- •Родоначальник
- •Ученики — мнимые и подлинные
- •Последователи
- •Днк крупным планом
- •Образец упаковки молекулярных структур в клетке
- •Главный секрет — упаковка
- •Порядок хаоса
- •Утраченные иллюзии и крепнущий оптимизм
- •Хронология «днк-логии»
- •Порядок хаоса
- •Утраченные иллюзии и крепнущий оптимизм
- •Хронология «днк-логии»
- •Главная цель - клетка
- •И что же это значит?
- •Расширяя понимание природы
- •Что сулит миру наукоемкое сельское хозяйство?
- •Чего ждать от биотехнологии
- •Устоим ли против невежественных фанатиков?
- •Заключение
- •Об авторе
- •Зачем нам трансгенные растения
- •Накануне больших перемен
- •Генная инженерия и биоразнообразие
- •Что сделано
- •Что дальше
- •Проблемы внедрения
- •Ответственность перед обществом
- •«Золотой миллиард» или «золотой» рис?
- •Экскурс в историю и клеточную биологию
- •Экскурс в медицину и социологию
- •Экскурс в футурологию и этику
- •О еде и окружающей среде
- •Колорадский жук предпочитает не Колорадо, а Россию
- •Соя и хлопчатник
- •О «безопасности» и «экологической чистоте»
- •Перенос переносу рознь
- •Природные механизмы гпг
- •Гпг: опасности мнимые и подлинные
- •Бактерии и антибиотики
- •От растений — к бактериям
- •Не перенесем ли «что-нибудь» за обедом?
- •Почему же растет устойчивость к антибиотикам?
- •Могут ли обмениваться свойствами далекие виды?
- •«Горизонтальный» перенос — механизм эволюции
- •Паразитирование как высшая форма адаптации
- •«Вседозволенность» вирусного переноса
- •Ограничения все-таки есть
- •«Горизонтальный» перенос в эволюции
- •Эффективное средство биотехнологии
- •Почему об этом надо знать
- •Как бактерия «обманывает» растения, а ученые — бактерию
- •Как это выглядит на практике j
- •Стимул — трудности
- •Пушки вместо бактерий
- •Три «поколения» трансгенных растений
- •Основные трансгенные культуры в 2003 г. (% от общей площади посевов)
- •«Золотой» рис — манна земная
- •Что родится в дискуссии?
- •Доводы «против»
- •Мнение специалистов
- •: Общая позиция
- •Зачем все это
- •Надо набраться терпения
- •Что ж, вернемся к основной теме разговора. Итак, в борьб с органическими загрязнителями мы можем рассчитывать на по мощь наших друзей-микробов. Как же все это выглядит на прагс тике?
- •Их тоже запахивают в почву?
- •В заключение — несколько слов о проблемах и перспекти- I вах этого направления, вселяющего надежду на то, мы победим за- I грязнения, а не они нас.
- •Биоремедиация
- •Биодеградация
- •Носители информации
- •Эволюция генетических систем деградации ксенобиотиков
- •Интродукция биодеструкторов
- •Новый этап
- •«Шоковая терапия» для генной терапии
- •Альтернатива смерти — лечение, связанное с риском
- •«Почему» и «как» современной генетики
- •Аргументы и факты
- •Вредны ли гм-продукты?
- •Пестициды и генная инженерия
- •Распространение измененных генов
- •«Притянутые» проблемы
- •Кредо — безграмотность
- •О чем не сказано
- •Об организации общественных кампаний
- •РРавда рРопагандистов рРироды
- •Невинный грех простоты
- •Ложь во спасение
- •Великая битва с химерами
- •Рождение дьявола
- •Опасна ли генная инженерия?
- •Есть или не есть?
- •Спасет ли мир биотехнология?
- •Табак без никотина
- •Листья превратим в цветы?
