Кошки и гены - Бородин Павел Михайлович (хорошие книги бесплатные полностью TXT) 📗
С годами у нас пробуждается интерес к нашей родословной. Мы начинаем выспрашивать родственников, кто были наши предки. Тут-то и выясняется, что наши родословные имеют довольно прерывистый вид. Мы знаем, кто были наши родители, дедушки и бабушки, иногда можно догадаться, что прадедушки с прабабушками у нас тоже были, а за ними уж следует большой пробел, и мы сразу упираемся в нашего далекого, но вполне достоверного предка — обезьяну.
Правда, в последнее время все большее число представителей творческой интеллигенции начинает от этого родственника открещиваться. Возникает довольно удивительный парадокс: мало кто знает, что сделал Дарвин, но все убеждены, что Дарвин был неправ. Я считаю это результатом нашей неумеренной и неумной пропаганды дарвинизма. У читающей публики, наученной горьким опытом нашей пропаганды, сложилось устойчивое убеждение:если Дарвина так усиленно пропагандируют, то тут что-то нечисто. Значит, Дарвин был неправ. К этому еще примешивается давнее и вполне естественное нежелание числить обезьяну в своих родственниках. Вспомните чеховское «Письмо ученому соседу».
Но если не от обезьяны, то от кого? Тут нет определенности. Когда я спрашиваю об этом у наших доморощенных антидарвинистов, я слышу в ответ рассуждения о Шамбале, о пришельцах, о биополях и прочие великосветские туманности. Хорошо, я готов стерпеть пришельцев, но докажите мне это! Объясните мне, почему тогда у нас с обезьяной почти все гены одинаковые? Нет ответа. Если уж держаться’ за идею о нашем небесном происхождении и при этом оставаться на твердой почве научных фактов, то мы должны признать, что сами обезьяны, наши предки и предки ныне живущих обезьян происходят от столь дорогих нашему сердцу пришельцев. Но даже и это допущение не решает проблемы. Ибо не только с обезьяной обнаруживается наше генетическое сходство и, следовательно, достоверное родство, но и с кошкой. С кошкой? С моим котом Васькой? Да, да, вы не ослышались, именно с ним.
На заре молекулярной биологии был очень популярен довольно простой метод определения генетического сходства на уровне ДНК. Если денатурировать ДНК, вызвать разделение двойных спиралей на одиночные нити (это достигается повышением температуры раствора, в котором находится выделенная из клеток ДНК), а потом создать условия для ренатурации (снизить температуру раствора), то гомологичные последовательности вновь находят друг друга и восстанавливают двунитевые структуры, Можно смешать однонитевые фрагменты ДНК, выделенные из разных видов, В таком случае, если ДНК этих видов гомологичны, они образуют межвидовые гибридные молекулы. С помощью этого метода было показано, что с шимпанзе мы делим более 95% генов, а с кошкой около 75%.
Сейчас стало ясно, что сравнение сходства геномов на основе кинетики денатурции-ренатурации образцов ДНК разных видов, весьма ненадежно и, как правило, ведет к завышенной оценке генетических различий. Как я писал выше, геномы млекопитающих содержат множество некодирующих последовательностей. Количество и состав этих последовательностей не контролируется естественным отбором и поэтому может сильно варьировать как внутри видов, так и между видами. Различия между видами по этим последовательностям незначительно влияют на фенотипы их носителей, но значительно снижают эффективность ренатурации образцов ДНК. Сейчас, когда расшифрованы геномы человека, шимпанзе, кошки и множества других видов, мы можем проводить сравнения гораздо более точно. Мы сравниваем теперь не геномы вообще, а ген за геном, нуклеотид за нуклеотидом в каждом гене. Когда мы это делаем, мы обнаруживаем гораздо более значительное сходство между генами человека и шимпанзе (более 99%) и человека и кошки (около 85%).
Когда я говорю сходстве, я имею в виду не только гомологию отдельных генов, но и их положение в геноме. Понятно, что эта общая часть унаследована без изменений от общего предка приматов и кошачьих. Того самого, что гулял по Земле около 100 миллионов лет назад и был вашим и вашего Васьки пра-пра-пра- ...прадедушкой.
