Ткани и клетки
В разных тканях работают разные гены
(Ф) Как-то давно я встречался с человеком, который предложил новый способ лечения рака. Он утверждал, что рак начинается после поломки ДНК, и надо помочь организму устранить этот изъян. Рак печени он пытался лечить следующим образом: покупал на рынке печень свиньи (говорил, что свиньи нам генетически очень близки), помещал её в резонатор, возбуждал колебания и электромагнитное излучение направлял на больную печень пациента.
– ДНК во всех клетках одинаковы, почему ты берёшь печень? – спрашивали его.
– Ничего вы в печени не понимаете, – говорил он обиженно.
Нам надо прояснить, почему при делении клеток из клеток печени получаются клетки печени, а не нейроны головного мозга? И почему гены в разных клетках работают по-разному?
Все клетки тела являются потомками одной клетки – оплодотворённой яйцеклетки, в которой объединились гены отца и матери. Клетки разных органов нашего тела выполняют разные функции: нервные клетки мозга отвечают за мышление и нервную регуляцию, а клетки потовых желёз вырабатывают и выделяют пот. В клетках мозга необходимы гены, нужные для работы нервной системы, а гены ответственные за выработку пота там не нужны.
Расскажи, как клетка понимает, какие именно гены должны работать в разных клетках?
(Б) Да, во всех клетках тела гены одни и те же, но в одних клетках данный ген работает, а в других молчит. Изменения активности генов происходят изначально в клетках зародыша во время формирования разных тканей под влиянием сигналов от других клеток, и передаются всем клеткам данной ткани при клеточных делениях. Например, работа генов клеток ответственных за иммунитет может меняться в ответ на действие антигенов – факторов, индуцирующих иммунный ответ. Если человеку сделали в детстве прививку от оспы, это значит, что ему ввели нужный антиген, под действием которого активность генов в клетках ответственных за иммунитет изменилась, появилась возможность выделять антитела, нейтрализующие вирус оспы. Изменённые клетки иммунного ответа размножаются в течение всей жизни человека, и всё потомство этих клеток в теле взрослого человека сохраняет память о той давней прививке. При образовании половых клеток в соответствии с запретом Вейсмана молекулярная швабра стирает эти изменения, и ребёнку этого человека прививку нужно делать опять.
Как разбудить спящие гены?
(Ф) Сразу возникает технический вопрос: как доказано, что в клетках разных тканях присутствуют все полученные от родителей гены, и что гены, которые не нужны для данной ткани, спят? Можно ли разбудить спящие гены?
(Б) Наличие одних и тех же генов во всех тканях тела было доказано Джоном Гёрдоном в 1958 году, за что он получил в 2012 году Нобелевскую премию. Гёрдон осуществил великолепный эксперимент: он заменил ядро в неоплодотворённой икринке шпорцевой лягушки на ядро, полученное из клетки кишечника головастика. В результате из этой икринки образовался головастик, который затем превратился во взрослую лягушку, и эта лягушка метала икру, из которой опять получались головастики.
(Ф) Потрясающе! Таким простым экспериментом Гёрдон разбудил все гены, спящие в клетках кишечника головастика!
(Б) Да! Во-первых, стало ясно, что в ядре клетки кишечника есть полный набор неизменных генов с информацией о развитии всего организма лягушки. Во-вторых, в ядре клетки кишечника работают только те гены, работа которых нужна для функции клетки кишечника. Остальная генетическая информация остаётся спящей, но она может быть разбужена под действием подходящих сигналов, которые есть в яйцеклетке, и которых нет в клетках кишечника. Все клетки нашего тела – это потомки одной оплодотворённой яйцеклетки, и все клетки тела полностью сохраняют полный набор генов той первой клетки. Потомство одной клетки называется клон. Поэтому каждый из нас, да и любой многоклеточный организм, полученный в результате полового процесса, представляет собой отдельный клон.
(Ф) Красивый эксперимент! Значит из ядер любых клеток тела можно получать целые организмы, которые будет точной копией друг другу и копией того организма, из которого извлекли эти ядра. Для клонирования целого организма достаточно одной клетки. А почему за это открытие, которое было сделано больше 50-ти лет назад, Гёрдон получил Нобелевскую премию сравнительно недавно?
Конец ознакомительного фрагмента.