Автор: Сложные научные понятия простыми словами.
Биоинформатик Анна Иванова помогла слушателям подкаста «Пульверизатор науки» разобраться, как работают гены и что такое хромосомы. А также понять, могут ли генетики предсказать характер будущего ребёнка и не унаследует ли он склонность к опасным привычкам.
Анна Иванова Биоинформатик и дата-сайентист. Автор книги «Как ГМО спасают планету», подкаста «Мышь погрызла» и блога Lab Mouse.
Как можно наглядно представить функции генов и хромосом
Для простоты вообразим себе книгу рецептов. Там есть все блюда, какие только возможны: пицца, глинтвейн, кексы и тортики и так далее.
А теперь представим, что мы находимся в Австралии в разгар жаркого лета. Вряд ли нам захочется пить глинтвейн — скорее всего, мы приготовим мороженое или овощной салат, то есть обратим внимание именно на эти рецепты. А вот на полярной станции тот же напиток будет очень кстати. И мы, скорее всего, откроем страницу, где написано именно про него.
ДНК — эта самая книга, в которой есть рецепты всего, что только возможно.
Анна Иванова
Да, в кулинарной книге могут быть и картинки, и реклама, и заметки на полях. Но главное в ней — именно рецепты.
Хромосома — это отдельный блок рецептов. Например, специальная подборка для кухни на полярной станции. Но важно заметить: неверно утверждение, что одна хромосома содержит лишь гены, которые отвечают за один конкретный механизм нашего тела. «Рецепты», необходимые для работы этого механизма, могут лежать в разных блоках‑хромосомах. А в одной могут быть гены, которые отвечают за различные функции организма.
Верно ли, что хромосома похожа на букву Х
Мы привыкли представлять хромосомы в виде двух слипшихся крест‑накрест кукурузных палочек, которые образуют букву Х. Такими они и правда бывают, но далеко не всегда.
Я когда в школе училась и видела эту картинку в учебнике биологии, у меня был абсолютный диссонанс в голове. Подождите, стоп! Почему вы называете Х‑хромосомой только одну конкретную, а у вас на картинке все остальные хромосомы тоже на Х похожи? Вы с чего решили, что одна хромосома Х, а все остальные — не Х?
Анна Иванова
Дело в том, что картинки в учебниках появились в те времена, когда не было электронных микроскопов и современных методов математического моделирования. Учёные могли разглядеть хромосомы лишь в оптический микроскоп. Причём генетический материал можно было увидеть лишь в единственный момент — перед окончанием одной из фаз деления.
Наша ДНК, если вытянуть её в длину, окажется больше двух метров. Представьте, как можно такую верёвочку уложить в ядро размерами в несколько микрометров. Чтобы эта задача в принципе имела решение, нить‑ДНК нужно свернуть. Но не как попало, а определённым образом.
Вообразите клубок пряжи, которая состоит из выстроившихся в цепочку генов. Нам нужен определённый ген‑рецепт из середины клубка. Чтобы добраться до него, придётся размотать половину, а затем смотать обратно. Это очень неудобно. Поэтому ДНК сворачивается так, чтобы в любой момент каждый из её генов был доступен. На первый взгляд кажется, что укладка производится хаотично. Но на самом деле это чёткая структура, и любое её нарушение может привести к проблемам в организме.
Эта двухметровая нить ДНК в ядре клетки выглядит как тарелка с тонкими бесцветными спагетти.
Когда клетка начинает делиться, расходиться на две разные клетки, эта тарелка со спагетти должна расползтись на две новые. И в клетке механизмы организованы таким образом, что эта вся бесформенная масса спагетти сворачивается в плотненькие хромосомки, которые мы с вами уже видим в оптический микроскоп.
Анна Иванова
Две слипшиеся кукурузные палочки, или буква Х, — это две парные хроматиды, слепленные в одной точке. Такое соединение длится лишь миг — хроматиды вот‑вот разделятся, разойдутся по разным клеткам. Но это единственный момент, когда хромосому можно увидеть в оптический микроскоп. Поэтому такие фото и попали в учебники биологии.
Правда ли человек одинаково похож на обоих родителей
Нет, это не так. Представьте, что у нас есть морковный сок и яблочный. Если их смешать. получится морковно‑яблочный. Но он отличается по вкусу и от первого, и от второго. Новый вкус возникает именно благодаря их сочетанию. И уже нельзя сказать, какие оттенки у него от яблочного сока, а какие — от морковного. Получилась новая субстанция, которая отличается по свойствам от своих составных частей.
Можно применить эту аналогию и для появления нового человека. Мамины и папины гены смешиваются, и получаются иные комбинации, которые отвечают за появление новых свойств.
Вот что ещё важно. Хромосомы из половых клеток родителей сначала сливаются и объединяются попарно: первая с первой, вторая со второй, и так до конца цепочки. А потом, на следующей стадии, они снова расходятся.
Но на предыдущем этапе они соединяются очень плотно, буквально слипаются. И при разделении на папиной хромосоме останутся кусочки маминой, и наоборот. То есть появится новый генетический материал, отличный от прежнего. Этот процесс называется «конъюгация», или «попарное слияние гомологичных хромосом». В результате свойства организма малыша могут отличаться от папиных и маминых.
