Николай Лучник - Невидимый современник

Хромосомные перестройки напоминали результат кроссинговера с той только разницей, что обмен происходит не в гомологичных точках хромосом. Это позволило профессору А. С. Серебровскому предложить контактную, или кроссинговерную, гипотезу, которая была им детально разработана совместно с молодым в ту пору генетиком, ныне академиком Николаем Петровичем Дубининым. Согласно этой гипотезе, хромосомы под влиянием облучения приходят в контакт, как бы слипаются, а потом разъединяются, причем части их оказываются соединенными иначе, чем в исходных хромосомах.

Хромосомные мутации заинтересовали не только генетиков, но и цитологов. Они в отличие от генетиков не пользовались скрещиваниями, позволяющими наблюдать только отдаленный результат облучения, а изучали сами облученные клетки. При этом бросалось в глаза, что наиболее частое изменение, наблюдающееся после облучения, — фрагментация хромосом. Отдельные хромосомы оказываются разломанными на две или большее число частей. Кроме того, встречались и перестройки, описанные генетиками, но их было значительно меньше. Исходя из этого, Михаил Сергеевич Навашин предложил фрагментационную гипотезу, согласно которой хромосомы под действием облучения ломаются, а получившиеся фрагменты могут соединиться друг с другом неправильно. Генетики и цитологи наблюдали две разные стороны медали и соответственно предложили разные гипотезы.

Но кто прав? Долгое время шли споры между сторонниками обеих гипотез, и мир был внесен только тогда, когда, наконец, получили точные кривые зависимости эффекта от дозы. Опыты были проведены разными авторами и на разных объектах. Николай Петрович Дубинин в Москве облучал дрозофил, то же самое делал в Германии Ганс Бауэр, а в США Карл Сакс облучал растение традесканцию. Результаты оказались похожими и сводились к тому, что число фрагментов растет с дозой линейно (так же, как и число генных мутаций), а число перестроек увеличивается пропорционально квадрату дозы. Отсюда следовал вывод, что первично возникают фрагменты, а перестройки — результат нескольких (по крайней мере двух) элементарных событий. Фрагментационная гипотеза взяла верх.

Итак, поломки хромосом, подобно генным мутациям, дают для зависимости эффекта от дозы прямые линии. Но на этом сходство кончается. Если выход генных мутаций почти не зависит от жесткости лучей, то с хромосомными мутациями наблюдается вполне четкая зависимость: жесткие лучи оказываются менее эффективными. Чем более густую ионизацию вдоль своего пути создают частицы, тем при той же общей дозе больше получается хромосомных мутаций. Значит, чтобы поломать хромосому, недостаточно одной ионизации и нужна большая энергия.

Этим вопросом подробно занимался английский ученый Ли. Поставив совместно с ботаником Кечесайдом и с генетиком Тодеем ряд специальных опытов и проанализировав полученные результаты математически, Ли пришел к выводу: чтобы разломать хромосому, проходящая через нее частица должна оставить в ней около 15 ионизаций.

Таким образом, к середине 40-х годов вопрос о механизме образования как генных, так и хромосомных мутаций прояснился. Правда, что представляет собой с физико-химической точки зрения разлом хромосомы, или генная мутация, оставалось неизвестным.

Впрочем, подобный вопрос и ставить-то в те времена нельзя было. Как можно говорить о химической природе мутаций, когда неизвестна химическая природа гена? Как можно говорить о природе хромосомного разрыва, когда неизвестно, как построена хромосома?

Только в наши дни, после рождения новой науки — молекулярной биологии, радиационная генетика начинает искать ответы на эти вопросы.