![[personal profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/user.png){kind=small}
progenesВ новый год с новыми знаниями и вопросами. Ушедшая декада нового тысячелетия ознаменовалась новыми (очередными) попытками сформулировать понятие ген и оно оказалось весьма запутанным. Сейчас разберемся с генами там, где это еще возможно. Я уже делала попытки об этом написать в самом начале ведения блога, но мне оказалось сложно подобрать слова, чтобы не загрузить текст кучей специальных терминов, которые знать вовсе необязательно. В этот раз я постараюсь обойтись без них (хаха!)
Если меня спросить, что такое ген, то я немного невнятно помычу, закатывая глаза, почешу затылок, а потом скажу что-то вроде, что ген - это «комплекс причинно-следственных молекулярных событий, где определенный участок дезоксирибонуклеиновой кислоты играет ключевую роль». Но это моя личная интерпретация.
Немного истории.
Освежим то, что мы уже знаем. В классической генетике ген - абстрактное понятие, единица наследования, которая передает какие-то качества от родителя к ребенку. Биохимия добавила в эту картину первую конкретику: эти качества связаны с ферментами или белками, по одному на каждый ген. А с приходом молекулярной биологии, гены окончательно воплотились в материальную субстанцию - последовательность ДНК, которая при конвертировании в информационную РНК может быть использована в качестве основы для создания белков. Длинные спиральные молекулы ДНК хромосом представлялись как длинные нити, на которые «нанизаны» последовательности генов словно бисер. Эта стройная картина все еще существует в умах многих молекулярщиков, хотя и с целым рядом поправок к центральной догме молекулярной биологии. Не то, чтобы никто не интересовался, что такое ген на самом деле. Просто зачастую чисто технически такого представления вполне достаточно, чтобы выделить дискретный участок ДНК, который кодирует какой-то ген, который можно расшифровать, переписать в РНК, а затем в белок. Держим в голове самую простую схему ДНК - РНК – белок- признак. Это одна из возможных схем, но пока и ее достаточно, чтобы понять, что с геном все не так просто. Отсюда мы сейчас начнем плясать.
Если в геноме совсем нет участка ДНК, кодирующего какой-то продукт, то тут мы с уверенностью можем утверждать, что гена тоже нет. Это, пожалуй, единственное, в чем мы можем быть уверенными на сто процентов.
Ген-кодирующий участок ДНК?
Если есть участок ДНК, который считывается в виде РНК, на которой может синтезироваться белок, это уже ген или нет? Вопросы начинаются уже с момента считывания РНК. Я ранее об этом писала, напомню еще раз. Перед геном как правило всегда есть последовательность, которую называют промотором. На ней расположен целый ряд регуляторных последовательностей, на которые садится молекулярная машина считки РНК.
Проверяем гипотезу. Берем последовательность ДНК, в которой «записан» конечный продукт и переносим ее в другой геном. Если промотора у нее нет, то она «не включится», не будет считки РНК, соответственно, конечного продукта также не будет. Получается ситуация – участок, кодирующий белок у нас есть, а продукта нет. Для клетки и целого организма эта ситуация рассматривается как отсутствие признака. Следовательно, ген это не только кодирующая последовательность, но и промотор – кнопка, ее «включающая». Вот так.
Ген – кодирующий участок ДНК плюс промотор?
Допустим, теперь у нас есть ДНК, состоящая как минимум из двух частей – кодирующей продукт и промотора. Это ген? Чтобы проверить гипотезу, промутируем в промоторе ряд важных регуляторных последовательностей так, чтобы их НЕ узнавала та самая транскрипционная машина. В результате синтеза РНК опять не происходит, белка нет. Для организма это опять ситуация равная «отсутствию признака». Таким образом, важно те только, чтобы физически присутствовала кодирующая последовательность и промотор, важно также, чтобы в промоторе все регулирующие элементы были в полном здравии.
Вот как звучит окончательная формулировка гена–«A locatable region of genomic sequence, corresponding to a unit of inheritance, which is associated with regulatory regions, transcribed regions and/or other functional sequence regions.»
Ген плюс факторы транскрипции.
Факторы транскрипции определяют когда и где именно включить или заблокировать синтез РНК с того или иного участка ДНК, который мы считаем геном. Нет факторов транскрипции, нет работы гена, нет признака, который он кодирует.
