процессе «создания» Долли, в 277 яйцеклеток были перенесены ядра, взятые из вымени животного-донора. Из них образовалось 29 эмбрионов, один из которых, Долли, выжил (186, 343).

Следует отметить, что в популярной литературе имеются искажения того, что на самом деле было сделано. Например, считается, что из яйцеклетки второй "мамы" было удалено ядро. Вместо него в яйцеклетку поместили ядро из клетки молочной железы "мамы" номер один. Полученный гибрид пересадили в матку третьей приемной "мамы". Рожденная же от нее Долли явилась точной генетической копией первой овцы.

Здесь не все утверждения верны. 1. Для Долли не стали пересаживать ядро, а просто с помощью электрического импульса индуцировали слияние яйцеклетки с соматической клеткой, которая долгое время подвергалась голоданию (343). Мне думается, что, скорее всего, в качестве источника ядра для клонирования Долли была взята не соматическая клетка от животного, а стволовая клетка из молочной железы взрослой овцы и уже из нее произошла та клетка, которую использовали после долгого выращивания в культуре клеток. 2. Долли — это не точная генетическая копия, а результат взаимодействия точно того же набора нуклеотидов, что и у первой генетической мамы, и наследственных факторов цитоплазмы от второй мамы — продуцента яйцеклетки. Но, по сути, Долли даже не является клоном. Клоном называется группа организмов, имеющих идентичный геном (включая и внегенетические механизмы), после бесполого размножения от одного предшественника. Долли имеет другие генетические значимые факторы цитоплазмы, не такие, как ее генетическая мама, от которой взято соматическое ядро.

4.14. КТО БЫЛ ПЕРВЫМ?

Не верно расставлены и приоритеты. Увилмут и Кэмпбелл (343), клонировавшие Долли, не были первыми. Возможность клонирования эмбрионов позвоночных впервые была показана в начале 50-х годов в опытах на амфибиях. Впервые клонирование через ядро (пересадка ядра соматической клетке в яйцеклетку, лишенную своего ядра) было осуществлено на лягушках американскими исследователями Бриггсом и Кингом в 1952 г. (181), которые разработали микрохирургический метод пересадки ядер эмбриональных клеток с помощью тонкой стеклянной пипетки в лишенные ядра (энуклеированные) яйцеклетки. Они получили лягушку из соматического ядра, пересаженного в яйцеклетку. В своих экспериментах Бриггс и Кинг в 1952 г. пересадили ядро из клетки кишечного эпителия в яйцеклетку лягушки, лишенную ядра. Если пересадить в яйцеклетку лягушки, у которой ультрафиолетовым излучением разрушено ядерная ДНК, ядро, взятое от головастика, то получится зигота. В большинстве случае она гибнет, но в небольшом проценте экспериментов из зиготы может вырасти недоразвитая лягушка — головастик (181). Но здесь случились странности. Если ядро эпителиальной клетки бралось от взрослой лягушки, то полученный клон останавливался в своем развитии на уровне головастика. Если ядро бралось от головастика, то получалась взрослая лягушка (181, 330).

Более воспроизводимые результаты были чуть позже получены Гёдоном (227, 228), который первым в опытах с южноафриканскими жабами Xenopus laevis в качестве донора ядер использовал не зародышевые клетки, а уже вполне специализировавшиеся клетки эпителия кишечника плавающего головастика (227).

Ядра яйцеклеток реципиентов (получателей ядер) он не удалял хирургическим путем, а разрушал ультрафиолетовыми лучами. В большинстве случаев реконструированные яйцеклетки не развивались, но примерно десятая часть их них образовывала эмбрионы. 6,5 % из этих эмбрионов достигали стадии бластулы, 2,5 % — стадии головастика и только 1 % развился в половозрелых особей. В последующих работах как сам автор, так и многие другие исследователи не смогли подтвердить данные этих первых опытов.

Позже Гёдон модифицировал эксперимент (228). Поскольку большинство реконструированных яйцеклеток (с ядром клетки кишечного эпителия) погибали до завершения стадии гаструлы, он попробовал извлечь из них ядра на стадии бластулы и снова пересадить их в новые энуклеированные яйцеклетки (такая процедура называется “серийной пересадкой” в отличие от “первичной пересадки”). Число зародышей с нормальным развитием после этого увеличивалось, и они развивались до более поздних стадий по сравнению с зародышами, полученными в результате первичной пересадки ядер.

