Закономерности, предопределяемые базовыми ДНК

Введение в генетику понятий «первичный ген», «элементарная хромосомная нить», ген-«хозяин» свидетельствует о том, что генетика движется навстречу представлениям, наиболее полно выразившимся в концепции единой (тождественной) ДНК.

Некоторые процессы и факты способны усложнить выявление закономерностей, предопределяемых базовыми ДНК. Так, при политении происходит умножение числа основных структурных единиц хромосомы - хроматид (В. Я. Бродский, И. В. Урываева). Напомним, что хроматида - это комплекс молекулы ДНК и связанных с ней белков и других структурных компонентов. В основе механизма образования политенных хромосом - незаконченный (идущий без деления клетки) митоз. Так, в клетках шелкоотделительной железы тутового шелкопряда насчитывают в каждой хромосоме до 2 097 152 хроматид!

Как и в случае амплификации отдельных генов, умножение числа целых базовых ДНК происходит в тех случаях, когда клетка вынуждена интенсифицировать выработку белков. В этом плане амплификация и политения могут, видимо, рассматриваться как функционально родственные процессы.

Политенные клетки, понятное дело, характеризуются отсутствием уникальных последовательностей (Г.И.Кирьянов, Ю. И. Сиволап). Хотя правильнее было бы в этом случае говорить о факте множественности уникальной ДНК.

Умножение базовых ДНК предковых форм может вести к умножению числа хромосом. Так, для злаков характерен ряд изменчивости числа хромосом от 2 до 24. Обладателем всего двух хромосом являются злаки рода Цингерия. Н. В. Цицин пришел к выводу, что эти очень мелкие однолетние растения являются прямыми сохранившимися потомками той малохромосомной формы, которая дала начало всему семейству злаковых. Для такого вывода есть все основания и у эволюционистов - «претензии» Цингерии на роль предковой формы подтверждает соответствие биологических характеристик и образа жизни этой формы необходимым эволюционным критериям. В частности, она потребляет незначительное количество пищи, что удовлетворяет фундаментальному принципу комменсального расхождения, которому подчиняется существование в биоценозах предковых форм - «живых ископаемых».

Красноречивы данные, полученные при статистическом исследовании нуклеотидного состава ДНК организмов разных групп. Обнаружено, что в пределах группы одноклеточных наблюдается четкая тенденция к увеличению количества избыточной ДНК в ходе эволюции, а у высших многоклеточных организмов - наоборот, тенденция к снижению этой доли ДНК. То есть проявляет свое действие известный биологам универсальный закон полимеризации - олигомеризации В. А. Догеля. Это свидетельствует о неслучайном характере эволюции массивов ДНК в клетках живых форм, о существовании какой-то устойчивой основы, на базе которой вершатся процессы полимеризации - олигомеризации. Такой основой, видимо, и является базовая ДНК.

Показательны в связи со сказанным данные А. Спэроу и А. Наумэна, которые в 1977 году установили, что в пределах таксономических групп - видов, существенно различных по индексу С (показателю размеров генома), наблюдается ряд пиковых значений, соответствующих четному значению количества ДНК. Эти данные тоже подтверждают, что увеличение количества ДНК в эволюции происходит на базе умножения числа базовых ДНК. Например, дупликация целых базовых молекул ДНК имела место в эволюции дрозофил двух видов - американской и виридис. У первого вида по этой причине одна из гомологичных хромосом ровно в два раза длиннее, чем у второго.

В эволюции цианобактерий дупликации генома имели место не менее двух раз (А. В. Пиневич и другие), поэтому размер генома у них имеет тенденцию группироваться вокруг кратных значений нуклеотидного состава: 0,6; 1,4 и 2,8 (Д.Уоллес, 1973). Аналогичные процессы лежат в основе формирования генома простоволосника - растения из семейства сложноцветных, содержащего всего две хромосомы, но большие, комплексные, составленные из последовательно соединенных базовых ДНК. Даже у человека одна из 24 пар хромосом (вторая), как оказалось, образовалась в результате слияния двух пар хромосом (соответствующих им базовых ДНК) предковых антропоидов (Э.П.Фридман). Не произойди это слияние, у человека и шимпанзе оказалось бы одно и то же число хромосом - 48!