И вот как это выглядит на картинке. И с этой байдой мы попробуем взлететь.
Поэтому, для примера, следующая ситуация. Берем участок ДНК, с кодирующей частью и промотором-кнопкой в целости и сохранности (мы думаем, что это уже наконец ген, который кодирует белок и кодирует какой-то признак) и переносим в геном каких-то клеток. Для лучшего понимания немного упростим ситуацию. Допустим, что ген из растений, а мы переносим его в геном клеток кожи, которые растут на питательной среде. Вы не сильно удивитесь, если узнаете, что может случиться так, что там ген не «включится»? Наиболее вероятное объяснение такое, что в животных клетках транскрипционная машина не узнает растительные регуляторные последовательности. Для животных клеток это ситуация отсутствия гена и отсутствие его продукта, следовательно, отсутствие признака.
Я уже руки раскинула так далеко, что получается, что чтобы ген (участок ДНК) свершил то, что в классической генетике считается реализация какого-то унаследованного признака, то в эту картину просто необходимо добавить еще и условия его работы.
Факторы транскрипции (шары на картинке) - это белки. И раз это белки, значит они тоже кодируются какими-то генами. И точно также считываются в виде РНК и тоже с помощью других факторов транскрипции, которые тоже гены и так далее. Для каждого гена свой индивидуальный набор транскрипционной машины, которая собирается в зависимости от внешних сигналов.
Таким образом, чтобы заработал один ген в конкретный момент времени, в конкретном месте в организме надо, чтобы перед этим там включились другие гены и подготовили все к его включению. От чего это зависит? Именно в этом месте в эту эпическую картину мы добавляем самого ключевого игрока – внешнюю и внутренюю среду.
Синтез, локализация и работа факторов транскрипции часто регулируется принятием молекулярных сигналов извне. Например, в клетку поступил сигнал - атака патогена или гормон. Он воспринимается какими-то рецепторами на поверхности клетки (которые тоже гены). Дальше, вроде падающих домино-фишек, сигнал передается молекулярному каскаду (которые тоже гены) до ядра и включает синтез нужных факторов транскрипции (напоминаю, это тоже гены), которые потом включают ген Х, продукт которого может непосредственно влиять на патоген.
Получается, что включению (работе) всегда гена предшедствуют события, которые произошли в прошлом хотя бы на мгновение раньше и подготовили почву для его работы.
Для тех, кто дочитал до конца. Обо всем этом вы можете спокойно забыть. Потому что промоторы бывают не только спереди гена, но и в его хвосте. Регуляторные участки натыканы и внутри кодирующей части и вообще где-попало. Не все считанные РНК кодируют какой-то белок, а являются регуляторами работы других генов. Но и в этом случае они могут считаться генами. Один кодирующий участок ДНК может расшифровывать в разные продукты. И пока молекулярщики сошлись с горем пополам на общем знаменателе, что с кучей оговорок, признаком работающего гена можно считать функциональный транскрипт (РНК), кодирует ли он белок, или нет, некоторые бактерии могут синтезировать белок прямо на ДНК. При этом мы еще не касались эпигенетической регуляции, которая тоже причем.
И в заключение, зачем нам это все знать? Разворачивание генетической программы происходит во времени в виде комплексного взаимодействия генов между собой при тесном взаимодействии с окружающей средой. Факторов, влияющих на это, великое множество. Например, широко известный пример незакрытия нервной трубки во время внутриутробного развития при дефиците фолиевой кислоты: у мышей этот феномен кодируется более чем 200 генами. У человека пока с относительной точностью определили всего несколько ключевых генов, задействованых в метаболизме фолиевой кислоты. Но их наверняка больше.
Если меня спросить, что такое ген, то я немного невнятно помычу, закатывая глаза, почешу затылок, а потом скажу что-то вроде, что ген - это «комплекс причинно-следственных молекулярных событий, где определенный участок дезоксирибонуклеиновой кислоты играет ключевую роль». Но это моя личная интерпретация.
Немного истории.
