Говорила я как-то с одним парнишкой, который собирался в мединститут, а с моей легкой руки поступил в МГУ и стал молекулярным биологом. Недавно кандидатскую защитил. Он, улыбаясь спросил: «Вот все знают про Менделя и его опытах на горохе, а какие реальные гены отвечают за цвет горошин?» Помню я просто оторопела, а через сутки позвонила ему и рассказала всё, что узнала. Решила рассказать и вам.
Со школы вы помните, что Мендель обнаружил, что если скрестить друг с другом две чистые линии гороха – с желтыми и зелеными семенами, то гибриды первого поколения все будут иметь желтые семена, а во втором поколении произойдет расщепление: у 3/4 потомства семена будут желтые, у1/4 – зеленые. Это известно каждому школьнику.
Эти результаты навели Менделя на идею о том, что признаки определяются дискретными наследственными факторами, мы потом их назвали генами. При зачатии организм получает два экземпляра гена, по одному от каждого из родителей.
За более ста лет, прошедших со времен публикации работы Менделя, мы узнали, что менделевские гены – это участки ДНК, потом расшифровали генетический код и многое другое. Узнали про гены многих признаков у разных животных, а вот до гороха, того самого, руки не доходили.
Наконец группа генетиков из Великобритании, Швейцарии и США все выяснили.
Итак, зеленый цвет семян гороха определяется мутацией в гене sgr, название которого происходит от слов «stay green» («оставаться зеленым»). Кстати, у других растений мутации в том гене приводят к тому, что их листья не желтеют осенью и остаются зелеными. Ген sgr кодирует белок senescence-inducible chloroplast stay-green protein (SGR), участвующий в процессе разрушения хлорофилла в хлоропластах.
Нормально работающий ген sgr обеспечивает желтую окраску семян или листьев, разрушая зеленый пигмент-хлорофилл, в результате чего становятся видимыми желтые пигменты каротиноиды.
Таким образом, желтая окраска семян – это «норма», доминантный признак, а зеленая – мутация, рецессивный признак. Стал понятен также и механизм доминирования – нужна хотя бы одна копия нормального гена, продуцирующего белок SGR, чтобы хлорофилл разрушился, и горошина стала желтой.
Менделя иногда упрекают в том, что он нарочно подобрал для своих опытов такие признаки, которые определяются одним-единственным геном. А как ещё?!
Можно сказать, и слава Богу, что ему так повезло, иначе бы мы долго еще не могли разобраться в проблемах наследования. Ну, как долго? До повторных экспериментов трех исследователей, повторивших эксперименты Менделя уже в двадцатом веке.
Сейчас время великих открытий и исследователи стремится понять основы жизни в первую очередь на молекулярном уровне. Хорошо, что до этого был Мендель и его горох!