Глава шестнадцатая. Селекция и генная инженерия

 

«Садоводство – дело целого народа, оно является после полеводства одним из самых полезных для здоровья народонаселения занятий и самым продуктивным в смысле доходности, не говоря уже об облагораживающем и смягчающем влиянии его на характер человека», считал знаменитый ученый-садовод Иван Владимирович Мичурин и был тысячу раз прав. Селекция (ведь именно в ней и заключается сущность садоводства), как и любое доброе дело, облагораживает того, кто его творит и смягчает характер. Вместо того, чтобы испытывать негативные эмоции по поводу несовершенства окружающего мира и ожесточаться, селекционеры пытаются немного улучшить этот несовершенный мир при помощи результатов своего труда. Чем ожесточаться, лучше новый сорт орхидей вывести или, скажем, новую породу лошадей.

Кстати, а что еще могут выводить селекционеры, кроме пород животных или сортов растений?

Штаммы микроорганизмов! Селекция микробов в наше время имеет не менее важное значение, чем селекция растений и животных.

«Селекция» переводится с латыни как «отбор». Суть любой селекции заключается в искусственном отборе особей для последующего размножения. В былые времена, до появления генетики, селекцию проводили интуитивно – скрещивали особей, имевших хорошо выраженные полезные качества. Чаще всего отбор проводился в течение длительного времени, во многих поколениях, но иногда людям везло – с животными или растениями происходила какая-то полезная мутация, которую оставалось только закрепить в потомстве. Типичным и часто приводящимся в научной литературе примером использования полезной мутации является выведение породы.

Анконские овцы удостоились внимания самого Чарльз Дарвин в своем труде «Изменчивость животных и растений в одомашненном состоянии» в качестве примера внезапного возникновения новой породы приводит коротконогих анконских овец. Дело было так – в 1791 году на одной из ферме в американском штате Массачусетс родился ягненок с длинным туловищем и очень короткими искривленными ногами. Когда этот ягненок вырос в барана, его хозяин оценил преимущество коротких ног, которые не позволяли перепрыгивать через изгороди пастбищ. Выгода от коротконогости получалась двойной. Во-первых, отпадала необходимость в пастухах и собаках, достаточно было утром отогнать овец на огороженное пастбище, а вечером вернуть в хлев. Во-вторых, не наносился ущерб полям. Надо сказать, что ущерб этот был значительным, поскольку овцы не только поедали всходы, но и вытаптывали их. Фермер скрестил коротконогого барана с его матерью и получил ожидаемое коротконогое потомство. Селекция была простой, так как проводилась по одному-единственному признаку – нужно было закрепить в потомстве всего один ген. Вдобавок у фермера была возможность скрещивания обладателя полезного признака с его матерью. То был уникальный случай выведения новой породы при помощи одного-единственного скрещивания. Обычно на это уходят годы. А вообще-то селекция происходила непрерывно с того самого момента, когда люди начали заниматься обработкой земли и скотоводством. Для посева всегда отбираются лучшие семена, а преимущество в скрещивании имеют те животные, у которых полезные признаки выражены лучше, чем у других.

Давайте познакомимся с основными методами селекции.

Первый метод – это подбор родительских пар, который преимущественно применяется в селекции животных, для которых характерно только половое размножение и немногочисленное, в сравнении с растениями, потомство. Подбор родительских пар – длительный и затратный процесс. Подобрали родителей – скрестили – дождались потомства – вырастили потомство до половозрелого возраста – подобрали новых особей для скрещивания с нужными признаками – снова скрестили… Для того, чтобы достичь нужного результата, скрещивать приходится многократно. Советский генетик Александр Серебровский называл подбор пар «вершиной селекции» и «наиболее творческой ее частью».

