Человек после человека
Шрифт:
Вот какова нынешняя великая загадка: как гены — последовательность пар азотистых оснований вдоль хромосомы — работают в действительности? Как они управляют постройкой организма?
Идея, лежащая в основе генной инженерии, состоит в том, чтобы управлять естественными процессами. Каким-то способом генетические инструкции, находящиеся вдоль хромосом в клетке, должны быть идентифицированы, а затем изменены таким образом, чтобы в процессе роста организм следовал новому набору инструкций. Поскольку все вовлечённые в этот процесс материалы (клетки, хромосомы, молекулы) имеют микроскопические размеры, должна применяться совершенно новая технология.
Вирусы могут делать это. Вирусы по сути своей состоят из массы их собственной ДНК, заключённой в оболочку. Инфицируя клетку, они прикрепляются к клеточной стенке и вводят сквозь неё свою ДНК. Во внутренней среде клетки чужеродная
Чтобы генные инженеры сделали то же самое, они должны были бы прежде всего пробиться через клеточную стенку, затем разрушить ДНК в ядре и повторно собрать её желаемым образом. В ином случае они могли вырезать сегменты цепочки ДНК, фрагменты, которые соответствуют тем или иным генам, и заменяют их уже подготовленными фрагментами ДНК. Это было бы сделано химическими веществами, которые дают определенные биохимические реакции — ферментами — для части которых было обнаружено наличие способности резать нить ДНК.
Самые большие успехи в экспериментах пока были сделаны на бактериях[ [6] ]. Эти одноклеточные существа обладают клеточными стенками, которые могут быть размягчены химическими растворами таким образом, чтобы новую ДНК можно было поместить внутрь. Двойная спираль исходной хромосомы может быть разрезана с использованием ферментов, и может быть вставлена новая ДНК. У разрушенных концов нитей ДНК одна сторона длиннее другой, оставляя свободной последовательность азотистых оснований. Если введённый фрагмент ДНК обладает соответствующими основаниями, которые остаются свободными на его конце, два фрагмента ДНК объединяются, Т к A, и Ц к Г, и образуют полную хромосому. Эта техника известна как сплайсинг генов.
[6] В настоящее время успешно произведены опыты по генной модификации на позвоночных животных. Генно-модифицированные рыбы данио (Brachydanio rerio) розового цвета уже не представляют редкости в зоомагазинах. А генно-модифицированные растения настолько широко используются в сельском хозяйстве, что это вызывает тревогу в определённых кругах населения. — В. П.
Однако прежде, чем может быть предпринято что-нибудь из этого, всё строение гена должно быть картировано. В настоящее время было идентифицировано и интерпретировано лишь приблизительно 100 человеческих генов[ [7] ]; но, поскольку генетика существует лишь около столетия, строение хромосомы стало известным лишь приблизительно четыре десятилетия назад, а научный прогресс в этой области растёт экспоненциально, теоретические рассуждения о генной инженерии быстро становятся фактом.
[7] В настоящее время расшифрован и прочитан весь геном человека. — В. П.
Генная инженерия человеческих существ состояла бы в процессах изъятия репродуктивной клетки из человека, изменения известного гена каким-то заранее установленным образом и обратного помещения клетки таким образом, чтобы она выросла в полноценный плод с желаемыми свойствами.
1. Клетка изъята.
2. Ген, который будет изменен, идентифицирован в хромосоме.
3. Он заменён заранее изменённым геном.
4. Клетка помещена обратно в матку.
5. Рождается генетически изменённый человек.
1. Человек состоит из клеток — их примерно 10 триллионов — все они выросли из единственной репродуктивной клетки.
2. Каждая клетка содержит ядро, несущее всю генетическую информацию для роста целого тела.
3. Генетическая информация в ядре выстроена в ряде образований, называемых хромосомами.
4. Каждая хромосома составлена из длинной
5. Нить ДНК — скрученная лестница пар молекул аминокислот[ [8] ], последовательность которых несёт генетическую информацию.