Освежим то, что мы уже знаем. В классической генетике ген - абстрактное понятие, единица наследования, которая передает какие-то качества от родителя к ребенку. Биохимия добавила в эту картину первую конкретику: эти качества связаны с ферментами или белками, по одному на каждый ген. А с приходом молекулярной биологии, гены окончательно воплотились в материальную субстанцию - последовательность ДНК, которая при конвертировании в информационную РНК может быть использована в качестве основы для создания белков. Длинные спиральные молекулы ДНК хромосом представлялись как длинные нити, на которые «нанизаны» последовательности генов словно бисер. Эта стройная картина все еще существует в умах многих молекулярщиков, хотя и с целым рядом поправок к центральной догме молекулярной биологии. Не то, чтобы никто не интересовался, что такое ген на самом деле. Просто зачастую чисто технически такого представления вполне достаточно, чтобы выделить дискретный участок ДНК, который кодирует какой-то ген, который можно расшифровать, переписать в РНК, а затем в белок. Держим в голове самую простую схему ДНК - РНК – белок- признак. Это одна из возможных схем, но пока и ее достаточно, чтобы понять, что с геном все не так просто. Отсюда мы сейчас начнем плясать.
Если в геноме совсем нет участка ДНК, кодирующего какой-то продукт, то тут мы с уверенностью можем утверждать, что гена тоже нет. Это, пожалуй, единственное, в чем мы можем быть уверенными на сто процентов.
Ген-кодирующий участок ДНК?
Если есть участок ДНК, который считывается в виде РНК, на которой может синтезироваться белок, это уже ген или нет? Вопросы начинаются уже с момента считывания РНК. Я ранее об этом писала, напомню еще раз. Перед геном как правило всегда есть последовательность, которую называют промотором. На ней расположен целый ряд регуляторных последовательностей, на которые садится молекулярная машина считки РНК.
Проверяем гипотезу. Берем последовательность ДНК, в которой «записан» конечный продукт и переносим ее в другой геном. Если промотора у нее нет, то она «не включится», не будет считки РНК, соответственно, конечного продукта также не будет. Получается ситуация – участок, кодирующий белок у нас есть, а продукта нет. Для клетки и целого организма эта ситуация рассматривается как отсутствие признака. Следовательно, ген это не только кодирующая последовательность, но и промотор – кнопка, ее «включающая». Вот так.
Ген – кодирующий участок ДНК плюс промотор?
Допустим, теперь у нас есть ДНК, состоящая как минимум из двух частей – кодирующей продукт и промотора. Это ген? Чтобы проверить гипотезу, промутируем в промоторе ряд важных регуляторных последовательностей так, чтобы их НЕ узнавала та самая транскрипционная машина. В результате синтеза РНК опять не происходит, белка нет. Для организма это опять ситуация равная «отсутствию признака». Таким образом, важно те только, чтобы физически присутствовала кодирующая последовательность и промотор, важно также, чтобы в промоторе все регулирующие элементы были в полном здравии.
Вот как звучит окончательная формулировка гена–«A locatable region of genomic sequence, corresponding to a unit of inheritance, which is associated with regulatory regions, transcribed regions and/or other functional sequence regions.»
Ген плюс факторы транскрипции.
Факторы транскрипции определяют когда и где именно включить или заблокировать синтез РНК с того или иного участка ДНК, который мы считаем геном. Нет факторов транскрипции, нет работы гена, нет признака, который он кодирует.
И вот как это выглядит на картинке. И с этой байдой мы попробуем взлететь.
Поэтому, для примера, следующая ситуация. Берем участок ДНК, с кодирующей частью и промотором-кнопкой в целости и сохранности (мы думаем, что это уже наконец ген, который кодирует белок и кодирует какой-то признак) и переносим в геном каких-то клеток. Для лучшего понимания немного упростим ситуацию. Допустим, что ген из растений, а мы переносим его в геном клеток кожи, которые растут на питательной среде. Вы не сильно удивитесь, если узнаете, что может случиться так, что там ген не «включится»? Наиболее вероятное объяснение такое, что в животных клетках транскрипционная машина не узнает растительные регуляторные последовательности. Для животных клеток это ситуация отсутствия гена и отсутствие его продукта, следовательно, отсутствие признака.