Второй метод – это отбор особей для дальнейшего размножения. Обратите внимание на то, что селекционный отбор всегда является искусственным и нередко входит в противоречие с естественным отбором. Взять хотя бы тех же анконских овец. В дикой природе короткие ноги были бы крайне неблагоприятным признаком. Ягненок с короткими ногами практически не имел шансов дожить до половозрелого возраста. Или бы он погиб из-за плохого питания потому что длинноногие собратья успевали бы съедать траву раньше, или бы стал добычей, отбившись от стада. Другим примером противоречия между естественным и искусственным отборами могут служить свиньи элитных пород, которые из-за своего огромного веса с трудом передвигаются и нуждаются в постоянной опеке. Ну а бесшерстные породы кошек – это просто надругательство над высокими идеалами естественного отбора.

Селекционный отбор бывает массовым и индивидуальным. Разница между двумя типами отбора огромная, можно сказать – принципиальная.

При массовом отборе особи, не обладающие нужными признаками или обладающие нежелательными признаками, отстраняются от размножения (стерилизуются, изолируются или уничтожаются). Таким образом происходит улучшение генофонда популяции.

Массовый отбор – это отбор «навылет». Неугодные устраняются, а все остальные могут размножаться.

Массовый отбор бывает эффективным в том случае, когда отбираются качественные,[97] просто наследуемые и легко определяемые признаки. Массовый отбор обычно проводят по фенотипу и главный его недостаток заключается в том, что далеко не всегда по фенотипу можно определить лучший генотип. Как говорится: «и лицом бел, и телом статен, а дурак дураком».

Массовый отбор широко применяется в растениеводстве среди перекрестноопыляемых растений,[98] у которых проще убрать из популяции ненужные организмы, нежели обеспечить скрещивание двух конкретных организмов поскольку пыльца переносится «неуправляемыми силами» – ветром и насекомыми.

При индивидуальном отборе для скрещивания выбираются отдельные особи, обладающие нужными признаками. Индивидуальный отбор эффективен при отборе особей по количественным, плохо выраженным и сложно наследуемым признакам. Этот метод позволяет точно оценить генотип по анализу наследования признаков у потомства (вспомните монаха, который выращивал горох). Его обычно применяют по отношению к самоопыляемым растениям, таким, например, как пшеница, ячмень, горох, а также к животным.

Третий метод – это гибридизация, процесс получения гибридов, объединяющих генетический материал своих родителей.

В селекции животных различают два основных способа скрещивания: инбридинг и аутбридинг.

Инбридингом называют скрещивание близкородственных форм. В качестве исходных участников при инбридинге используются братья и сестры или же родители и потомство. Делается это с целью разложения исходной формы на ряд чистых линий путем получения гомозиготных организмов, то есть тех, которые содержат одинаковые пары генов и не дают расщепления признаков в потомстве.

Непонятно? Многие признаки кодируются рецессивными генами и не проявляются в паре с доминантным геном. Но если скрестить двух животных с рецессивными генами, то в их потомстве будет высокой частота рецессивных пар. Если повторить инбридинг в течение нескольких поколений, то нужная рецессивная характеристика закрепится, став гомозиготной. В растениеводстве инбридингу соответствует самоопыление растений.

Инбридинг позволяет с высокой вероятностью получать особей с конкретными признаками и характеристиками.

Главным недостатком инбридинга является пониженная жизнеспособность потомства. Скрещивание близкородственное, следовательно, велика частота проявления схожих мутаций. Кроме того, при инбридинге возрастает частота наследственных заболеваний, обусловленных рецессивными генами. Поэтому, в большинстве случаев, инбридинг является только начальным этапом селекции. Добившись определенного результата с помощью инбридинга, селекционеры приступают к скрещиванию разных межлинейных гибридов для того, чтобы снизить вредные последствия близкородственного скрещивания путем перевода нежелательных рецессивных аллелей в гетерозиготное состояние. Чистота породы при этом немного снижается, но зато вырастает ее жизнеспособность. Такое неродственное скрещивание между особями одной породы или разных пород животных в пределах одного вида называется аутбридингом.

«В пределах одного вида», обратите внимание. Скрещивание волка с собакой – это аутобридинг, а скрещивание осла с лошадью – это отдаленная гибридизация, поскольку скрещиваются животные, относящиеся к разным биологическим видам.

