У высших многоклеточных организмов еще в конце прошлого века были найдены в ядрах клеток особые структуры - хромосомы, которые и оказались материальными носителями наследственных свойств. Число, форма, поведение хромосом, как выяснилось, строго индивидуальны для каждого вида организмов, и как по фотографии криминалисты опознают Преступника, так и по снимку хромосом опытный цитолог может иногда определить, с каким организмом он имеет дело. TTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTT
Собственно, открытие хромосом и выяснение их роли в передаче наследственных признаков и дало возможность создать новую науку - генетику, потому что, следя за изменениями формы - морфологии хромосом и соответственно признаков у организма, удалось сделать первые шаги к установлению точных законов генетики, и лишь затем найти другие пути вмешательства в сложные взаимодействия генетических структур. Так родился союз генетики - науки о наследственности, и цитологии - науки об устройстве живой клетки.
Блистательны были последствия такого союза. До сих пор тонкость и точность результатов классической генетики - почтенной науки, бесхитростно управлявшейся с помощью метода скрещивания организмов, различающихся какими-либо наследуемыми признаками, и цитологии, тоже обходившейся лишь лупами, да довольно примитивными микроскопами, удивляют ученый мир. Шутка ли сказать, пользуясь этими простейшими методами, классические генетики сумели построить генетические карты высших организмов, точнее которых до сих пор наука не знает; им удалось показать, что ген - эта ничтожная по размерам частица хромосом, не превышающая в длину 3-4 мк (да и то в развернутом виде), представляет сложную структуру.
Но как ни были велики успехи классической генетики, пришел час, когда понадобилось идти еще дальше, в глубь этих микронных корпускул, и узнать, что скрывается внутри них. Так появился новый союз - генетики, химии и физики. Появилась новая наука, которую окрестили молекулярной генетикой. На смену пергаментным мешочкам, скрывавшим оплодотворенные завязи, и простеньким микроскопам, в которые можно было рассматривать клетки, пришло самое сложное из всего доступного физикам и химикам оборудования: ультрацентрифуги, вращающие объекты с ускорениями в сотни тысяч раз большими ускорения силы тяжести; электронные микроскопы, в которые можно было разглядеть сами наследственные молекулы - ДНК и РНК; установки электронного парамагнитного и ядерного резонанса, позволявшие следить за быстрыми химическими реакциями, и многое другое. В стенах биологических .институтов появились физики, математики, кибернетики, химики, кристаллографы. И одно из первых детищ молекулярной биологии -структура ДНК -была предложена биологом, ставшим по сути дела кристаллофизикой и физиком-теоретиком. ДНК была найдена в составе хромосом всех без исключения организмов, поведение ее было детально изучено.
Долгое время в стороне оставался мир микробов. У них не удавалось найти хромосом, да и работать с микроорганизмами генетики не умели. Причем большая часть биологов полагала, что у мельчайших обитателей планеты все устроено по иным, нежели у высших организмов, законам. Но в 50-60-х годах этого века генетикам удалось разрушить преграду, отделившую микробы от высших организмов. Правда, у них не нашли хромосом, какие привыкли видеть в клетках животных и растений. Но зато нашли подобие хромосом в виде единичных молекул ДНК. Нашлось и некое подобие ядра. Его, по аналогии с нуклеусом, назвали нуклеоидом.
Выяснилось, что с микробами проще работать, чем с животными или растениями: они размножаются в рекордно короткие сроки, всего за считанные десятки секунд. Их гораздо проще выращивать и при желании можно культивировать в огромных количествах. Характер же наследования признаков, устройство и работа генов оказались схожими с таковыми у высших организмов. Так открылось обширное поле деятельности для молекулярных генетиков, которых выдающийся американский генетик М. Дельбрюк метко окрестил «серьезными детьми, любящими задавать глубокомысленные вопросы». В числе первых вопросов, требовавших немедленного разрешения, были вопросы о том, что же собой представляют гены, как размножаются молекулы ДНК и при этом сохраняют неизменной запись генетической информации и каков же механизм возникновения изменений генетической программы, иначе говоря, каковы молекулярные принципы появления мутаций.
Однако прежде чем рассказать о том, как ученые смогли найти ответ на многие из этих вопросов, нужно хотя бы кратко познакомиться с современными данными об устройстве клеток.
Статьи и публикации:
Классификация ферментов биологической мембраны
Биомембрана – это не просто некая пассивная структура, ограничивающая водные компартменты. Уже краткое знакомство с типами ферментов, связанных с мембранами, показывает, насколько разнообразны ассоциированные с мембранами каталитические а ...
Морфологическая структура фитоценоза: определение и важнейшие признаки.
Основные морфоэлементы фитоценоза. Определение «ярус» и «микрогруппировка»
К основным ценоэлементам фитоценозов относят ярусы
и микрогруппировки
. Первые характеризуют вертикальное, а вторые горизонтальное расчленение растительных сообществ.
Вертикальная структура фитоценоза
Вертикальная структура фитоценозов ...
Представление о консорции: структура и функции. Роль биотических факторов в
формировании растительности
Сочетание разнородных организмов, тесно связанных друг с другом в их жизнедеятельности известной общностью их судьбы. Напр., древесная порода (ель, береза) со свойственными ей паразитами (лишайник), симбиозом (гриб), вредителями, переносч ...