Хромосомный портрет

Все, что делает человека человеком, пшеницу — пшеницей, слона — слоном и щуку — щукой, заключено в родительских хромосомах. Хромосомы — мелкие тельца, построенные в основном из молекул дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК). Это самая важная структура в ядре.

Число и форма хромосом постоянны для каждого вида растений и животных. Хромосомы обладают замечательным свойством размножаться: при этом каждая хромосома из окружающих ее органических веществ синтезирует свою точную копию. Дочерние хромосомы расходятся при делении клетки в противоположные стороны и образуют ядра дочерних клеток.

Хромосомы размножаются при каждом клеточном делении, и дочерняя клетка всегда получает столько же хромосом, сколько было в материнской.

А родители и потомки? Как у них сохраняется одинаковое число хромосом? Просто: половые клетки содержат половину их набора. У человека, например, в каждой клетке тела по 46 хромосом, которые представлены 23 парами. Между собой все пары различны, внутри же себя они совершенно сходны. И из каждой такой пары в половую клетку попадает точно по одной хромосоме. Так происходит при созревании и мужских, и женских половых клеток у всех живых организмов — парные хромосомы расходятся в разные клетки. Поэтому у человека в половых клетках не 46, а 23 хромосомы, у пшеницы не 42, а 21, у кукурузы не 20, а 10, у гороха не 14, а 7 и т. д. При оплодотворении 23 материнские и 23 отцовские хромосомы вновь образуют 46 хромосом, свойственных всем клеткам человеческого тела. И это у всех растений и животных.

Таким образом, в хромосомах каждой клетки организма представлено все то материальное, что получено им от матери и отца.

Мы не можем здесь рассматривать многие интересные и важные вопросы: почему, например, одни признаки наследуются, а другие — нет, каковы закономерности проявления родительских признаков в следующих поколениях, как наследственные особенности обнаруживают себя в индивидуальном развитии организма, почему в каждой клетке тела «работают» не все наследственные задатки, заключенные в хромосомах, а только те, который нужны для того, чтобы сделать данную клетку такой, какой она должна быть.

Подчеркнем только одно: уже давно твердо установлено, что гены — материальные задатки наследственных свойств — расположены в хромосомах, что вместе с хромосомами они передаются из поколения в поколение, что закономерности поведения хромосом лежат в основе практической селекции и, наконец, что эти закономерности едины для всех живых организмов.

Значит, хромосомы — это своеобразный внутриклеточный «портрет» организма, где особым способом закодированы все свойства и качества, полученные им от его родителей.

Половые хромосомы у мужчин отличаются друг от друга, а у женщин они парные. Стоит подчеркнуть эту деталь, так как в ней заключен «секрет» пола: при созревании мужских половых клеток половина из них получает одну половую хромосому, а другая половина — вторую. У женщины половые хромосомы парные, и все яйцевые клетки содержат одинаковый набор хромосом. Если при оплодотворении сочетаются половые клетки, содержащие одинаковые половые хромосомы, получается женская особь, а если разные — мужская.

Итак, хромосомы определяют наследственные качества организма. Вывод очевиден: любое, даже самое небольшое изменение какой-либо из хромосом не остается бесследным для той клетки, где оно произошло. Если клеток с измененными хромосомами много, то это нарушит работу отдельных тканей или органов. Если же измененной окажется одна из половых клеток, тогда все клетки потомка, развившегося из такой клетки, будут нести в себе измененную хромосому.

Незначительные изменения структуры хромосом нельзя обнаружить даже в самые сильные микроскопы. Однако иногда меняется число хромосом или они разламываются на крупные, отчетливо различимые куски.

У млекопитающих животных и человека такие нарушения всегда связаны с болезненными последствиями. У человека известны очень тяжелые уродства, вызванные недостатком или избытком одной из хромосом (45 или 47 вместо нормальных 46). Некоторые из них начинают развиваться с возрастом и, если захватить болезнь в раннем детстве, то можно своевременно начать лечение: это предотвратит или ослабит ее развитие.

Например, если из-за хромосомного поражения в организме нарушен синтез какого-то важного гормона, то со временем человек начнет страдать от неправильного, болезненного обмена веществ. Но можно восстановить нормальный обмен веществ — для этого человеку вместе с едой нужно получать лечебную дозу недостающего у него гормона. Поэтому уже сейчас во многих странах новорожденные подвергаются всестороннему медицинскому обследованию для выявления возможных наследственных нарушений в нормальном обмене веществ: болезнь должна быть застигнута в самом начале!

Сейчас есть методы, которые позволяют число хромосом в половых клетках растений, а значит и в клетках тела их потомков, увеличить в несколько раз. Очень часто такие многохромосомные (полиплоидные) растения отличаются от родителей гигантизмом или большим содержанием каких-нибудь веществ. А это с большой пользой можно использовать в селекции: для сельского хозяйства.

Полиплоидная мята тоже намного богаче эфирными маслами, чем простая, а у полиплоидной гречихи зерно много крупнее, чем у обычной.

Чем лучше изучено наследование различных признаков у того или иного организма и чем подробнее известны детали строения хромосом, тем точнее можно предсказывать результаты скрещивания различных форм и рассчитывать схемы скрещивания, чтобы разумно и целесообразно создавать новые формы растений и породы животных для сельского хозяйства.

Автор: Ю. Керкис.