Аутбридинг обычно представляет собой более масштабный процесс, нежели инбридинг, то есть – в скрещивании участвует бо́льшее количество особей. Аутбридинг применяется для поддержания полезных качеств и усиления их выраженности у следующих поколений. Различают также – получение межвидовых и межродовых гибридов, которая гораздо чаще применяется в селекции растений, нежели в селекции животных.

В практическом животноводстве аутбридинг называют разведением по племенной книге.

Доводилось ли вам слышать о племенных книгах? Герои некоторых литературных произведений сильно переживали из-за того, что их лошади не были занесены в племенные книги, а другие герои пускались на всякие ухищрения, от подкупа до мошенничества ради того, чтобы их лошадь попала в такую книгу.

Если вы занимаетесь «неродственным» скрещиванием, то вам нужно быть уверенным в том, что избранные вами для скрещивания особи соответствуют стандарту породы и имеют «чистое» происхождение. Для упорядочения и облегчения селекционной работы существуют реестры породы, называемые «племенными книгами». В эти книги вносят животных, которые считаются годными для разведения.

Племенные книги бывают закрытыми и открытыми. В закрытые племенные книги записывают только чистопородных животных, предки которых значатся в племенных книгах. Закрытая племенная книга позволяет сохранять чистоту породы, но ограничивает ее способность к улучшению, а также ограничивает генофонд породы. В открытые племенные книги записывают как чистопородных животных, так и высококровных помесей (гибридов, имеющих более половины кровности по чистокровной породе).

Племенные книги существуют с конца XVIII века. Изначально в племенные книги записывалось только происхождение животных. Позднее, кроме происхождения, стали записывать основные показатели развития, экстерьера,[99] продуктивности и племенной деятельности животных.

Межвидовые и межродовые гибриды животных и растений чаще всего бывают бесплодными по причине нарушения образования половых клеток вследствие несовпадения количества отцовских и материнских хромосом. Но если половые клетки у гибридов образуются нормально, то они могут давать начало новым биологическим видам, объединяющим в себе качества (полезные качества) обоих предков.

Так, например, гибрид белуги и стерляди бестер сочетает быстрый рост белуги и раннее созревание стерляди, сравнительно легко привыкает к искусственным кормам и не требователен к теплу (диапазон температур роста варьирует от 1 до 30 С°). Взрослые особи достигают в длину до 1,8 метров, а масса их может превышать 30 килограмм. Самки бестера откладывают по 2-3 килограмма черной икры.

 

Бестер

 

Белуга и стерлядь принадлежат к разным родам осетровых рыб, но число хромосом у них одинаковое, и потому бестер хорошо размножается.

Гибрид хорька и европейской норки, называемый хонориком, произошел от скрещивания гибридного хорька-самца, родителями которого были черный и светлый хорьки и самки европейской норки. Хонорик – «трехвидовой» гибрид. Мех у хонорика такой же, что и у норки, но размеры тела больше, чем у хорька или норки. В этом и заключается его преимущество, как пушного зверя – шкурка больше, чем у норки при практически том же качестве меха. Впрочем, некоторые знатоки утверждают, что хонорик по качеству и красоте меха значительно превосходит норку. Хонорики примечательны тем, что встречаются и в дикой природе, в местах совместного обитания норок и хорьков. Также в природе встречаются и другие гибриды, например, зебры и лошади (зеброид), бизона и зубра (зубробизон), соболя и лесной куницы (кидус).

 

Хонорик

 

Гибрид горных баранов архаров и овец-мериносов, называемый архаромериносом, способен пастись высоко в горах, куда обычные овцы добраться не могут, но при этом дает такую же высококачественную шерсть, что и мериносы. Но главным преимуществом архаромериносов являются их размеры, которые значительно превосходят размеры архара и барана. Вес самцов может доходить до 150 килограмм, а вес у самок – до 90!

