ДНК - ген - геном

В «домолекулярную» эпоху развития биологии наследственную основу отождествляли с кариотипом - набором хромосом. Ныне сочли возможным приравнять процессы наследственности к процессам синтеза белка, осуществляющимся на базе нуклеиновых кислот - ДНК и РНК. Совокупности ДНК стали рассматривать в качестве материального субстрата наследственности.

Насколько правомочно отождествлять субстраты для синтеза белка и процессы их синтеза с субстратами и процессами наследственности - это особый вопрос. Но не вызывает сомнения, что правильные представления о строении комплексов нуклеиновых кислот, содержащихся в клетках или в неклеточных организмах, имеют важное значение для теории наследственного осуществления. Поэтому уместно специально упомянуть об изменениях, которые претерпели представления в этой области.

Напомним, что шифр о различных типах белков закодирован в разнообразии мономеров ДНК - нуклеотидов. Группа нуклеотидов, кодирующая информацию об одном белке, получила наименование «ген». Совокупность всей ДНК (всех генов) клетки образует генотип (геном) и является, по общепринятым представлениям, наследственной основой клетки.

В настоящее время термин «геном» (генотип) употребляют в узком и в широком смыслах. В первом случае имеют в виду генетическую формулу определенного организма - перечень генов со всеми их вариантами (аллелями). В более широком смысле генотип - это вся наследственная основа клетки, то есть вся ее ДНК. А как быть с генотипом организмов, состоящих из комплексов клеток?

Выделяют четыре основных типа организмов, соответствующих четырем уровням организации живой материи,- доклеточные, одноклеточные, многоклеточные и кормусные. В первых двух случаях генотип однозначно соответствует сумме ДНК, имеющихся у вируса, фага, одноклеточного организма. (У ряда вирусов «молекулой наследственности» является РНК.) Любая содержащая ядро клетка многоклеточного или кормусного организма тотипотентна - содержит полностью аналогичную информацию о белках, о формообразовательных началах. Поэтому понятие «генотип» в одном и том же объеме применимо и к отдельной клетке, и ко всему организму, из этих клеток состоящему.

Любое научное понятие нуждается в анализе и конкретизации. Не обошли своим вниманием исследователи и представление о генотипе. Еще недавно ограничивались делением его элементов - ДНК и РНК на два основных комплекса: ядерный (нуклеотип) и цитоплазматический (цитотип). Со временем было осознано, что такая классификация недостаточно гибка. Исходя из новых данных, полученных к середине 70-х годов, М. Д. Голубовский, Л. И. Корочкин, С. Г. Инге-Вечтомов и другие обосновывают представления об облигатном (ОК) и факультативном (ФК) компонентах генома. Каждый из них можно обнаружить как в пределах нуклеотипа, так и в цито-типе.