ЕГЭ. Генетика.
Компания расположилась на берегу Москвы-реки, напротив Воробьевых гор. Погода была отличная, и, вокруг купалась масса народу.
СЕРЕЖА.
Посмотрите, стоят запрещающие знаки, а рядом раздевалки; такое только в России возможно.
ВИКТОР.
Да, у нас не соскучишься — это хорошо.
От автора
Я лично наблюдал подобную странность на набережной Невы. Как в Москве, не знаю; но купались у Университета во все времена, несмотря на запреты — это точно.
Настя.
Эх, жалко, купальники не взяли.
СЕРЕЖА.
Мне говорили, здесь где-то нудисткий пляж есть.
Настя.
Нет, так я не могу, даже со всеми.
Сережа.
Это — генетическая историческая память. В тебе говорят твои аристократические предки. Они, небось, и в купальниках не пошли бы на общий пляж.
Настя (Н).
Конечно, у нас в особняке специальная купальня была; я на фотографии видела.
Витя (В).
Кстати о генетике. Тут задача не очень понятная.
Сережа (С).
Давай Витек, посмотрим. Совет четырех умов — великая интеллектуальная сила.
«Расположите в правильной последовательности этапы создания генетически измененных организмов.
А) Введение вектора гена в бактериальную клетку
Б) Отбор клеток с дополнительным геном
В) Создание условий для наследования и экспрессии гена
Г) Объединение созданного гена с вектором
Д) Получение гена, кодирующего интересующий признак.
Е) Практическое использование трансформированных клеток для продуцирования белка».
Ничего сложного. Надо иметь небольшую теоретическую базу и здравый смысл. Я этой темой интересовался, так и быть, расскажу.
Хромосома — молекула ДНК, одетая в белковую оболочку. Ген — участок ДНК, ответственный за синтез одной молекулы белка, и, соответственно, за реализацию определенного признака.
У нас 23 пары хромосом, у бактерий — 1 кольцевая. Естественно, количество признаков гораздо больше, их несколько тысяч. Гены линейно располагаются на хромосоме. Аллель — место расположения гена.
Но нас, данном случае, больше интересует нехромосомный материал наследования — это плазмиды, содержащие кольцевую ДНК и вирусы, содержащие линейную или кольцевую ДНК. РНК-содержащие вирусы меньше относятся к теме. У человека внеядерная наследственность представлена хромосомным аппаратом митохондрий и многочисленными плазмидами. То и другое без изменения передается ребенку от женщины. Получается, что от мужчины передается гораздо меньше признаков.
НАТ: Говорят, что одна из Х-хромосом инактивируется, и не работает. Если это хромосома от мужчины, то он в ребенке вообще ничего не имеет. На ДНК-анализе гены можно увидеть, но они не экспрессируются (не проявляются).
В: Хорошенькое дело! Ну а Y-хромосома может не проявляться?
С: Нет, конечно, но она маленькая. К тому же и эту коротышку могут подавлять доминантные гены Х-хромосомы. Но не все так плохо: есть голандрическое наследование, при котором мужские гены напрямую переходят от отца к сыну, минуя конкуренцию с аллелями матери. Иначе не было бы бороды.
В: Уф, слава Богу! Но у бабешки появление этих признаков может вызывать недовольство, им же надо все.
С: Больше того, ненависть. Отсюда непонятная холодность к детям мужского пола у некоторых матерей. К примеру, Екатерина 2 не любила Павла 1, не желала видеть сына; ясных причин для этого не было.
Да и к дочери может возникнуть негативное отношение, если у нее все- таки проявляются отцовские признаки.
Н: Это бывает, наверное, когда сын похож на дурного мужа, который ее обидел.
С: А что такого сделал Петр?! Ну хватит, отвлеклись от темы.
В: Так лучше запоминается. Да и призадуматься есть о чем.
С: Думать надо о ЕГЭ.
Если нужно получить новый признак нужно взять ген, кодирующий этот признак, и вставить его в геном. Естественно, если это одноклеточный организм, вставляют напрямую, если многоклеточный, то в яйцеклетку. Таким образом, образуется ГМО (генетически модифицированный организм), который в вопросе именуется "измененным". ГМО содержат инородные гены. Природа, селекция (искусственный отбор) не могут так изменить геном (набор генов). Генная инженерия творит рекомбинантные ДНК и РНК. Рассмотрим примеры для ясности.
Америкосы, что сделали: вживили в пшеницу ген Скорпиона — жителя пустынь. Пшеница стала устойчива к засухам.
Н: Это хорошо, у них там пустынь полно! Вот бы такую африканцам, узбекам, таджикам всяким.
С: Американцы не особенно делятся… бесплатно.