 

Архаромеринос

 

Гибриды, а в особенности гибриды первого поколения, отличаются повышенной жизнеспособностью (а также повышенной плодовитостью и бо́льшими размерами), нежели их родители. Увеличение жизнеспособности гибридов называется гетерозисом. С гетерозисом пока еще не все ясно, но принято объяснять его гетерозиготностью гибридов – у потомков родителей, принадлежащих к разным биологическим видам, а то и родам, большинство аллельных пар переходит в гетерозиготное состояние. При этом рецессивные «вредные» гены, снижающие жизнеспособность, не проявляются. Проще говоря, при сильно различающихся генотипах отца и матери меньше вероятность проявления у потомства нежелательных вредных признаков.

Со второго поколения гетерозисный эффект начинает угасать. Это можно объяснить повышением доли гомозиготных организмов, ведь второе поколение получается в результате близкородственного скрещивания. Потому для выращивания гетерозисных гибридов необходимо постоянное производство чистых линий. Скрестили чистые линии – получили гибрид – засеяли им поля – получили урожай – засеяли поля новым гибридом…

Феномен гетерозиса широко используют в растениеводстве и животноводстве. Бройлерные цыплята, отличающиеся очень быстрым ростом – это гибриды первого поколения (или же первых поколений). Широко используются суперплодовитые гибридные сорта сельскохозяйственных культур, в первую очередь кукурузы и пшеницы. В целом урожайность гетерозисных гибридов на 10-30 % выше, чем у обычных сортов, а гибриды кукурузы стандартно «держат планку» на уровне 30 %. Повышенная жизнеспособность гибридов первого поколения проявляется не только в бо́льшей урожайности, но и в устойчивости к температурным колебаниям, засухе и болезням.

Интересная деталь – в скотоводстве гибриды первого поколения отличаются более крупными размерами, говоря официальным языком – имеют повышенную мясную продуктивность, а вот повышенной молочной продуктивности у них не наблюдается. Молочную продуктивность можно повышать только при помощи отбора.

Селекция микроорганизмов имеет не менее важное значение, чем селекция растений и селекция животных. Микроорганизмы создают вещества, используемые в различных отраслях промышленности – фармацевтической, химической, пищевой, металлургической… Да, представьте, и в металлургической тоже – в частности микроорганизмы применяются для выщелачивания металлов из бедных медных и урановых руд. Такие отрасли пищевой промышленности, как хлебопечение, производство спирта и некоторых органических кислот, а также виноделие основаны на деятельности микроорганизмов. Микроорганизмы производят антибиотики, гормоны, витамины и ряд других лекарственных средств.

Традиционная, «исконная» селекция микроорганизмов использовала два метода – отбор и искусственный мутагенез. Вызывать мутации у микроорганизмов, размножающихся бесполым путем, очень удобно. Во-первых, любые мутации проявляются уже в первом поколении, потому что у однополых существ, размножающимся делением, нет генных пар. Парам просто неоткуда взяться, ведь в размножении участвует только один родитель. Во-вторых, микроорганизмы очень интенсивно размножаются, что дает возможность быстро находить полезные мутации по нужному гену.

Оценить эффективность «микробной» селекции можно хотя бы на примере грибов, вырабатывающих антибиотик пенициллин. Селекционерам удалось повысить продуктивность грибов более чем в 1000 раз! Животноводам и растениеводам такие увеличения продуктивности-урожайности неведомы.

Наш век – это век генной инженерии.

Как, по-вашему – чем генная инженерия отличается от селекции?

Дело в разных способах воздействия на генотип. Селекция воздействует на генотип косвенно и опосредованно, через многочисленные скрещивания. А генная инженерия непосредственно изменяет генетические коды, «переписывая» их так, как нужно.

Возможности генной инженерии несравненно шире возможностей селекции. Можно сказать, что генная инженерия всемогуща. Если ее могущество чем-то и ограничивается, так это уровнем развития науки. А теоретически, комбинируя гены, можно творить с живыми организмами буквально все, что вздумается. Звучит пугающе, но практически любое знание можно обратить как во благо, так и во зло.

