Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Экология arrow Ключ к генетическому коду в структуре объединенных молекул воды

РОЛЬ БАКТЕРИИ В ФОРМИРОВАНИИ КЛЕТКИ. ВИРУСЫ - СОСТАВНАЯ ЧАСТЬ ГЕНОМА ЧЕЛОВЕКА

Теория Линн Маргулис утверждает, что все мы произошли от первых бактерий на Земле, и что все живущие организмы до сих пор сохраняют определенные гены (в среднем около сотни) как часть этого наследия.

Следует отметить, что бактерии относятся к микробам. Иногда микробами называют все микроорганизмы. Микроорганизмы (микробы) - собирательное название группы живых организмов, которые слишком малы для того, чтобы быть видимыми невооруженным глазом (их наибольший размер - менее 0,1 - 0,2 мм, т.е. в 2-3 раза меньше, чем точка на этой странице). В состав микроорганизмов входят как безъядерные (прокариоты: бактерии, археи), так и эукариоты: некоторые грибы, протесты, но не вирусы, которые обычно выделяют в отдельную группу и не прионы.

Бактерии - группа микроскопических, преимущественно одноклеточных организмов. Относится к «доядерным» формам - прокариотам. Различают шаровидные диаметром 0,1 - 10 мкм и нитчатые 50-100 мкм. Что касается вирусов, то это мельчайшие неклеточные частицы, состоящие из нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК) и белковой оболочки. Их размер от 20-до 3000 нм. Напомним, что 1 нм =10_9м. Вирусы обладают собственным геном и способны к воспроизведению только в клетках живых организмов. Говорят вирус - это промежуточная форма жизни или нежизни, так как вне клетки хозяина он превращается в кристалл и может долго «молчать» пока не попадает в благоприятную среду. Более правдоподобной, представляется гипотеза об эндогенном происхождении вирусов. Согласно ей, вирусы представляют собой фрагмент когда-то клеточной нуклеиновой кислоты, который приспособился к сепаративной репликации. Эту версию в какой-то мере подтверждает существование в бактериальных клетках плазмид, поведение которых во многом сходно с вирусами. Наряду с этим существует и «космическая» гипотеза, согласно которой вирусы вообще не эволюционировали на Земле, а были занесены к нам из Вселенной посредством каких-либо космических тел. Вирусы меньше бактерий в 1000 раз. Итак, вирусы неклеточные, а бактерии - одноклеточные без ядра -прокариоты. Вирусы паразитируют в клетку хозяина, где начинается экспрессия генов вируса. Вирус может попадать в клетку бактерии. Бактерию зараженную вирусом называют бактериофагом. В отличие от бактерий у вирусов геном представлен одной нуклеиновой кислотой - ДНК или РНК.

Первые бактерии вскоре начали разделяться на группы. Одни из них превратились в гигантские капли, другие, наоборот, съежились до совсем уж крохотных размеров - и разница в размерах определила их возможности. Маргулис доказывала, что или большая бактерия проглотила маленькую, или маленькая бактерия смогла этого избежать. Через много поколений эта схватка перетекла в сотрудничество. Микроскопические проглоченные бактерии мы сейчас называем митохондриями. Однако многие ученые придают особое значение независимому поведению митохондрий, подчеркивая, что они находятся внутри клетки и размножаются по собственной программе. Маргулис пришла к выводу, что митохондриальная ДНК может происходить только из ранее независимых клеток. Она оказалась права. Сама Линн Маргулис, рассказывает о себе и своих идеях так: « Я занимаюсь эволюционной биологией, но объектом моих исследований являются одноклеточные и микроорганизмы. На основании бесчисленных наблюдений и экспериментов известно, что эволюция основана на естественном отборе, выбирающем из всех разновидностей данного организма те, которые в результате мутаций приобрели некоторые способствующие выживанию свойства. Неизвестно только, откуда берутся эти полезные свойства. Я утверждаю, что важнейшими такими свойствами мы обязаны связям между организмами, тому явлению, которое русский исследователь Константин Мережковский когда-то назвал «симбиозом». Под симбиозом я понимаю включение генетического материала микроорганизмов в наследственные клетки растений или животных. Возникающие в результате новые генетические системы - гибриды бактериальной и растительной, или бактериальной и животной клеток - являются чем-то подлинно новым, принципиально отличающимся от исходных клеток, не содержащих материалы симбиоза. Из таких «химер» постепенно складываются все более и более сложные биологические системы. Я не верю, что такие новые системы, новые биологические виды могут возникнуть на основе одних лишь случайных мутаций».

В 1966 году она написала статью, в которой утверждалось, что сложные клетки возникли из более простых путем симбиоза и объединения их вещества и генетического материала, то есть путем симбиогенеза. Когда у нее накопилось много нового материала, статья разрослась в книгу «Происхождение эукариотных клеток». Прошло тридцать с лишним лет, но гипотеза симбиоза, выдвинутая и развитая Линн Маргулис получила если не всеобщее, то во всяком случае весьма широкое признание.

Рассуждения о симбиозе привели британского ученого Джеймса Лавлока к утверждению, что симбиоз, как понятие в широком смысле - как самоорганизация на основе кооперации взаимодействия существует не только на уровне телесных клеток и бактерий, но и на уровне таких сложных систем, как атмосфера, почва и даже Земля в целом. Эта идея сегодня достигла высшей степени развития в так называемой гипотезе Геи. Гипотеза Геи говорит, что даже такие планетарные параметры, как, например, температура и химический состав атмосферы, являются результатом совместной деятельности всех живых организмов планеты. Лавлок, в сущности, утверждает, что вся Земля представляет собой единый огромный организм. Точнее было бы назвать ее единой экологической системой, которая состоит из огромного числа симбиотически взаимодействующих меньших экосистем и благодаря этому способна в большей мере сама «залечивать» свои раны и регулировать свои отклонения от равновесия. Древние греки называли Геей богиню Земли. Гипотеза Геи, будь она верна, была бы высшим, предельным чудом симбиоза - разве что вслед за американским астрономом Лео Смолиным признать «живой» всю Вселенную. Эта гипотеза обсуждается очень широко, но принимается очень немногими

Американская ученая - цитогенетик Мак-Клинток нашла очень важные подсказки для понимания второй великой тайны нашего эволюционного прошлого: как ДНК строит многоклеточные организмы из описанных Линн Маргулис сложных, но одиночных клеток. Около 550 млрд, лет назад начали появляться многоклеточные существа. Ученые предполагали, что первые из них стали многоклеточными по ошибке: клетки слиплись и не смогли освободиться. Однако, со временем, тщательно контролируя, какие гены в какие моменты активизируются в соединившихся образцах, клетки смогли начать специализироваться - а это и есть отличительная черта высших форм жизни. Нобелевский комитет наградил Мак-Клинток за «открытие мобильных генетических элементов». Её работы помогли установить, что хромосомы способны самостоятельно себя контролировать и что включение-выключение определенных процессов в ДНК определяет судьбу клеток. Её идеи остаются важнейшими принципами современной генетики.

Однако, Мак-Клинток не смогла объяснить сам механизм того, как клетки выключают гены. Как выяснилось позже хотя клетки не теряют генетической информации, но они могут потерять доступ к этой информации, что фактически одно и тоже.

 
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   След >
 

Популярные страницы