Таким образом, показано, что в случае амфибий донорами ядер могут быть лишь зародыши на ранних стадиях развития. Опыты с амфибиями показали, что ядра различных типов клеток одного и того же организма генетически идентичны и в процессе клеточной дифференцировки постепенно теряют способность обеспечивать развитие реконструированных яйцеклеток, однако серийные пересадки ядер и культивирование клеток в пробирке в какой-то степени увеличивает эту способность. Интересно, что у растений любая клетка может дать взрослую особь.

Первым ученым, который в 1986 г. опубликовал результаты клонирования млекопитающих, был эмбриолог С. М. Увиллэдсен (341, 342). Он предложил вместо клеток раннего эмбриона, куда раньше пересаживались ядра соматических клеток при создании клонов, использовать яйцеклетку. Некоторые авторы называют подобные эксперименты клонированием амфибий, хотя правильнее называть их клонированием эмбрионов амфибий, так как в этом случае мы размножаем бесполым путем не взрослых животных, а зародышей. До клонирования Долли уже предпринимались попытки создать полноценные клоны. Среди них — овцы Мэган (англ. Megan) и Мораг (англ. Morag), созданные той же группой исследователей из эмбриональных клеток (а не клеток взрослых животных). Статья о них была опубликована в журнале Природа (Nature) в 1996 г. (186).

4.15. ПРИНЦИПЫ КЛОНИРОВАНИЯ ДОЛЛИ

Чтобы понять принцип клонирования, надо вспомнить такие понятия, как соматическая клетка, геном, пересадка ядра. У человека все клетки организма могут быть разделены на половые, которые участвуют в образовании зрелых половых клеток, и соматические (от слова сома, тело), которые образуют тело. Отличия их в том, что соматические клетки широком используют свой генетический материал для жизнедеятельности, тогда как половые почти нет, сохраняя его в крайне конденсированной форме, что препятствует возникновению мутаций. Кроме того в процесс созревания половых клеток те из них, которые оказываются мутированными (где наследственное вещество изменено), из дальнейшего процесса удаляются. Соматические же клетки лишены действенных механизмов защиты от мутаций и удаления мутированных клеток.

Поэтому в них гораздо чаще можно найти мутации.

Сначала у животного медикаментозно стимулируют созревания яйцеклетки и затем с помощью ее тонкой трубки ее отсасывают из брюшной полости. Затем к ней в пробирке добавляют сперматозоиды, которых сливается с яйцеклеткой, оплодотворяя ее. Начинается развитие нового организма, в пробирке, но вне матки способность его клеток делиться очень ограничена. Через 13 суток, как правило, эмбрион, развивающийся вне матки человека, гибнет. Поэтому, например, британское законодательство устанавливает, что можно доращивать эмбрион в пробирке до 13 суток с целью получения клеточного материала.

Работа с реконструированными яйцеклетками крупных домашних животных, коров или овец, идет следующим образом. Сначала их культивируют не in vitro, а in vivo — в перевязанном яйцеводе овцы — промежуточного (первого) реципиента. Затем их оттуда вымывают и трансплантируют в матку окончательного (второго) реципиента — коровы или овцы соответственно, где их развитие происходит до рождения детеныша. Увилэдсен предложил заключать реконструированные яйцеклетки в агаровый цилиндр, который он затем трансплантировал в перевязанный яйцевод овцы (341). Культивирование соматических клеток в среде с резко пониженным содержанием сыворотки крови оказалось несущественным элементом метода (330).

Далее метод включает следующие этапы: 1. Удаление ядра из яйцеклетки с помощью микропипетки. 2. Внедрение в цитоплазму оставшейся яйцеклетки ядра соматической клетки (сейчас принята другая методика, которая оправдала себя в случае с Долли — соматическая клетка с помощью микроманипулятора помещалась под блестящую оболочку и затем под воздействием электрического импульса обеспечивалось ее слияние с яйцеклеткой). 3. Активация полученной зиготы с целью стимулировать ее деление. Для этого на зиготу воздействуют таким образом, чтобы вызвать повышение концентрации ионов кальция в ее цитоплазме. Кроме того с помощью лекарств в зиготе блокируется синтез белков. 4. Культивирование в пробирке начавшего делиться эмбриона. 5. Подсадка эмбриона суррогатной матери (330).