Начало генной инженерии было положено в семидесятые годы прошлого века, когда ученые открыли рестриктазы (ферменты, «разрезающие» нуклеиновые кислоты) и поняли, что с их помощью можно нарезать молекулы ДНК на фрагменты и собирать из этих фрагментов новые молекулы. Главное для любого мастера – это хороший, надежный инструмент. Был бы инструмент, а все остальное приложится.

Рестриктазы ценны тем, что каждый конкретный фермент дает свой тип «нарезки» цепочек нуклеиновых кислот на фрагменты. Зная индивидуальные особенности рестриктаз, генетики могут подбирать ферменты так, чтобы получить нужные фрагменты.

Затем фрагменты вставляют в так называемые векторы – относительно небольшие молекулы ДНК вирусов или бактерий – и внедряют векторы в клетки, генотип которых нужно изменить. Проще всего внедрять ДНК в бактерии – если лишить бактерии их собственной ДНК, то они охотно «впитают» чужую, достаточно только поместить бактерии и ДНК в одну пробирку.

К сожалению, сознательность у вирусов пока еще хромает, причем сильно. В клетки они внедряются беспрекословно, но вот дальше ведут себя по-разному. Могут вставить в молекулу ДНК принесенные гены, а могут и не вставить. А еще могут вставить не туда, куда следовало, спутав похожие участки на молекуле ДНК. Поэтому, «натравив» вирусы на клетки, ученые затем «отделяют зерна от плевел» – отбирают для дальнейшей работы те клетки, в которых вирусы сделали все так, как было нужно.

После того, как желаемый результат получен, его «тиражируют» – размножают генетически модифицированные организмы. Кстати говоря, распространенное название «генетически модифицированные организмы» является не совсем точным определением для организмов, полученных в результате генной инженерии, потому что организмы, получаемые в результате обычной селекции, тоже являются генетически модифицированными, содержащими измененный генотип. Слово «модификация» означает преобразование или изменение в широком смысле, а вот приставка «транс-» четко указывает на перенос из одного места в другое, так что правильно называть ген, добавленный извне в геном, трансгеном, а организм, полученный в результате такой манипуляции – трансгенным организмом.

Генные инженеры говорят, что их возможности ограничены только лишь их воображением. Это совсем и нисколько не шутка, а истинная правда. С точки зрения технологии абсолютно не имеет значения, чей ген кому пересаживать. Да хоть от ископаемого мамонта дождевому червю! Важна только практическая целесообразность. Откуда и куда пересаживать не имеет значения. Важно только одно – зачем?

Другим преимуществом генной инженерии, не менее важным, чем неограниченные возможности, является скорость. Селекционеры могут годами, а то и десятилетиями решать поставленную задачу. И не факт еще, что им удастся ее решить… А генные инженеры добиваются своего практически сразу. Сроки исполнения задач в генной инженерии обычно исчисляются днями или неделями, а дальше уже происходит рост и размножение трансгенного организма, причем результат неизменно соответствует ожиданиям, без поправок на «авось» и «небось», распространенных среди селекционеров.

Для получения организмов с желаемыми свойствами генные инженеры не только пересаживают гены, но и «ампутируют» их, удаляя фрагменты из молекул ДНК. Подобные «ампутации» позволяют, к примеру, повысить устойчивость организмов (преимущественно – растительных) к определенным вирусам.

Каждый вирус запрограммирован природой на внедрение в молекулу клеточной ДНК на определенном участке. Вирус не может прикрепляться «куда угодно» в цепочке нуклеиновой кислоты, у него есть свои «якоря». Если вырезать эти «якоря» из молекул ДНК, то вирус не сможет внедриться в клеточную ДНК и запустить процесс самокопирования. Нет «якорей» – нет и болезни!

От генной инженерии следует отличать инженерию клеточную, представляющую собой набор различных методов гибридизации соматических клеток. Гибридизации, то есть получения гибридных клеток при скрещивании двух разных генетически различающихся организмов, а не целенаправленного изменения генотипа, производимого генными инженерами. Клеточные инженеры работают с клетками, генные – с генами, в том-то и заключается разница.

