Наследственность на заказ
Сходство представителей одного биологического вида между собой объясняется тем, что все они имеют уникальный набор генов, которые определяют врожденные свойства организма: разрез глаз и цвет кожи, количество зубов, тип корневой системы и даже звуки брачной песни. Абсолютно все клетки несут этот набор, вот только участки заложенной информации в них используются разные. Поэтому-то клетки кожи и отличаются от клеток желудка не только внешне, но и функционально.
Этот набор записан в виде последовательности молекул — нуклеотидов, играющих роль букв генетического текста, полная версия которого называется геномом. Этих букв всего четыре, и они едины для всех без исключения живых существ. Вопрос только в их количестве и последовательности. К примеру, человеческий геном состоит примерно из трех миллиардов букв, которые складываются в слова — гены. До недавнего времени ученые полагали, что он содержит до 140 000 таких сочетаний. Сегодня, после полной расшифровки, выяснилось: «значимых слов» (то есть генов, реально «отвечающих» за какие-либо белки) у нас всего 20—25 тысяч — практически столько же, сколько у той же мыши.
Итак, гены разных видов — это просто разные тексты на одном и том же языке. Если ген одного организма вдруг попадет внутрь чужой клетки, то ее аппарат легко считает с него никогда прежде не виданный белок. Например, пораженная бактериофагом клетка кишечной палочки усердно штампует литические ферменты, которые вскоре растворят ее мембрану и превратят буквально в «мокрое место».
Генетическая рулетка
Как только подтвердилась вышеописанная «лингвистическая» идентичность, у генетиков появилась возможность поиграть в творцов природы, создающих новые виды, изменяя коды уже существующих. Для этого достаточно вырезать ген из одного организма и перенести его внутрь другого, в одну из хромосом какой-либо его клетки. Обыкновенный помидор с геном североамериканской морской камбалы окажется морозоустойчив, а королевские лилии с геном пахучей железы скунса станут источать невообразимое зловоние.
Впрочем, конечно, между простой теорией и практическим воплощением ее лежит огромная пропасть. На самом деле задачка эта повышенной сложности. Ведь каждая «буква» генетического текста состоит всего из нескольких атомов. Объект такого размера нельзя увидеть ни под каким оптическим микроскопом. Он намного короче световой волны. А надо сделать так, чтобы он попал в нужное время в «считывающее устройство» (ведь клетка до сих пор не вполне понятным для ученых образом сама выбирает себе гены для считывания в каждый данный момент)! На одно лишь выстраивание алгоритма, позволяющего хотя бы подступиться к этому «конструктору», у молекулярной биологии ушло почти двадцать лет…