Наследственность, раздел «Биолог»
Наследственность — свойство родителей передавать свои признаки потомкам, следующему поколению. Это свойство не абсолютно, дети никогда не бывают точными копиями родителей, но кошка всегда приносит на свет котят, а из семян пшеницы вырастает только пшеница.
Уже в XIX в. ученые начали понимать, что передачу признаков по наследству осуществляют какие-то частицы, имеющиеся в клетках. Г. Мендель, на опыте доказавший существование таких частиц, назвал их наследственными факторами. Теперь мы их называем генами.
Исследования, проведенные в конце XIX — начале XX в., показали, что основная часть генов сконцентрирована у эукариот в клеточных ядрах, а при делении ядра — в хорошо различимых в микроскоп структурах — хромосомах. Так как при обычном делении клеток — митозе количество ядерного материала в дочерних клетках не меняется, ясно, что гены удваиваются при каждом делении в числе.
Оказалось также, что некоторые важные признаки возникают в результате действия генов, расположенных не в ядре, а в цитоплазме. Появился термин «цитоплазматическая наследственность». Сейчас его можно считать устаревшим: гены расположены не в самой цитоплазме, а в содержащихся в ней внутриклеточных частицах — органоидах (митохондриях, хлоропластах), симбиотиче-ских микроорганизмах. Однако основная часть наследственного материала локализована в ядре.
У прокариот нет оформленного ядра, но наследственный аппарат есть и у них.
Механизм размножения наследственного материала долгое время оставался загадкой, хотя еще в 1927 г. советский генетик Н. К. Кольцов говорил о том, что новый ген образуется на старом, как на матрице. Лишь к 1944 г. были получены прямые доказательства того, что гены состоят из нуклеиновых кислот: как теперь установлено, из ДНК — для подавляющего большинства организмов и РНК — для некоторых вирусов. Наконец, в 1953 г. английский ученый Ф. Крик и американец Дж. Уотсон создали схему строения молекулы ДНК — знаменитой «двойной спирали», из которой автоматически вытекала возможность удвоения (репликации) гена. Основы наследственности стали изучать на молекулярном уровне.
Установлено, что возможность возникновения всех наследуемых признаков организмов — от простейших клеток до человека — «записана», закодирована в виде последовательности нуклеотидов ДНК, передающейся от клетки к клетке из поколения в поколение с момента возникновения жизни на Земле. Клетки, лишенные ядер (например, эритроциты — красные кровяные тельца млекопитающих), неспособны к делению и размножению. Они возникают только из клеток-предшественников, имеющих ядра. Именно наследственность, наличие генетической программы в виде ДНК обеспечивает смену поколений, не прерывающуюся не менее 3,8 млрд. лет. Генетические программы в этом процессе изменялись, усложнялись, но никогда не возникали из ничего. Наследственность и ее противоположность — изменчивость — два необходимых условия жизни.
Теперь мы можем дать строгое определение наследственности: это свойство организмов обеспечивать преемственность признаков и свойств между поколениями, а также определять характер развития организма в специфических условиях внешней среды. Ведь развитие признаков, определяемых наследственно, зависит и от внешней среды. Каждый организм — это результат взаимодействия между генетической программой его развития и условиями ее реализации. Наука, изучающая закономерности наследственности и изменчивости — генетика — детище нашего века. В наше время генетики уверенно расшифровывают строение генов, создают новые гены, направленно изменяют наследственность, правда пока только у микроорганизмов (см. Генная инженерия). Идеями генетики сейчас пронизаны практически все отрасли биологии — биология развития и теория эволюции, экология и систематика. Так как наследственность и изменчивость — основные свойства жизни, изучающая их наука может считаться стержневой отраслью науки о живом.
