Техника - молодёжи 1957-05, страница 42

Строение молекулы ДНК впервые позволяет понять, з терминах физики и химии, как происходит воспроизведение наследственных структур. В случае разрыза водородных связей, которыми основания соединены парами, то есть в процессе размножения хромосом, а следозательно, и клеток, дзе цепи раскручиваются и разъединяются, и каждая из них начинает строить на себе вторую цепь, притягивая отдельные синтезируемые внутри клетки — нуклеотиды (соединения из основания, сахара и фосфата), — являющиеся элементарными звеньями цепи. Вследствие их постепенного присоединения каждая цепь строит рядом с собой вторую, дополнительную полинуклеотидную цепь. В результате из одной раздвоившейся молекулы ДНК возникает две.

Каким же образом при наличии всего лишь четырех разных оснований проявляется наследственная специфичность всех органических форм, начиная от вируса и до человеке? Понимание этого сформулировано в идее о генетическом коде, то есть в представлении, что определенное ззаимополо-жение пар оснований имеет генетическое значение. Число специфических сочетаний четырех типов оснований исключительно зелико. Если длина цепи состоит зсего лишь из 100 оснований (а на самом деле в хромосомах тысячи оснований), то число их возможных ззаимоположений составит 4¹⁰⁰, то есть превысит количество атомов в солнечной системе. Как три знака азбуки Морзе — точка, тире и интервал — способны передать любое сообщение, любую самую сложную человеческую мысль, так различные сочетания четырех оснований могут образовать любую, в том числе и самую тончайшую, наследственную характеристику.

о

Толщина молекулы ДНК составляет зсего 20 А, то есть лишь незначительно превышает толщину в дюжину атомов. Длина же развернутой единичной хромосомы со-

о

ставляет приблизительно 4 см (400 млн. А). Это прекрасно объясняет, каким образом на одной хромосоме может быть записана наследственная характеристика; мы могли бы высчитать, что, располагая основания различными порядками, можно было бы, применяя азбуку Морзе, на одной хромосоме написать содержание 1 000 полновесных книг.

Каждый вид животных и растений характеризуется своим особым набором хромосом, составляющим ядро клетки, всякое ядро является двойным, то есть отдельные индивидуальные хромосомы в нем повторяются дважды. Значение парности хромосом состоит в том, что одна хромосома в каждой паре происходит от отца, а другая от матери. Каждая клетка любого организма пронизана материальными наследственными элементами, полученными как от отца, так и от матери и при этом в равных количествах. В силу такого двойного состава обычные ядра клеток носят название диплоидных.

Путем химических и физических воздействий (в частности, при помощи ядовитого алкалоида — колхицина) число хромосом в клетке можно удвоить. Организмы с такими клетками получили название тетраплоидов (тетра —- по-гречески четыре). В тех случаях, когда в ядре клетки происходит накопление еще большего числа наборов хромосом, организмы называются полиплоидами (поли — много). Тетра- и полиплоиды отличаются рядом очень ценных качестз, среди которых бросается в глаза их гигантизм. В. В. Сахаров получил замечательную крупнозернистую и высокоурожайную тетра-плоидную гречиху, которая к тому же отличалась высокой медоносностью.

Скрещивая диплоидные и тетра-плоидные культуры, можно получить бесплодные, но ценные по своим качествам промежуточные формы с тремя наборами хромосом — триплоиды. В Японии получен триплоидный арбуз, лишенный семечек, с исключительно высокими зкусозыми качествами. Очень важны триплоидные сорта сахар-

Что можно вырастить из кукурузы обыкновенных размеров путем генетики? Фотография, иллюстрирующая получение гибридной кукурузы, наглядно вто разъясняет. Наверху — четыре исходные родительские генетически чистые линии, во втором ряду простые гибриды; внизу — двойные межлинейные гибриды — гибридная кукуруза.

Как выводят сладчайший и бессемечковый триплоидный арбуз? Это хорошо видно из рисунка и помещенной сверху схемы. Принятые здесь обозначения: 2х — диплоидные, обычные арбузы. 4х — тетраплоид, полученный воздействием на диплоидную клетку алкалоида колхицина, Зх — результат скрещивания диплои-

да с тетраплоидом. Условные значки: $ — «зеркало Венеры», символ женского растения; с? — «щит и копье», символ мужского растения.

ной свеклы: они гораздо сахаристее обычных диплоидных и на 50—60% повышают урожай.

Гибриды (помеси) разных зидоа растений часто отличаются бесплодием, что стазит предел их использованию в селекции. Г. Д. Карпеченко еще з 1927 году впервые показал, что удвоение ядра з клетках таких гибридов превращает их в плодовитые формы. А. Р. Жебрак превратил под воздействием колхицина целый ряд гибридов пшеницы в плодовитые формы.

Характерной чертой современного развития генетики является то, что фундаментальные научные открытия и технический прогресс привели к появлению методов, революционизирующих практику сельского хозяйства и животновод стз а. Ярким примером может послужить создание гибридной кукурузы—самой высокоурожайной зерновой культуры мира. Такой кукурузы не знала старая селекция: она создана на базе развития теоретических и экспериментальных работ по генетике.

Отличительной чертой получения гибридной кукурузы является скрещивание генетически чистых линий, которые сами по себе никакого производственного значения не имеют. Эти линии получаются принудительным самоопылением, которое Связано с внешним ухудшением внутри линии, но с созданием консолидированной ценной наследственности. Скрещивание таких линий приводит к поразительным результатам, к появлению мощных, удивительно выравненных и необычайно урожайных растений.

После открытия атомной энергии и создания искусственных радиоактивных элементов появился производственный метод преобразования наследственности растений, животных и микроорганизмов — метод радиационной селекции организмов.

В разных странах мира получены продуктивные радиационные формы пшеницы, ячменя, гороха, фасоли, льна, горчицы, помидоров и других сельскохозяйственных культур.

В Японии получены радиационные мутанты у тутового . шелкопряда. Выкормкой только самцов японцы повысили выход шелка на 30%. Эта же задача была решена А. В. Струнникозым в Ташкенте. В изумительных опытах профессора Б. J1. Астауроза на яйцеклетку тутового шелкопряда обрушивалась огромная энергия рентгеновских лучей — до 540 тыс. рентген, затем удалялось ядро. Затем безъядерное яйцо оплодотворялось нормальным спермием и выводилась нормальная особь, которая во всех случаях была самцом — двойником отца.

Велики достижения з области радиационной генетики и селекции микроорганизмов. С. И. Алиханян, С. Ю. Гольдат и др., используя влияние на клетки рентгеновских лучей, ультрафиолетоиого облучения и некоторых химикалиев, получили выдающийся штамм (сорт) пенициллов, на котором сейчас работает пенициллиновая промышленность на территории стран, охватывающих почти половину земного шара.