Знание-сила, 1997 № 07 (841) (Журнал «Знание-сила») - страница 37

Сегодня уже не надо объяснять, что наследственные признаки записаны на ДНК в виде определенной последовательности нуклеотидов, а сами нити ДНК являются основой хромосом клеточного ядра. Считается, что хромосомная ДНК человека содержит порядка ста тысяч генов, которые передают почти все наследственные признаки. Менее известен второй носитель наследственности, другая ДНК, которая находится в митохондриях. Митохондрии рассеяны вне ядра, в клеточной цитоплазме, и под электронным микроскопом обычно выглядят, как небольшие пузырьки, состоящие из нескольких слоев. Они — основной источник клеточной энергии Но в митохондриях находятся также и небольшие колечки ДНК, в которых помещается около двадцати генов. Если в хромосомах заключено почти 99 процентов клеточной ДНК, то все митохондрии клетки вместе содержат оставшимся один процент.

Митохондриальная ДНК (мтДНК) ответственна за синтез всего лишь нескольких митохондриальных белков (основная их масса кодируется хромосомной ДНК). Тем не менее гены мтДНК очень важны. Это очевидно уже из того, что некоторые, к счастью, редкие, тяжелые наследственные болезни человека определяются мутациями именно в мтДНК. Почему в эволюции клетки получилось так, что очень небольшая часть ДНК содержится не в хромосомах ядра, а внутри митохондрий, в чем необходимость или преимущество такого распределения, пока неизвестно. Для объяснения этого удивительного факта можно придумать много гипотез.

Но для нас важнее другой удивительный факт, касающийся мтДНК. Она наследуется, то есть передается из поколения в поколение, принципиально иначе, чем хромосомная ДНК. Организм человека развивается из оплодотворенного яйца, которое содержит хромосомы обоих родителей- В зрелом яйце находятся материнские хромосомы, но, кроме того, и материнские митохондрии со своей мтДНК. При оплодотворении в яйцо проникает сперматозоид с набором отцовских хромосом, но без отцовских митохондрий и, следовательно, без отцовской мтДНК- Вообше-то митохондрии в сперматозоиде есть, они нужны ему для обеспечения энергии движения, но внутрь яйца они, как правило, не попадают. Это ведет к важным последствиям: мтДНК передается только по женской линии и, следовательно, не участвует в половом процессе.

Человек получает от отца и от матери по набору из двадцати трех определенных хромосом. Но то, какая из них наследуется от бабушки, а какая от дедушки, определяется случайно. Поэтому хромосомы у братьев и сестер несколько различны, и они могут быть не очень похожи друг на друга. А главное, поэтому в ходе полового размножения между членами популяции происходит как бы «горизонтальное» перемешивание хромосом и возникновение различных новых генетических комбинации. Эти комбинации и есть материал для эволюции, для естественного отбора.