Если при манипуляциях с яйцеклеткой сохраняется ее блестящая защитная оболочка, состоящая из внеклеточного вещества, то соматическая клетка просто внедряется в пространство между плазматической мембраной безъядерной яйцеклетки и блестящей оболочки и затем вызывается с помощью определенного электрического импульса слияния яйцеклетки и соматической клетки. Затем повышают содержание ионов кальция в цитоплазме зиготы и добавляют блокаторы синтеза белка. Эти два стимула достаточные для того, чтобы заставить зиготу делиться (дробиться).

После того, как клонировали овечку Долли, появляются все новые и новые сообщения о клонировании все новых и новых видов животных. В настоящее время получены клоны многих других млекопитающих (292). Мышь удалось клонировать, используя ядра из полностью зрелых нервных клеток (205).

Проверка способности ядер разных соматических клеток (взятых от разных тканей, а их около 200 у человека) обеспечивать создавать после пересадки в лишенную ядра яйцеклетку создание целого организма обнаружила, что только около 12 тканей из 200 обладают этими свойствами, то есть их ДНК дифференцирована (изменена в процессе созревания) обратимо (330).

Пока выход положительных результатов очень невелик. Поскольку в серии опытов с клетками молочной железы из 277 реконструированных яйцеклеток был получен только один живой ягненок, то это говорит об очень низкой результативности такого рода экспериментов (0,36 %). С момента рождения Долли биологи создали массу самых разнообразных зверей. Вскоре после Долли из клеток взрослых животных удалось вырастить мышь, козу, свинью, корову, кошку. В 2009 году на свет появились "копии" буйвола, козы и верблюда. В Америке клонирование собак вообще поставили на поток.

4.16. ДОЛЛИЕВЫ ПРОБЛЕМЫ

Опыты на Долли показали, что геном млекопитающих не подвергается необратимым изменениям во время клеточной и тканевой дифференцировки и эмбрионального развития. Цитоплазма обычной клетки не может обеспечить развития целого организма (330, 344), а у растений может, но нужны направители и индукторы в виде гормонов или других клеток. Если взять одну клетку из корня моркови, то, применяя технику культуры ткани, из нее можно вырастить целое растение (226. С. 638).

Но главным лимитирующим фактором является видовая специфичность. С яйцеклетками, взятыми от другого вида животных клонирование не получается. Другой вид, даже с тем же числом хромосом, видимо, не работает, так как там цитоплазматические факторы не прошли тест на совместимость, как это делается во время видообразования. Кроме того однотипные гены у другого вида могут располагаться в разных хромосомах.

Сам по себе метод вызывает множество вопросов. Он очень груб. При этих очень грубых манипуляциях с яйцеклеткой теряется часть цитоплазмы яйцеклетки, при удалении ядра яйцеклетки остается часть ее ДНК или наоборот засасывается в микропипетку и удаляется избыточная часть цитоплазмы яйцеклетки. Куски оставшейся ДНК могут захватываться в новые ядра, которые формируются во время деления, а точнее дробления, оплодотворенной яйцеклетки, которая после оплодотворения носит название зиготы. Это потом ведет к нарушениям в реализации программы развития. В яйцеклетке остается масса молекул информационной РНК от прошлого хозяина. В яйцеклетке остается белковая наследственность от предыдущего животного. Именно этим, по-видимому, объясняется очень малая воспроизводимость получения гибридов млекопитающих из соматических клеток.

Замечено, что получаемые клоны млекопитающих обычно имеют проблемы с плацентой и страдают артритами (300). Кроме того Долли быстрее состарилась и объяснения этому феномену пока нет. Возможно, что соматические клетки накопили массу мутаций (изменений в последовательности нуклеотидов ДНК), которые не изменили ни одного признака, но ускорили старение. Старение овечки Долли могло быть также вызвано мутациями (нарушениями последовательности нуклеотидов в ДНК клетки, ядро которой использовали в экспериментах), которые не нарушали состав белковых молекул, но нарушали функцию молекул так называемых матричных или информационных РНК, на основе которых синтезируется собственно белок. Как видим, несмотря на казалось бы полную идентичность генетического материла у клонов все же имеются отличия от оригинала. Значит, только генами все объяснить нельзя, что снова говорит о том, что Лысенко был прав.