Природа придумала этот механизм, чтобы получить генетическое разнообразие. Но, кроме этого, происходит ещё и процесс образования мутаций, которые бывают как вредными, так и очень полезными для биологического вида. Рассмотрим, как это работает, на примере воображаемых зайчиков.
Перемешивание неких новых вариантов позволяет зайчикам быть очень генетически различными. И если однажды станет суперхолодно на несколько следующих лет, то зайчики погибнут. Останутся только те, у которых случайно в генетической составляющей оказалась мутация, с которой им было возможно существовать при изменившихся условиях.
Анна Иванова
Эти зайчики и оставят потомство, у которого в генах уже есть механизм, позволяющий выживать в холода. А значит, вид станет сильнее. Если же однажды наступит сильная жара, выживут уже те животные, у которых случайно появились мутации, позволяющие выдержать высокие температуры. Именно благодаря такой генетической изменчивости мы, обитатели Земли, научились приспосабливаться к самым разным условиям.
Итак, можно сделать вывод: ребёнок, конечно, наследует гены и признаки своих родителей, но не копирует их в точности. У него появляются новые признаки, которых не было у папы и мамы.
Покажут ли генетические тесты таланты и характер будущего ребёнка
Для начала нужно сказать, что у нас пока нет точных определений, что такое талант или, например, интеллект. Даже тесты IQ можно эффективно использовать лишь людям из одной культурной среды. Человек из общества с принципиально другими культурными традициями может показать очень низкий результат, хотя будет способен отлично сопоставлять факты, строить логические цепочки и делать выводы. То есть, что такое интеллект, люди пока не сформулировали точно. Ну а если мы не можем дать определение какому‑то качеству, то измерить его тем более не сумеем.
Многие считают, что генетика во многом определяет черты характера ребёнка. Так, часто можно услышать примерно такие рассуждения: «Если возьмёте малыша из детского дома, то с ним могут быть проблемы. Вдруг у него родители злоупотребляли алкоголем или даже наркотиками? Кто знает, не станет ли он вести себя так же, как они, и не повторит ли их судьбу».
Да, если у родителей были проблемы с алкоголем, это может чуть повысить вероятность появления такой же зависимости и у ребёнка. Но мы же помним: он не повторяет в точности маму и папу. Значит, его организм может реагировать на алкоголь уже по‑другому. Однако главное даже не в этом. Для появления привычек гораздо важнее среда, в которой окажется маленький человек.
Уже давно проведены исследования, которые показали: если у ребёнка есть генетическая предрасположенность к повышенной агрессии, то она может как появиться, так и нет. Это зависит от условий, в которых человек растёт. Если в детстве мальчика обижали, унижали, оказывали сильное психологическое давление, то во взрослом возрасте от него и правда можно ждать высокой склонности к агрессии. У девочек нет: с возрастом её уровень у них приходит в норму.
Казалось бы, мы нашли причину: агрессия — это генетически обусловленная штука. Но на самом деле нет. Если мы возьмём ребёнка, над которым не издевались в детстве и у него даже есть эта мутация, она никак не сработает у него в будущем. У него не будет повышенной агрессии. Давайте не будем искать каких‑то бракованных, генетически неправильных людей.
Анна Иванова
Но генетические тесты всё же очень полезны. Готовясь к беременности, пары могут сдать анализы и узнать, может ли у малыша возникнуть предрасположенность к каким‑то наследственным болезням. И это факт, а не ерунда и не обман коварных клиник, которые только и мечтают вытянуть из людей побольше денег.
Какие три мифа о генетике сейчас наиболее популярны
У некоторых людей и правда остались странные представления о наследственности.
Существуют национальные гены, особенные для каждого народа
Многие уверены, что можно выделить армянский, славянский, русский, финский и другие подобные гены. Это вообще один из самых распространённых мифов, если не наиболее популярный. Но можно сказать точно: нет, национальных генов не бывает.
Телегония работает
Это второй по популярности миф, и он, к сожалению, может сильно испортить жизнь многих людей. Телегония — псевдонаучная теория, в которой утверждается: если женщина до брака вступала в половую связь с другими мужчинами, ребёнок мужа унаследует их черты. Печально, что некоторые мужчины в это верят и даже бросают своих партнёрш — якобы боятся, что их дети будут похожи на тех, с кем девушка встречалась раньше.
Это просто миф, который родился в XIX веке из полнейшего профанства. И этот миф в XXI веке до сих пор диктует вот такое поведение людей.
Анна Иванова
Не бывает рыжих кошек — только коты
Это смешной миф, который родился из искажённой правды. На самом деле не бывает трёхцветных котов.
Если вы всё же видите такое животное и у него точно есть первичные признаки мужского пола, то это не совсем кот. У него немного другой хромосомный набор. Не стандартный XY, а изменённый — XXY. Такой котик не может иметь потомства, а ведёт он себя обычно как котёнок. И другие взрослые животные тоже не видят в нём конкурента в борьбе за самок.
Не верьте мифам о генетике — ищите правду.