6. Когда клетка размножается, каждая нить ДНК расщепляется, как застёжка-молния по связям между молекулами аминокислот. Затем каждая половина достраивает полную цепочку, привлекая к себе свободные молекулы аминокислоты, плавающие в клеточной жидкости.
ЧАСТЬ I: В НАЧАЛЕ — Человеческая история до нашего времени
[8] В оригинале сказано ‘amino acid molecules’. Здесь и далее Дугал Диксон явно путает строение молекул ДНК и белков. Молекула белка как раз и состоит из цепочки аминокислот, а ДНК — из нуклеиновых кислот, включающих фосфат, полисахарид дезоксирибозу и азотистое основание, то есть, из органических веществ, резко отличающихся по составу и строению от аминокислот. — В. П.
8 МИЛЛИОНОВ ЛЕТ НАЗАД
Её предки жили на вершинах деревьев, которые когда-то покрывали эту область. Конечно же, её родственники всё ещё живут в лесах влажных долин, лазая по веткам, поедая мягкие плоды и личинок жуков; её образ жизни, однако, совершенно не такой, как у них. У ней в распоряжении есть сухой ландшафт, образованный жёлтой травой, с коричневыми и чёрными зарослями выносливых колючих деревьев.
Её рацион жителя редколесий также иной, потому что здесь нет никаких мягких фруктов и сочных почек или личинок. Крепкие орехи и жёсткие семена — её главная пища, а когда нет ничего другого, она способна обойтись грубыми корнями и клубнями. Насекомые с крепким панцирем и сухие ящерицы встречаются здесь в изобилии, и она часто извлекает из них ту толику питательных веществ, которая в них есть. Её челюсти и зубы отражают тот факт, что она должна есть больше, чем её предки, чтобы получить то же самое количество питательных веществ, и она должна более тщательно жевать пищу. Соответственно, её передние зубы уменьшились, чтобы дать место для широких и плоских задних зубов, которые размалывают массу грубого корма. Это случилось не внезапно, а развивалось на протяжении более чем тысяч и тысяч лет. Те, кто изучает её останки, дадут ей название. Они назовут её Ramapithecus[ [9] ].
[9] В настоящее время исследования показали, что рамапитек не является прямым предком человека, а принадлежит к ветви, давшей начало современному орангутану. После написания этой книги, в конце XX и начале XXI века был открыт ряд видов ранних гоминид, представляющих родословную человека: Orrorin, Ardipithecus, Sahelanthropus, Kenyanthropus. — В. П.
Другие животные, которые обитают здесь, демонстрируют те же самые специализации своих зубов. Свиньи и антилопы питаются низкорослыми растениями, а жирафы ощипывают более высокие деревья. Они также обладают широкими задними зубами; но она прошла более долгий путь, прежде чем стала столь же приспособленной, как и они.
С одной стороны, травы очень высоки, и, находясь на земле, она теряется и не может смотреть поверх них. Также вокруг живут беспощадные хищные звери, поэтому она должна подниматься на деревья ради безопасности, а также чтобы видеть, что происходит на расстоянии. Другие животные убегают, когда находятся под угрозой, но ей недостаёт скорости, когда она бежит на всех четырёх коротких конечностях.
С трудом она поднимает своё тело на задние ноги, и какое-то время стоит, покачиваясь. Теперь она может видеть поверх травы, и, что ещё важнее, она чувствует больше прохлады. Меньшая площадь поверхности её спины подставлена жаркому солнцу, и прохладный ветерок, который она теперь ощущает, успокаивает её шею и грудь (перегрев не был проблемой в тени леса). Более комфортной температуре, однако, противодействует дискомфорт в её ногах, поскольку это не естественная поза для неё. Возможно, она может двигаться быстрее таким способом, когда только две ноги опираются на землю. Она пробует это, но её ноги недостаточно сильны, и это неправильная поза для их работы. Её тело в естественном положении наклонено вперёд, и она не может двигать своими задними ногами достаточно быстро, чтобы оставаться в вертикальной позе.