Альманах «Знак вопроса» - ЗНАК ВОПРОСА 1994 № 04

Представим себе, что первая рестриктаза «режет» нить ДНК между сочетаниями «он» и «ко», а вторая на границе ил-тр. Тогда мы получим сочетание слов, в котором говорится, что французский император занялся крестьянским трудом по обеспечению зимующего скота сочными кормами.

Если набор рестриктаз у нас обширнее, то мы можем воспользоваться ферментом, разрезающим в местах, соответствующих границе на-по и ле-ко. И тогда все встанет на свои места: на поле он косил траву.

С набором ферментов мы сможем разрезать любой ген и вставить его куда надо. Останется только подействовать лигазой, и ген-конструкт готов, можем его теперь размножать сколько душе угодно.

Когда биологи научились манипулировать с генами, то встал вопрос о том, как их вводить не в клетки кишечной палочки, которая является одноклеточным организмом, а в такие сложные организмы как, например, организм мыши. Прошло целых десять лет после успеха с первыми генами и кишечной палочкой, прежде чем удалось преодолеть и этот барьер.

Первой в 1986 году запатентовали «онкомышь», то есть мышку, в клетки которой был введен онкоген. Онкогенами называют клеточные гены, которые в результате мутации становятся раковыми, откуда и их название. Введение онкогена в мышь позволило более подробно и детально исследовать раковые процессы в сложном организме млекопитающего, а значит, более целенаправленно искать пути лечения этого заболевания.

А потом число самых разных трансгенных мышей стало увеличиваться не по дням, а по часам. Трансгенными их называют потому, что у таких организмов осуществлена «трансгения», или трансплантация гена, причем чужеродного для данного организма. В настоящее время, к примеру, получены мыши с человеческим геном, используемые при изучении СПИДа и вирусной атаки на клетки белой крови, защищающие нас от всяких заболеваний и рака в частности.

Как же получают трансгенные организмы (помимо мышей, гены человека сегодня введены овцам, козам и коровам)? Для этого берут оплодотворенную яйцеклетку, удерживают с помощью микротрубочки, из которой слегка откачан воздух. Затем с помощью микрокапилляра сквозь оболочку яйцеклетки ДНК гена — 300–500 копий — вводится непосредственно в ядро. Примерно в одной из ста прооперированных таким образом яйцеклеток нужный вам ген трансплантируется в соответствующее место хромосомы и начнет со временем работать, или экспрессироваться. Что значит «со временем»?

Это означает, что гены включаются, или экспрессируются, не тогда, когда им захочется, а в строго установленном порядке. В норме у маленьких детей не растет борода, женщинам не приходится, как мужчинам, бриться, а у мужчин никогда не вырастают грудные железы. Недаром в народе говорят: «Как с быка молока». Подчеркивая тем самым, что невозможно от организма мужского пола дождаться экспрессии генов пола женского.

Так что же, получается, что у мужчин нет «женских» генов и наоборот? Вовсе это «не получается». У каждого организма есть гены противоположного пола, однако они в норме не экспрессируются (иногда и у мужчин — крайне редко — бывает рак молочной железы). Каждая клетка организма несет в своем ядре полный набор генов человека как вида. Но в организме мужского пола не проявляются гены женского, как уже говорилось. Все это очень строго регулируется на молекулярном уровне.

Единственным исключением у млекопитающих являются клетки красной крови эритроциты, у которых ядер нет. Поэтому ДНК можно получить только из клеток белой крови: лейкоцитов, лимфоцитов и макрофагов. И в принципе из одной такой клетки можно получить полноценного человека. Но все же лучше это получается из оплодотворенной яйцеклетки в матке женщины.

Все это хорошо, скажет читатель. Но как же получают сами гены? Ведь ДНК, как уже говорилось, биополимер, который необходимо полимеризовать из отдельных мономеров, которые называются нуклеотидами. Необходимо выстроить в строго заданном порядке миллионы, ну сотни тысяч нуклеотидов, чтобы получить полинуклеотидную цепь ДНК. Химически это сделать сегодня невозможно, но самое главное, не нужно.

Природа вот уже миллиарды лет прекрасно справляется с этой сложной задачей с помощью фермента ДНК-полимеразы. Молекула этого белка скользит, подобно замку молнии, по одной цепи ДНК, достраивая из нуклеотидов, имеющихся в растворе, вторую комплементарную цепь. При этом «зубчик» одного азотистого основания входит в «ямку» другого из противоположной цепи.