Итак, обособленного генетического вещества нет — ДНК не изолирована от клеточного метаболизма. Самое интересное, что до 1948 года мифическое наследственное вещество так и не было идентифицировано. По крайней мере, согласия (консенсуса) среди ученых в этом вопросе не было. До 1944 года именно белки считались субстратом наследственности (164, 226). Даже открытие ДНК не изменило ситуации, так как ДНК не вовлечена в синтез белка. Американские генетики в течение 8 лет не проявляли интереса к сделанному в 1944 году открытию роли ДНК в передаче генетической информации. Лишь к 1953 году, после создания теории, ставшей стержнем молекулярной биологии, выявилось значение этого открытия. Однако даже в 1960 году в Оксфорде вышла монография, в которой утверждалось, что ген имеет белковую природу (345). Сама ДНК и ее компоненты метаболизируются клетками, имеются даже болезни (подагра), связанные с нарушениями метаболизма ДНК. ДНК не единственное вещество, способное передавать наследственную информацию — имеет место наследование через РНК в яйцеклетке и при вегетативной гибридизации.

Кроме того имеется внегенетическое наследование, наследование через ДНК и РНК митохондрий, наследование наследование через цитоплазму: через цитоплазматические белки яйцеклетки, прионы и другие подобные типы наследования… В передаче наследственной информации широко задействован не только геном и генетические системы митохондрий и пластид (в растениях), но и другие, не связанные напрямую с геномом механизмы. Следовательно, и в вопросе Лысенко был прав Лысенко, а не формальные генетики. По крайней мере, он ошибался меньше, чем тогдашние формальные генетики.

Молекулярная биология доказала, что исключительность наследственного вещества и его отделенность от тела организма — мифы. Идея мобильных наследственных элементов дискредитирует идею о том, что гены тождественны хромосомам. Горизонтальный перенос и эпигеномная наследственность говорят о том, что наследственная информация не связана исключительно с каким-либо одним веществом. В то время формальные генетики связывали наследственность только с ядром и хромосомами и поэтому не могли признать результаты гибридизации, полученные Мичуриным (263). Сейчас же доказано, что гены могут двигаться между хромосомами и между видами. Сама цитоплазма ооцита оказывает влияние на степень проявления признака у потомка. Тем самым опровергнута и догма классической генетики о "принципиальной" случайности мутаций.

"Современная" молекулярная биология признала, что в этом вопросе "классическая" генетика не права. Цитоплазма также является носителем генетических свойств клетки. Более того, установлено, что никакого отдельного и неизменяемого вещества нет. ДНК содержит только 5 % участков, где зашифрованы белки. Остальное — шум. ДНК постоянно метаболизируется и изменяется. Наследственные свойства могут передаваться и посредством РНК. Гены постоянно изменяются, признаки же практически не изменяются из-за "буферности" целостного набора генов. Идея же мобильных наследственных элементов дискредитируют идею о том, что гены тождественны хромосомам (263). Однако и сейчас дискретные наследственные факторы — суть генетики. О том, что на Западе была (да и есть) жесткая догма в отношении формальной генетики, предписывающей, что нет изменений, кроме мутаций в веществе наследственности, свидетельствует Мак-Клинток в воспоминаниях о том, как коллеги встретили ее сообщение гробовым молчанием.

Основная масса фенотипических признаков не записана, а формируется через взаимодействие с окружающей средой и через взаимодействие белков, активированных в условиях данной среды. Например, если от ребенка с группой крови АВ в определенный момент развития убрать галактозу, и одновременно давать внутрь ингибиторы ферментов синтезирующих и транспортирующих галактозу внутрь просвета пластинчатого комплекса Гольджи, то он будет иметь другую группу крови… Мичуринские генетики никак не полагали, что можно резко изменить организм. Это можно сделать постепенно. Да, они, как обычно, преувеличивали свои выводы и говорили о том, что вид может получаться даже на полях или в лесах… Но это обычный подход в науке — преувеличивать значение собственной гипотезы.