1 год назад
Нету коментариев

Небольшая книга английского ученого Г. Харриса «Ядро и цитоплазма» посвящена одной из наиболее акту­альных проблем современной биологии — выяснению пу­тей реализации генетической информации в процессе ин­дивидуального развития организма, а также выяснению механизмов, определяющих, будет ли реализована эта информация и когда именно.

После блестящих успехов биологии, приведших к уста­новлению роли дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) в наследственности, к пониманию на молекулярном уров­не основных этапов синтеза белка и нуклеиновых кислот, пожалуй, наиболее притягательным для исследователей явилось изучение генетической обусловленности индиви­дуального развития. Проблема эта, конечно, совсем не но­ва, но, к сожалению, еще очень далека от своего разреше­ния. Попытки решить ее с учетом последних достижений биологической науки стали предпринимать лишь сравни­тельно недавно.

Говоря об огромных успехах современной биологии, и в частности генетики, нельзя забывать, что в качестве основных объектов исследования здесь были использова­ны прокариоты, т. е. наиболее примитивно устроенные организмы (бактерии и бактериофаги). Как известно, у прокариотов отсутствуют обособленные ядерные структу­ры, а «вещество наследственности» представлено в виде «голых нитей» молекул ДНК. Дифференцировка такого рода организмов сравнительно несложна и эти объекты относительно мало пригодны для изучения процессов раз­вития. Иная картина наблюдается у эукариотов — организ­мов со сложно устроенным аппаратом наследственности, обладающих четко оформленным ядром и хромосома­ми нуклеопротеидной природы. Среди эукариотов, к кото­рым принадлежит практически весь окружающий нас животный и растительный мир, встречаются организмы са­мой различной степени сложности — от амебы до человека. Естественно, что именно среди эукариотов и выбираются объекты для изучения генетического контроля развития. Больше того, среди эукариотов особое внимание исследова­телей привлекают млекопитающие, и в том числе человек.

Но если, как уже указывалось, исследования прокари­отов могут вестись и ведутся на молекулярном уровне, то для эукариотов такого рода изучение связано пока с це­лым рядом еще непреодоленных трудностей. Одной из основных причин, ограничивающих возможность изуче­ния биологии развития высших форм на молекулярном уровне, является слабое знание их генетики. Как правило, успехи молекулярной биологии прокариотов обусловлены прекрасным знанием генетики этих объектов. Благодаря биологическим особенностям размножения бактерий и бактериофагов удалось резко увеличить разрешающую способность генетических методов исследования и тем са­мым создать молекулярным биологам условия для точней­шего и тончайшего анализа биохимических процессов, протекающих у микроорганизмов. Все эти методы пока еще неприменимы в полной мере к высшим формам. Таким образом, имеет место довольно неблагоприятная ситуация, когда, с одной стороны, в связи с переходом к изучению высших форм сильно усложнились задачи исследования, а с другой — сузились методические возможности их ре­шения. Все это привело к тому, что во многих случаях мы не можем проводить эксперименты, прямо отвечающие на поставленные вопросы; приходится довольствоваться выяснением лишь косвенных обстоятельств. Последнее, естественно, отразилось на надежности высказываемых суждений и дало простор для различных спекулятивных построений. Именно в силу этих причин достоверная ин­формация в области генетики развития накапливается от­носительно медленно. Но несмотря на такую ситуацию (а возможно, отчасти и благодаря ей), появляется огромное число как исследовательских работ, так и обзоров, посвя­щенных различным проблемам генетики развития выс­ших форм.

Среди этой обширной литературы книга Харриса зани­мает совершенно особое место. Оно определяется прежде всего личностью автора как ученого. Харрис — первоклас­сный экспериментатор и методист, внесший крупный вклад в разработку обсуждаемой проблемы. Фактические дан­ные, приведенные в книге, не только получены при иссле­довании хорошо знакомых автору объектов, поскольку он сам с ними работал, но в значительной мере представляют собой результаты его собственных экспериментов. Хар­рис не только блестящий экспериментатор, но и серьезный теоретик. Он являет собой редкий пример сочетания спо­собности к аналитическому подходу со способностью к синтезу на основе довольно фрагментарных данных об­щей картины изучаемых процессов. При этом для Харри­са характерна высокая требовательность к достоверности используемых для теоретических построений фактов, а также к максимальному логическому обоснованию делае­мых на их основе выводов.