Я уже руки раскинула так далеко, что получается, что чтобы ген (участок ДНК) свершил то, что в классической генетике считается реализация какого-то унаследованного признака, то в эту картину просто необходимо добавить еще и условия его работы.
Факторы транскрипции (шары на картинке) - это белки. И раз это белки, значит они тоже кодируются какими-то генами. И точно также считываются в виде РНК и тоже с помощью других факторов транскрипции, которые тоже гены и так далее. Для каждого гена свой индивидуальный набор транскрипционной машины, которая собирается в зависимости от внешних сигналов.
Таким образом, чтобы заработал один ген в конкретный момент времени, в конкретном месте в организме надо, чтобы перед этим там включились другие гены и подготовили все к его включению. От чего это зависит? Именно в этом месте в эту эпическую картину мы добавляем самого ключевого игрока – внешнюю и внутренюю среду.
Синтез, локализация и работа факторов транскрипции часто регулируется принятием молекулярных сигналов извне. Например, в клетку поступил сигнал - атака патогена или гормон. Он воспринимается какими-то рецепторами на поверхности клетки (которые тоже гены). Дальше, вроде падающих домино-фишек, сигнал передается молекулярному каскаду (которые тоже гены) до ядра и включает синтез нужных факторов транскрипции (напоминаю, это тоже гены), которые потом включают ген Х, продукт которого может непосредственно влиять на патоген.
Получается, что включению (работе) всегда гена предшедствуют события, которые произошли в прошлом хотя бы на мгновение раньше и подготовили почву для его работы.
Для тех, кто дочитал до конца. Обо всем этом вы можете спокойно забыть. Потому что промоторы бывают не только спереди гена, но и в его хвосте. Регуляторные участки натыканы и внутри кодирующей части и вообще где-попало. Не все считанные РНК кодируют какой-то белок, а являются регуляторами работы других генов. Но и в этом случае они могут считаться генами. Один кодирующий участок ДНК может расшифровывать в разные продукты. И пока молекулярщики сошлись с горем пополам на общем знаменателе, что с кучей оговорок, признаком работающего гена можно считать функциональный транскрипт (РНК), кодирует ли он белок, или нет, некоторые бактерии могут синтезировать белок прямо на ДНК. При этом мы еще не касались эпигенетической регуляции, которая тоже причем.
И в заключение, зачем нам это все знать? Разворачивание генетической программы происходит во времени в виде комплексного взаимодействия генов между собой при тесном взаимодействии с окружающей средой. Факторов, влияющих на это, великое множество. Например, широко известный пример незакрытия нервной трубки во время внутриутробного развития при дефиците фолиевой кислоты: у мышей этот феномен кодируется более чем 200 генами. У человека пока с относительной точностью определили всего несколько ключевых генов, задействованых в метаболизме фолиевой кислоты. Но их наверняка больше.
Tags:
![[identity profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/openid.png){kind=small}
no subject
Date: 2011-01-05 09:05 pm (UTC)Почему при обсуждении этой проблемы как-то (чуть ли ни стыдливо, на мой взгляд) стараются не упоминать слово "белок" - хотя что бы и как бы не происходило (альтернативно или прямо, с РНК или непосредственно на ДНК), но в конечном итоге весь этот механизм функционирует ради синтеза белка. Нет белка - нет гена. Любой процесс в онтогенезе запускается именно белком и только белком, а не участками ДНК или РНК. Почему бы просто не отождествить эти два понятия - ген и белок? Что мешает? Есть ли ситуации, когда мы можем говорить о разных генах, но об одном белке? Тем более есть механизмы, обеспечивающие получение разных белков с одной РНК - и если понятие "ген" связывать с нечто в "добелковой" зоне, то получится явная неоднозначность.
no subject
Date: 2011-01-07 08:50 am (UTC)no subject
Date: 2011-01-07 09:36 am (UTC)Но тут мне кажется не все так просто. Мы сталкиваемся в центральной проблема, главным конфликтом в трактовке понятия "ген": (1) с одной стороны, мы имеем трактовку гена как участка ДНК, то есть того, что можно выделить при анализе ее структуры, а (2) с другой - понимание, что ген это элемент наследственности, нечто определяющее наследственные признаки. Тогда получается: в случае (1) микроРНК действительно позволяют нам выделять некоторые "осмысленные" (кодирующие микроРНК) участки ДНК, которые можно назвать генами, но принимая во внимание (2) эти "гены" (участки кодирующие микроРНК) не оказывают непосредственное влияние на наследственность - только через влияние на репрессию других генов ("белковых"). То есть нам надо выбирать два варианта терминологии или придумывать новый термин: называть ли геном "осмысленный" участок ДНК влияющий на формирование белков или называть геном исключительно то, что влияет на онтогенез - белок.
