Найти в Дзене

Можно ли жить без генов?

Традиционно принято считать, что без генов организм существовать не может. Даже деление клетки рассматривается исключительно как механизм распределения генетического материала. Однако эксперименты показывают, что зигота с удаленным ядром (т.е. без генов) способна делиться и развиваться некоторое время. Такие опыты провела Гарвей на морских ежах. Для этой цели яйца сначала подвергались сильному центрифугированию в среде той же плотности. При этом сначала осаждались различные включения, а затем яйца разрывались на две части, из которых легкая светлая часть содержит ядро, капельки жира и большую часть богатой РНК цитоплазмы, тогда как более тяжелая часть яйца лишена ядра и содержит большую часть митохондрий, желток и красные пигментные гранулы. Если обработать тяжелую безъядерную половинку яйца факторами, вызывающими партеногенез, то можно получить так называемые «партеногенетические мерогены». Эти последние повторно делятся, однако характер дробления атипичен: удается получить только неп

Традиционно принято считать, что без генов организм существовать не может. Даже деление клетки рассматривается исключительно как механизм распределения генетического материала. Однако эксперименты показывают, что зигота с удаленным ядром (т.е. без генов) способна делиться и развиваться некоторое время.

Такие опыты провела Гарвей на морских ежах. Для этой цели яйца сначала подвергались сильному центрифугированию в среде той же плотности. При этом сначала осаждались различные включения, а затем яйца разрывались на две части, из которых легкая светлая часть содержит ядро, капельки жира и большую часть богатой РНК цитоплазмы, тогда как более тяжелая часть яйца лишена ядра и содержит большую часть митохондрий, желток и красные пигментные гранулы. Если обработать тяжелую безъядерную половинку яйца факторами, вызывающими партеногенез, то можно получить так называемые «партеногенетические мерогены». Эти последние повторно делятся, однако характер дробления атипичен: удается получить только неправильную морулу или бластулу, лишенные ресничек.

Опыты удаления ядра, но только для одного бластомера произведены Лорхом. При помощи микроиглы он удалял ядро одного из бластомеров на ранних стадиях дробления. При этом было установлено, что безъядерный бластомер некоторое время дробится, хотя и неправильно, но, несмотря на тесный контакт с нормальными бластомерами, никогда не участвует в формообразовании.

У амфибий развитие в отсутствие ядра обычно удается наблюдать при оплодотворении яиц облученными сперматозоидами (которые рано или поздно дегенерируют) и последующем разрушении веретена деления путем укола. В этом случае также происходит развитие до стадии бластулы. Интересно, что безъядерные клетки такой бластулы, перенесенные на нормальные зародыши, не обнаруживают никаких признаков дифференцировки.

Такие же опыты проделывал Нейфах на вьюнах, вызывая инактивацию ядра сильной дозой ионизирующего облучения. Развитие останавливалось через 9 часов. С помощью этого и других сходных опытов было показано, что у рыб (вьюн) и амфибий при облучении ядра зиготы развитие останавливается на стадии поздней бластулы.

У морского ежа в аналогичных опытах развитие прекращалось на стадии средней бластулы, у аскарид – 2-4 бластомеров, а у млекопитающих после первых двух делений.

Таким образом развитие может происходить в отсутствии ядра, хотя часто оно не нормальное.

Это явление объясняют тем, что на ранних стадиях развитие идет за счет запасенных яйцеклеткой материнских РНК. Собственный геном зародыша отключен вплоть до стадии бластулы или даже гаструлы. При включении собственных генов, запасенные материнские РНК уничтожаются. Время включения собственных генов отличается у разных животных: у млекопитающих и круглых червей они включаются практически с самого начала развития, у иглокожих (морской еж) примерно со стадии 32 бластомеров, у амфибий со стадии бластулы.

-2

Таким образом жить и развиваться без генов можно, но не долго. И не совсем без генов, поскольку все же используются запасенные РНК. С другой стороны, эмбрионы проходят довольно сложное развитие вплоть до стадии гаструлы с отключенными генами (или вовсе без ядра), что довольно сложно объяснить одними лишь материнскими РНК и вероятно должен быть какой-то механизм контроля развития и использования запасенных РНК.