Первое, что поражает, когда рассматриваешь карту хромосом кошки, это ее удивительное сходство с человеческой картой. Рассмотрим, например, 11-ю хромосому человека и D1 -хромосому кошки. Не только по набору генов, нр и по их взаимному расположению эти хромосомы чрезвычайно сходны. У коровы и мыши те же гены разбросаны по трем-четырем различным хромосомам и порядок их совершенно другой. В целом же генетическая карта мыши отличается по расположению генов от карты человека в 3—4 раза больше, чем кошачья.
Это наше сходство, хотя и поражает воображение, вполне естественно. Но не всегда наличие гомологичных фрагментов ДНК может быть объяснено родством.
Есть целый ряд вирусов, способных как к автономному существованию в клетках хозяев, так и к встраиванию в хозяйский геном. В таком интегрированном состоянии они могут воспроизводиться в составе хромосом хозяина бесчисленное количество поколений. Если встраивание произошло не в соматические, а в половые клетки, то такой вирус будет унаследован потомками, которые передадут его дальше в череде поколений.
Все ближайшие родственники домашней кошки, принадлежащие к роду Felis, содержат в своих геномах встроенные копии вируса RQ-114. Остальные кошачьи лишены этого фрагмента ДНК, хотя общая оценка гомологии их ДНК с ДНК домашней кошки около 98 %. Это позволяет нам сделать вывод что встраивание этого вируса в геном домашней кошки произошло относительно недавно, после отделения рода Felis от основного древа кошачьих.
Прекрасно, но почти точно такую же последовательность мы обнаруживаем в геноме бабуинов и других обезьян Старого Света, а также у человека. Значит, кошки получили эту последовательность не от своих кошачьих предков, а от обезьян!
Этот пример показывает, что поток генов может иметь не только вертикальное направление: от родителей к потомкам, но и горизонтальное: от одного вида к другому.
Я не разделяю энтузиазма тех горячих голов, которые считают этот путь столбовой дорогой эволюции. В конце концов, нас именно потому и поражает горизонтальный перенос генов, что уж больно он экзотичен. И уж совсем непонятно мне, почему случаи генетического сходства, не объяснимого родством, считают сокрушающим аргументом против дарвиновской теории эволюции. Ведь для дарвинизма не важно, откуда взялся в организме тот или иной ген: получен от родителей или со стороны, важно, как он будет взаимодействовать с остальными генами данного организма и как это взаимодействие скажется на приспособленности его носителя. В случае вируса RQ-114 оно не сказывается никак. Поэтому естественный отбор не препятствует его сохранению в геноме кошек.
Есть еще одно семейство встроенных вирусных последовательностей в геноме кошек: FeLV. Оно представлено десятком копий на кошачий геном. Гомологичные фрагменты ДНК были найдены и у грызунов Старого Света. И опять причиной сходства является, по-видимому, горизонтальный перенос. Но FeLV интересен не только как пример горизонтального переноса. Кроме встроенных в кошачий геном фрагментов FeLV эти последовательности существуют и в свободной, не встроенной форме, в виде инфекционного вируса с тем же названием. Последовательность оснований в вирусной форме FeLV не вполне идентична встроенной последовательности. Отличия не превышают 15%. Но эти 15% различий дорого обходятся тем котам, которым доводится заразиться вирусом FeLV. Зараженные животные погибают от любой инфекции, которую прекрасно переносят коты, свободные от вируса FeLV. Вам эти симптомы ничего не напоминают? Ну, конечно же, СПИД! В обоих случаях вирусом поражаются Т-лимфоциты. Рушатся системы иммунной защиты.
Здесь, однако, нужно дать одно важное пояснение. Кошачий вирус FeLV не опасен для человека, он — видоспецифичен. Это пояснение я даю потому, что моя соседка рекомендовала мне выбросить обоих моих котов и провериться на СПИД. Ей сказали, что 30% процентов кошек страдают СПИДом. Правда, не наших кошек, а японских. Но все равно, береженого бог бережет. Тут-то я и понял, что слухи о FeLV просочились в общественное сознание и, как водится, приобрели апокалиптический оттенок. Поэтому я еще раз торжественно объявляю: СПИДом от кота заразиться нельзя! Вот лишаем — другое дело.