Ведь когда мы смотрим со стороны организма, то для него (организма), для его наследственности существенно лишь то, что выходит наружу из "черного ящика" под названием "генетический механизм". И когда мы говорим "ген такого признака" имеем в виду именно белок. МикроРНК может повлиять на его репрессию, но не на его структуру - мы не имеем право произнести фразу "ген микроРНК есть ген некоторого признака".
Итак, ген это кодирующий участок ДНК или нечто, непосредственно участвующее в онтогенезе (белок)? Согласитесь, это хотя и взаимосвязанные, но разные понятия.
no subject
Date: 2011-01-07 09:50 am (UTC)Давайте внимательно посмотрим на этот абзац. В частности "МикроРНК может повлиять на его репрессию, но не на его структуру". МикроРНК может повлиять на его присутствие (отсутствие) в черном ящике. Вы сами предложением раньше сказали, что "для наследственности существенно лишь то, что выходит наружу из "черного ящика". Вот МикроРНК как раз напрямую влияют на то, что из этого ящика выходит. И при этом эта их особенность наследуется согласно каноничным менделевским правилам.
МикроРНК это ген (в котором тоже закодирована информация, просто не виде белка и которая тоже передается от родителей к детям), продукт которого (не белок, а РНК) влияет на другой ген, что в конечном счете проявляется в виде какого-то конкретного признака.
no subject
Date: 2011-01-07 11:24 am (UTC)Утверждаете "МикроРНК это ген" справедливо при определении понятия "ген", как в широком смысле кодирующий (влияющий на синтез белка) участок ДНК, то есть при рассмотрении генетического механизма на молекулярном уровне. Но при таком подходе нам следует отказаться от установления связки ген-признак. Она и так не однозначна, смутно отслеживается на уровне белок (кодирующий белок участок ДНК) - признак, так еще придется говорить о гене, который лишь косвенно, опосредованно через другой ген влияет на онтогенез.
Я не утверждаю, что такой подход неправилен, он безусловно разумен на молекулярном уровне. Но следует понимать, что его использование ограничено именно механизмом внутри "черного ящика", он не применим для описания онтогенеза, для которого существенна только белковая регуляция. То есть в этой терминологии корректно говорить о гене белка (а не признака) и о регуляторных генах (влияющих на ген белка), а за пределами "черного ящика" уже оперировать другими понятиями.
Проблема не в том, что правильно, а в осознании наличия понятийного барьера, разрыва, который не устраняется утверждением той или иной терминологии.
no subject
Date: 2011-01-07 12:30 pm (UTC)no subject
Date: 2011-01-07 01:10 pm (UTC)Так вот представление о гене, как нечто определяющем признак, было уместно только при однозначности цепочки "участок ДНК - белок - признак". Но современные данные (включая упомянутые МикроРНК) разрывают первую связь, делают ее неоднозначной даже в самом простом случае, когда четко можно выделить связь "белок - признак" (как с горохом).
Вот и получается, что два понимания гена: (1) как наследуемый участок ДНК и (2) как нечто однозначно связанное с признаком не тождественны друг другу. Во втором случае на роль гена лучше подходит белок. То есть перед нами конфликт двух понятий: (1) однозначной наследственности (которая есть на уровне ДНК) и (2) однозначной связи наследственности признаком (которая возможна лишь на уровне белка). Раньше эти понятия отождествлялись. Теперь сложнее.