К сожалению, иногда эта требовательность перерастает в свою противоположность. Так, подчас вполне доказанные явления и факты рассматриваются автором как недоста­точно обоснованные. Подобная ситуация имеет место при рассмотрении теории Жакоба и Моно о регуляции дейст­вия генов, а также при обсуждении данных, полученных с помощью метода гибридизации нуклеиновых кислот и не­которых других вопросов. Приходится признать, что в ряде случаев позиция автора достаточно субъективна. Но это неизбежное следствие сложности проблемы генетического контроля индивидуального развития высших форм и отно­сительно малого числа фактических данных. Поэтому вряд ли имеет смысл разбирать здесь отдельные спорные утверждения, высказываемые Харрисом; в соответствую­щих местах книги даны примечания, касающиеся факти­ческой стороны обсуждаемых вопросов. Здесь же мы крат­ко остановимся на некоторых особенностях книги, к кото­рым хотелось бы привлечь внимание читателей.

В первой главе обрисована сложность рассматриваемой проблемы — регуляторных механизмов, лежащих в основе дифференцировки, и показана их малая изученность. По­следнее обстоятельство убедительно демонстрирует четко сформулированный автором перечень вопросов, на которые пока еще нет ответов, по крайней мере для клеток эукарио­тов. Анализируя эти вопросы, Харрис вводит читателя в сферу критического освоения накопленного здесь материа­ла. В этом плане особенно интересна вторая глава, посвя­щенная строению и функционированию основной единицы наследственности — гена — у прокариотов (бактерий и бактериофагов). Автор анализирует данные по генетиче­ской регуляции синтеза белка, начиная с основополагаю­щей работы Жакоба и Моно и кончая новейшими исследо­ваниями на эту тему. Здесь особенно ярко выступает кри­тический талант Харриса. Но если не всегда можно согласиться с заключениями автора, то во всяком случае ясно, что вопреки широко распространенному мнению до полной изученности этих вопросов у прокариотов нам еще очень далеко.

В первых двух главах автор обосновал принципиально важный вывод о чрезвычайно большой роли, которую игра­ет цитоплазма в дифференцировке клеток (правда, пер­вично эта дифференцировка обусловлена функционирова­нием их ядерного аппарата). Отсюда естествен переход к третьей главе, где обсуждается вопрос о посредниках, осу­ществляющих связь между ядром и цитоплазмой.

Названная глава, пожалуй, наиболее специальна. В ней достаточно подробно разобраны данные о структуре и роли различных видов РНК и полисом в синтезе белка. В изло­жении накопленных по этому поводу материалов мы также находим присущую автору критичность.

В четвертой главе обсуждается один из основных во­просов анализируемой проблемы, а именно каким образом в цитоплазме происходит регуляция синтеза белка. Здесь показано, что в клетках высших организмов такая регуля­ция может осуществляться не только на уровне транскрип­ции и трансляции, но также и другими путями (прохож­дение матриц через ядерные мембраны, разрушение фер­ментов и др.).

Особо следует выделить пятую главу книги. Она посвя­щена, как и предыдущая, регуляторным процессам, но построена целиком на материале, полученном автором лич­но, и, что в данном случае быть может даже более суще­ственно, при помощи специально разработанной им ориги­нальной методики получения гетерокарионов соматиче­ских клеток. Используя эту методику, Харрис смог обна­ружить ряд фактов первостепенного значения. Так, им показано наличие «грубой» регуляции дифференцировки клеток, т. е. генотипического контроля над функцией не отдельных генов, а генома в целом. Показана возможность дедифференцировки высокоспециализированных клеток. Выявлена роль цитоплазмы в этих процессах, а также установлен ряд других важных особенностей клеточной дифференцировки у позвоночных животных. Эти работы автора по важности полученных результатов, по четкости проведенных экспериментов и по доказательности выводов можно с полным основанием назвать классическими.

В последней, шестой главе, удачно завершающей кни­гу, рассматриваются некоторые наиболее сложные вопро­сы генотипического контроля дифференцировки много­клеточных организмов.

Характеристика книги Харриса была бы неполной, ес­ли бы мы не указали еще на одну ее положительную чер­ту — эволюционный подход к обсуждаемой в ней проблеме регуляторных процессов.

Хотелось, чтобы из этого краткого предисловия читате­лю стало ясно, что данная книга — отнюдь не компиляция, а вполне оригинальный труд, где автор в четкой форме излагает свои представления о том, как осуществляется генетический контроль развития у сложно дифференциро­ванных организмов. Написана книга хорошим языком и, мы бы сказали, увлеченно. Ее можно рекомендовать био­логам самых различных специальностей — генетикам, биохимикам, эмбриологам, и т. д. Она будет весьма полез­на как научным сотрудникам, так и студентам, еще толь­ко начинающим знакомиться с современной биологией. Наконец, книга представит несомненный интерес для хи­миков и физиков, занимающихся молекулярной биологией или просто следящих за развитием этой науки и понима­ющих, что в таком контексте слово «молекулярная» имеет значение только в сочетании со словом «биология».

Н. И. Шапиро