Вариации и изменчивость

Селекционерам, растениеводам хорошо известно, что для популяций как перекрестно-, так и самоопыляющихся растений характерны массовые, часто упорядоченные и однонаправленные изменения наследственных свойств. Этими фактами в свое время не преминул воспользоваться Т. Д. Лысенко в своей полемике с генетиками, полагавшими, что мутационная изменчивость - явление очень редкое, что изменения наследственности происходят у одного из многих тысяч организмов. «Спасибо им за такую изменчивость», - как-то отпарировал в ответ на такие утверждения Т. Д. Лысенко. Теперь мы знаем, обратил внимание М. Д. Голубовский, что «в природе существуют мощные потоки, приводящие к наследственным изменениям, а именно потоки: среда - ФК - ОК. Именно они играют основную роль в возникновении наследственных изменений.

Нетрудно понять, что, будь верна эта схема, взаимодействие факторов наследственности носило бы циклический характер. Такая форма зависимости таит опасность лавинообразного прогресса наследственных изменений, если присущая этому циклу обратная связь будет носить положительный характер. Но этого не наблюдается. Следовательно, в организмах работают механизмы отрицательной обратной связи, противодействующие необратимым изменениям наследственной основы. Их еще предстоит изучить. Несомненно, что решающее значение здесь имеет взаимодействие ядра и цитоплазмы.

Представление о вариациях - не единственное дополнение современной классификации наследственных форм изменчивости. Важнейшее значение ныне придают еще одному ее типу - динамической (эпигенетической) изменчивости. В ее основе - устойчивое, необратимое изменение регуляторных компонентов, заведующих работой генов и находящихся в цитоплазме, - различных биологически активных веществ с генорегуляторными способностями. Они еще не достаточно изучены (об этом речь пойдет ниже), но это не помешало развить гипотезу эпигена. В ее основе - представление о существовании локализованных в цитоплазме биохимических соединений (детерминант), воздействие которых на генотип реализуется через системы «структурный ген - ген-регулятор». Пока, правда, никто не может толком сказать, что же это такое, ген-регулятор.

Предложено достаточно большое количество различных гипотез, призванных объяснить механизм регуляции работы генов работой самих же генов, ДНК, то есть с позиций молекулярного редукционизма. Доминирующим является предположение о существовании наряду с «нормальными» генами, генами-«работягами», синтезирующими необходимые организму белки, еще и «командно-административной» их группы - генов-регуляторов. Начиная с 70-х годов (Р. Бриттен и Э. Да-видсон) широкой популярностью пользуется идея, что именно мутации регуляторных генов - основа крупных преобразований в строении живых форм, основа прогрессивной эволюции (макроэволюции) .

В чем же специфика регуляторных генов, как провести границу между ними и структурными генами? Все больше данных свидетельствуют, что такой границы нет, что только через синтезируемый продукт одни гены способны управлять экспрессией других генов (Р. Мак-Интер). Каким же именно путем разнообразные продукты деятельности генов и продукты взаимодействия этих продуктов, к тому же измененные подчас воздействием извне, определяют функционирование генома?

Здесь мы, очевидно, возвращаемся к вопросу о роли эпигенетического внеДНК компонента в наследственности, к выводам, сделанным в экспериментальной эмбриологии, о важности для процессов наследственного осуществления регуляторных молекул, содержащихся в цитоплазме, к идеям И. И. Шмальгаузена, М. М. Камшилова о приуроченности механизмов регуляции генной активности к надДНК уровню, вплоть до уровня организма как целого.