Хотя понимаю, что это проблема в большей степени философско-понятийная, чем сугубо научная. Но, с другой стороны, надо как-то давать ответ на вопрос типа: "ген завязывания шнурков" (спасибо Докинзу :) - это белок (как в случае с горохом) или участок ДНК? Однако, как ни рассматривай механизм соотнесения участков ДНК, в конечном итоге дело придется иметь к конкретным белком (или его отсутствием). Так что? Мы должны говорить о "белке завязывания шнурков"?
no subject
Date: 2011-01-07 01:19 pm (UTC)Ну хорошо. Еще один пример. Сейчас с микроРНК точно так же поступают. Берут ДНК, которая кодирует какую-то микроРНК и переносят в геном кого-нить. И наблюдают какой-то фенотип, совершенно конкретный. Почему это не вписывается в схему элементарной логики: есть микроРНК-есть признак, нет микроРНК - нет признака?
По большому счету для генетика, нет никакой глобальной разницы, что именно это за молекула, которая считана с ДНК: белок или РНК. Он может об этом и не знать вовсе. Селекционер может вывести новый сорт, следуя схемам наследования. И может оказаться, что селектировал он на ген, который кодирует микроРНК. Для генетика важно только, что информация о молекуле записана в ДНК и передается по наследству, согласно конкретным правилам.
no subject
Date: 2011-01-07 01:49 pm (UTC)Да. Именно так. Но с уточнением: для генетика-селекционера (а не генетика-микробиолога). Селекционер оперирует понятием "черный ящик", из которого появляется или не появляется тот или иной белок. И в этом случае следует признать, что для него корректнее геном называть именно белок: как я писал - есть белок, есть признак, нет - так и нет.
А для генетика-микробиолога существенно то, что именно записано в ДНК (непосредственная наследуемость). Но между геном, понимаемом как участок ДНК связь с признаком может быть и довольно сложной - скажем, через микроРНК и пр.
Попробую еще раз обобщить: понятие "ген" мы исторически связываем с двумя другими понятиями: "наследственность" и "признак". До выявления сложного генетического механизма достаточно было просто говорить о гене, как некой абстракции, вспомогательном термине. Но сейчас (уже много зная) мы не можем однозначно совместить "наследственность" и "признак": с точки зрения "наследственности" геном следует называть "осмысленный" (задействованный в синтезе белка) участок ДНК, а с позиции "признака" (селекционизма) корректнее в качестве гена указать именно белок - ну хотя бы для того, чтобы не перечислять сколько факторов генетического механизма (генов в первом смысле) участвует в его синтезе, все равно именно наличие или отсутствие белка детерминирует признак.
no subject
Date: 2011-01-14 09:51 am (UTC)Признак детерминирует не белок, а комплексное молекулярное взаимодействие. Между белками, жирами, углеводами, нуклеиновыми кислотами и еще кучей органических или неорганических соединений. Каждый из них ключевой и важный. Например, есть белок, допустим, это фермент, но для него нет органического субстрата извне, то это сразу отразится на эффективности его работы и мы будем наблюдать признак.
Например, дефицит органических удобрений для растений.
Для определения гена ключевое не то, в какую молекулу он в конечном счете расшифровывается, а в то, что он копируется и таким образом наследуется. А развитие признака - это и ген, и взаимодействие других "ненаследуемых" факторов.
no subject
Date: 2011-01-14 10:08 am (UTC)Тезис "наличие или отсутствие белка детерминирует признак" (с вашей поправкой, что тут нет однозначной детерминации, а лишь наличие необходимого, но не достаточного условия) призван показать, что чтобы ни происходило на уровне сугубо генетических механизмов (взаимодействия ДНК и РНК) на выходе будет только и исключительно белок (или его отсуиствие, или изменение его концентрации).
Вот эту-то проблему я и отмечал изначально: традиционно в головах и обывателей и ученых "ген" связан не только с понятием "наследственность", а "наследуемые признаки". В вашей формулировке "ген" должен пониматься исключительно и только как наследуемый элемент процесса воспроизводства циклов органического синтеза (белка). Связь этого синтеза с онтогенезом многоклеточных - это отдельная проблема.
no subject
Date: 2011-01-14 01:26 am (UTC)Да, если не верить Докинзу, весь механизм "функционирует ради синтеза белка".
И нет, вполне часто вствечается ситуация, когда белка никакого нет, а ген есть. Но не экспрессируется. Если по каким-то причинам ген активируется - будет белок. Это если ген кодирует именно белок, а не РНК (причем, не обязательно микроРНК, гены рРНК и тРНК - тоже вполне себе гены).