В: Я всегда говорил…
С: Не надо твоего шовинизма. Они изобрели, значит, имеют право распоряжаться. Вот еще ихнее.
В бактерию вживляют ген, убивающий колорадского жука, а саму потом сажают в картошку.
В: Хорошее дело; этот самый жук меня в свое время достал.
С: А я бы предпочел, есть обычную картошку. И вообще, я не разделяю ваших восторгов, может я пристрастен, конечно, но никого в свою веру не обращаю.
НАТ: Ты не обращай, ты объясни свою позицию.
В: Да, объясни свой сюжет, братан.
С: В геноме большинство генов находятся в спящем состоянии, включаются со временем, или вообще всю жизнь не экспрессируются. Иначе мы все умирали бы в младенчестве от Диабета, Рака и тому подобного. Не может ли полезный модифицирующий ген активировать другой, вырабатывающий яд? Ведь существуют самые разные формы взаимодействия между генами, и многие еще неизвестны. Геном работает, как цельная система.
Я, тут, недавно Чапека читал, «Война с саламандрами». Мудрец предупреждает о том, к чему может привести игра науки с огнем. Если бы все ограничивалось растениями и животными; оживились те, кто хотят изменить геном человека.
В: Ты о чем?
С: Я о клонировании. Вот еще два интересных примера. Помидорам и Клубнике вводят морозоустойчивый ген от Северных рыб, а в кукурузу ген из яда змеи, для борьбы с вредителями.
Н: Как из яда?
С: Я тоже не очень понял, может в журнале ошибка была.
Значит, все начинается с получения нужного гена. Его либо извлекают из носителя, либо синтезируют. Имеются аппараты, управляемые ЭВМ, которые способны синтезировать олигопептиды, с длиной цепи 100—120 азотистых оснований. Для образования цельного гена, мелкие фрагменты сшивают ферментами Лигазами. Ну, что Витек, какой ответ первый?
В: Д — получение гена, кодирующего интересующий признак.
С: Теперь готовый ген надо перенести в клетку. Для этого используется вектор; к нему прицепляется ген, и, как на такси въезжает в клетку. Вектор — это, либо плазмида (двухцепочечная кольцевая молекула ДНК), либо вирус.
Каков механизм соединения гена с вектором. Вначале их разрезают ферментами Рестриктазами, затем сшивают в нужной конфигурации Лигазами. Для ЕГЭ этой информации достаточно.
Вектор способен реплицироваться (размножаться) вместе с актуальным геном. Возникает вопрос: а какую роль эта пришлая молекула ДНК начинает играть в клетке?
Делаются попытки лечить с помощью генной инженерии генетические заболевания. Но запихнуть частицу ДНК в 14 триллионов клеток, это совсем не то, что в одну яйцеклетку. Значит, нужен вирус, который после введения начнет размножаться в организме. Применяются вирусы опасные с точки зрения возникновения рака, нельзя избежать его проникновения в половые клетки. Вирусы — быть может, самые страшные враги человечества, а мы способствуем их размножению!
Н: Это, точно похоже на саламандр: получая сиюминутную пользу, роем себе могилу. Я думаю, что второй ответ Г — объединение, созданного гена с вектором, а третий А — введение вектора гена в бактериальную клетку.
С: Конечно, хотя, понятно, что клетки могут быть разными.
В проникновении пары вектор-ген в бактериальную клетку важную роль играет процесс трансформации. Трансформация-половой процесс, при котором происходит обмен плазмидами. Ощутите разницу: не размножение, а процесс. Размножаются бактерии путем неправильного деления.
Н: Чем же оно неправильное?
С: При Митозе возникают две абсолютно одинаковые особи. А у бактерий, без затей, возникает перетяжка, и особи расходятся. Естественно равного распределения генетического материала не обеспечивается, т.е. они разные.
НАТ: Так получается - идеальный механизм изменчивости, без всяких там рекомбинаций. При всей своей неправильности, бактерии жили до всех, и всех переживут.
С: Да, если исключать вирусы. Но, наверно, скорее их деление неравное, а у простейших - равное. Я думаю, многие так и говорят. Что у нас там дальше?
Ну, дальше, надо отобрать клетки, в, которые ген попал, создать им условия для жизни и получать результат. К примеру, Инсулин, который синтезируется Кишечной Палочкой на человеческого гене.
В: ДГАБВЕ. Все точно Серень.
Н: Нет определенно, мне Химия нравится меньше чем Биология. Мальчики, а вы чего не купаетесь? Заслужили, мы не обидимся.
Ребята разделись. На Вите оказались огромные семейные трусы до колен.
Н (шепотом): Наташа посмотри, это вообще…
НАТ: Да у него предки в таких подштанниках ходили без всяких трусов. Генетика!