- •Светящийся от жажды
- •Вакцины из гм-растений
- •Витаминный салат с крысиными генами
- •Лучше поздно, чем никогда
- •Словарь специальных терминов*
- •Часть 1. Методическое пособие для учителя. — м., 2002. 88 с. Часть 2. Рабочая тетрадь. — м., 2002. 160 с. Ббк т4.200.50
Главный секрет — упаковка
Если 3 млрд пар нуклеотидов, входящих в состав генома человека упаковать «по правилам» в одной двойной спирали, она протянете на 1,8 м. Между тем эта полоса, разрезанная на 46 хромосом, «втискивается» в клеточное ядро поперечником несколько нанометров (напомню: 1 нм = 10~9 м). Конечно, в такой тесноте молекулам изрядно достается, и они слабо напоминают идеальную картинку, изображающую молекулу в безбрежном море растворителя. Плотность такой упаковки составляет около 100 мг/мл, что сопоставимо с плотностью высокопористого полимерного геля.
Таким образом, упаковочный коэффициент для цепочек ДНК оказывается огромным. В самой маленькой хромосоме человека (ее размер около 2 мкм) длина молекулы ДНК составляет 14 мм, т. е. коэффициент равен 7000. Дело в том, что цепочки ДНК намотаны на ядра белков, имеющие форму дисков, причем цепочки плотно прижаты к дискам в тех точках, где намотка начинается и
16
завершается. Каждая такая структура (нуклеосома) высотой 6 нм и диаметром 11 нм содержит около 200 пар нуклеотидов, распределенных в двойной обмотке. Промежутки же между нуклеосомами, где ДНК предстает в «свободной» форме, очень малы (от 8 до нескольких десятков пар оснований). Дисковидные структуры соединены между собой так, что формируют нить толщиной около 10 нм, напоминающую четки или связки, в которых зимой хранят лук. Нить также складывается несколько раз, образуя волокно толщиной 30 нм. Эти волокна — основа хроматина, полную структуру которого мы не знаем до сих пор. Многочисленные гипотезы о том, что упаковка нуклеосом в хроматине напоминает соленоид, подтвердить пока не удалось. Так что, по «гамбургскому счету», как «уложена» ДНК в клетке, до конца неясно.
Впрочем, кое-что все-таки известно. Например, упомянутые волокна, в свою очередь, складываются и сжимаются, так что в хромосомах между делениями клетки упаковочный коэффициент близок к 1000, а в Х-хромосоме при делении клетки еще в 10 раз выше.
За счет чего достигаются такие фантастические уплотнения, остается загадкой. Прежде считалось, что необходимую прочность обеспечивают смежные каркасы белков, воспринимающие как единое целое столь значительное усилие, но последние результаты скорее свидетельствуют о том, что структурная целостность хромосом — заслуга поперечных связей в хроматине.
У белков же в клетке, похоже, более сложные задачи. Увы, и пдесь многое неясно. По одной из гипотез, именно белки делают ДНК одновременно и «свободной», и «связанной», хотя эти понятия не передают подлинных особенностей ее поведения, любые описания которых наталкиваются на серьезные терминологические трудности, ибо выразить словами то, что происходит с молекулами в клетке, при всем богатстве языка подчас не удается. Доподлинно известно пока лишь то, чтоГ изменение формы хроматина имеет решающее значение для транскрипции — клетки, утратившие эту способность, попросту нежизнеспособны.
Различают два типа этих внутриядерных комплексов. Более распространенный эухроматин имеет меньшую плотность упаковки и напоминает полимерный гель. В гетерохроматине уплотнение больше — он выглядит, как редкие плотные вкрапления в хромосомах. Специалисты склоняются к тому, что эухроматин содержит «активные» участки ДНК (гены), относительно невысокая плотность упаковки которых позволяет им контролировать транскрипцию, а ге-терохроматин «сжат» подобно огромному массиву хранимой, но не востребованной пока информации.
2 — 4248 17
Увы, и эта схема не может считаться надежно подтвержденной в эксперименте. По мнению некоторых исследователей, за этими терминологическими изысками скрыто множество неизвестных нам «персонажей», каждому из которых отведена определенная роль в чудовищно сложной иерархии элементов клеточной структуры. До истинного ее понимания, судя по всему, еще далеко.