Вот обратная ситуация "есть белок, но нет гена" действительно невозможна. То-есть, конечно, возможна, но только в виде "есть белок, а гена нет, но был" :-)
То-есть, если пользоваться вашим же образом, ген - это то, что в черном ящике.
no subject
Date: 2011-01-14 02:12 am (UTC)no subject
Date: 2011-01-14 09:05 am (UTC)На мой взгляд (взгляд со стороны :), в данном вопросе (связи наследственности с онтогенезом) в биологии сильно упрощена (недоразвита) терминология и поэтому попытка, что-то описать на языке, состоящем из двух слов "ген" и "признак" приводит к большой неоднозначности. Перед нами ряд понятий: (1) "наследуемые кодирующие белки последовательности ДНК"; (2) "наследуемые кодирующие РНК последовательности"; (3) наследуемые регулятивные последовательности"; (4) "синтез белка"; (5) механизм регуляции синтеза белка"; (5) "посттрансляционная модификация белков" (6) "влияние на ферментативную активность белков зародыша (а следовательно и на формирование фенотипа) организма матери"; (7) "эквифинальность онтогенеза"; (8) "влияние на дискретное переключение между дискретными путями онтогенеза внешней среды".
То есть между выделенным наследуемым кодирующим участком ДНК и признаком полно "переключателей", и фраза "мы выделили ген такого признака" выглядит очень сомнительной - произносится она как вывод в известном анекдоте про таракана, который теряет слух после того как ему оторвали все лапки.
no subject
Date: 2011-01-14 09:17 am (UTC)Вы сами отлично перечислили все понятия, которые были открыты и осознаны благодаря тому же редукционизму "один ген-один признак". Если наблюдались отклонения от этого принципа, искались причины, которые привели к отклонению. Вот, насобиралось уже на 8 пунктов (их на самом деле значительно больше).
Фраза "мы выделили ген такого признака" вполне имеет право на жизнь в некоторых случаях.
Однако сейчас вряд ли какой молекулярщик ставит перед собой задачу "выделить ген какого-то признака". Ставится задача (во всяком случае я так ставлю перед собой), определить, временнОе и иерархичное взаимодействие гена Х с другими генами и с другими молекулярными сигналами (внутри или извне), чтобы узнать, как это в купе приводит к развитию того или иного фенотипа.
no subject
Date: 2011-01-14 09:54 am (UTC)Когда я отметил проблемы с терминологией, то имел ввиду, что разные люди произнося слово "ген" подразумевают объединение им разного количество перечисленных пунктов от (1) до (1-2-3), а то и больше. Думаю, если поставить задачу сейчас de novo установить терминологию для описания механизма от репликации ДНК до признака, то слово "ген" из нее лучше исключить. А самое главное, на мой взгляд, цепочку от ДНК до признака надо разорвать на звене "белок", и решать три практически самостоятельных проблемы: (1) влияние наследуемых последовательностей на синтез белка; (2) влияние онтогенеза и других не наследуемых факторов на синтез белка; (3) взаимосвязь белка и признака.
Думаю, что и эта фраза принципиально недопустима (в строгом смысле, а не как разговорная метафора). Даже в самом явном случае прямой связи кодирующего участка и признака корректно говорить о предопределении признака таким-то белком (его отсутствием/наличием/концентрацией). А в общем случае связь кодирующего участка и признака должна формулироваться в терминах включения/переключения синтеза белка и отдельно прямой или опосредованной связи белка и признака.
То есть все же старый добрый редукционизм? То есть предположение, что на языке "генов" (кодирующих участков) возможно описать онтогенез? Помните опыты Белоголового (ivanov-petrov.livejournal.com/20787.html)?..
no subject
Date: 2011-01-14 10:01 am (UTC)no subject
Date: 2011-01-14 10:49 am (UTC)Пафос моего выступления не в замене генетического редукционизма белочным, а в указании, что генетический редукционизм не состоятелен уже на первом шаге от ДНК до белка. А дальше от белка до признака и подавно (что вы и утверждаете, а я вас в этом полностью подерживаю).
Итого: ваша мысль «» принципиально делает бессмысленной вашу задачу «», так как на пути от гена Х до признака всегда стоит белок.