Том Джексон - Взламывая биологию

Гомеобокс – это последовательность ДНК примерно из 180 пар оснований, задействованная в анатомическом развитии животных и растений.

В 1983 г. группы исследователей из Базельского университета в Швейцарии и Индианского университета в США, работавшие независимо, обнаружили, что гомеозисные гены играют важную роль в формировании тела. Гены кодируют белки, которые регулируют другие гены в процессе раннего развития эмбриона. Если в генах присутствуют мутации, части тела могут быть расположены неправильно. Например, у некоторых мутировавших фруктовых мушек есть лишняя пара крыльев, а у некоторых пара ног расположена на голове вместо антенн. Это происходит, если ген инструктирует клетки, формирующие антенны, сформировать вместо этого ноги. Австралийские ученые обнаружили мутацию гомеобокса, вызывающую умственную отсталость у людей. Теперь, желая исправить проблему, они пытаются выяснить, как мутации влияют на развитие.

Как у всех насекомых, у фруктовой мушки дрозофилы восемь гомеозисных генов.

ДНК-типирование – это метод, который используется для идентификации индивида по образцу генетического материала. Он основан на уникальности строения ДНК. Сегодня это важный инструмент судебной медицины.

Британский генетик Алек Джеффрис экспериментировал у себя в лаборатории при Лестерском университете в 1984 г. Он заметил, что рентгеновские снимки образцов ДНК членов одной семьи (это была семья его лаборанта) демонстрируют множество сходств, хотя отмечены и определенными различиями. Он сразу увидел потенциальную пользу этого открытия для расследования преступлений. Хотя 99,9 % последовательностей ДНК у всех людей одинаковы, различий все же достаточно, а потому вполне возможно отличить одного человека от другого, если только они не однояйцевые близнецы. Например, если образец ДНК из крови или других тканей, взятый на месте преступления, сравнить с образцом, взятым из слюны или крови подозреваемого, можно определить, принадлежат ли они одному человеку.

Генетический профиль, или паспорт, показывает секции ДНК, в которых многократно повторяется одно и то же оснвание. Такие тандемные повторы обрабатывают и превращают в уникальный код, который, впрочем, схож с кодом близкого родственника.

Джеффрис и его команда начали разрабатывать метод генетической дактилоскопии, при помощи которого отслеживают чередования секций ДНК, называемые минисателлитами. Выделив несколько минисателлитов, уникальных для человека, генетическая дактилоскопия позволила с легкостью анализировать оцифрованные базы генетических данных. Сегодня используются даже более короткие секции ДНК, микросателлиты, или простые короткие тандемные повторы. В 1987 г. полиция, прибегнув к этому методу, смогла предъявить мужчине обвинение в убийстве двух девушек. Сегодня этот способ анализа ДНК используется во всем мире для установления отцовства и в работе криминалистов.

Биоразнообразие – это множество животных, растений и других форм жизни на определенной территории или во всей биосфере Земли, включая разнообразие внутри вида, между видами и разнообразие экосистем.

Термин «биоразнообразие» ввел американский биолог Эдвард О. Уилсон в 1980-х гг. Концепция широко распространилась за пределы научного сообщества, поскольку в мире росло беспокойство о будущем биосферы Земли. Говоря общо, биоразнообразием следует считать общее число видов и подвидов организмов. (Подвиды – это генетически отличные популяции организмов, которые не сформировали достаточно уникальных признаков, чтобы считаться полноценным видом.) На данный момент описано около 1,9 млн форм жизни на нашей планете, в том числе более 1 млн насекомых, около 310 000 растений и 65 000 позвоночных. Млекопитающие составляют относительно небольшую долю – менее 5500 видов. Многие организмы еще предстоит открыть, и, хотя результаты подсчетов разнятся, общее количество видов на Земле оценивают в 8 млн. Наибольшее их количество проживает в девственных тропических лесах, тропических коралловых рифах и в Капской области в Южной Африке. Биоразнообразие всегда подвергалось воздействию природных (неантропогенных) факторов, в том числе изменениям климата, колебаниям уровня моря и даже столкновениям с астероидами, которые приводили к массовым вымираниям. Имеются данные, что деятельность человека – разрушение среды обитания, слишком интенсивное использование природных ресурсов для производтва продуктов питания, изменение климата, загрязнение окружающей среды и воздействие инвазивных видов – ведет к пиковому массовому вымиранию со времен динозавров.