 

Послесловие

 

Все интересное, что есть в биологии, в одну книгу уместить невозможно. Поэтому автор просит прощения у тех читателей, которые не нашли в этой книге чего-то ожидаемого. Задачей автора было дать (или освежить) представление о биологии и некоторых ее разделах. Насколько автор с этой задачей справился, решать вам, дорогие читатели. Ну а если вам захочется углубить свои знания, то вы без проблем найдете нужную вам книгу в океане научно-популярной литературы.

На этом можно ставить точку.

 

[1] О них мы поговорим в следующей главе.

 

[2] Прежде было принято считать, что воды в человеческом теле больше – до 80 %.

 

[3] От латинского слова «гумор» – жидкость.

 

[4] Увеличительные приборы, которые делал Левенгук, позволяли рассматривать объекты в сильно увеличенном виде, поэтому их традиционно называют «микроскопами». Но приборы Левенгука представляли собой одну-единственную линзу, укрепленную на штативе, то есть, по сути, являлись не микроскопами, а лупами (в классическом микроскопе линз должно быть две).

 

[5] Ионом называется электрически заряженная частица вещества, которая образуется из атома или молекулы, при потере или присоединении электронов.

 

[6] Больше о ДНК, РНК и всей генетике в целом вы можете узнать из книги Андрея Шляхова «Генетика для начинающих» (издательство АСТ, серия «Наука на пальцах», 2019).

 

[7] Изменение числа хромосом приводит к патологическим состояниям. Клетки человеческого организма содержат 46 хромосом (23 пары). При появлении в 21-ой паре дополнительной хромосомы, в результате чего общее число хромосом становится равным 47, развивается синдром Дауна, названный так в честь впервые описавшего его в 1866 году английского врача Джона Дауна.

 

[8] Гидролизом (водным разложением) называется химическая реакция взаимодействия вещества с водой, при которой происходит разложение этого вещества и воды с образованием новых соединений.

 

[9] В химической номенклатуре используются умножающие приставки (они же умножающие префиксы, числовые приставки или числительные приставки) – приставки, обозначающие количество повторений понятия, лежащего в основе термина. Приставка «три» – обозначает 3, «ди» – 2, а «моно» – 1.

 

[10] В 2002 году в «Медицинском журнале Новой Англии» (США) было опубликовано сообщение об обнаружении отцовской митохондриальной ДНК у 28-летнего мужчины. (Schwartz M., Vissing J. «Paternal inheritance of mitochondrial DNA», The New England Journal of Medicine, 01 Aug 2002, 347(8):576-580).

 

[11] «Гиалос» в переводе с греческого означает «стекло».

 

[12] Бактерии – безъядерные одноклеточные микроорганизмы, объединенные в одноименный домен (самый верхний уровень группировки организмов в биологической систематике).

 

[13] Энцефалопатия – органическое поражение головного мозга, общее название для заболеваний головного мозга не воспалительного характера.

 

[14] Абиогенный – происходящий без участия живых организмов.

 

[15] Гипотеза – это предположение, которое пока еще не нашло подтверждения. Теория же представляет собой совокупность взаимосвязанных утверждений, касающаяся какого-то предмета. Теория может включать в себя отдельные гипотезы, но большинство утверждений, составляющих теорию, имеют подтверждение.

 

[16] Пептидами (от греческого слова «пептос») химики называют вещества, молекулы которых состоят из двух и более остатков аминокислот, соединённых в цепь пептидными связями – C(O)NH–. Белками называют пептиды, молекулы которых содержат от 50 и более аминокислотных остатков. В данном контексте под пептидами понимаются вещества с небольшим количеством аминокислотных остатков в молекулах.

 

[17] Вот формула этого вещества.

 

Для органического вещества оно и впрямь очень простое по своему строению.

 

[18] Слово «споннтанному» взято в кавычки потому что спонтанность подобных экспериментов довольно условна. Эксперименты ставятся осмысленно и целенаправленно.

 

[19] В переводе с древнегреческого «панспермия» означает «смесь всяческих семян».

 

[20] Световое излучение, как и любое электромагнитное излучение, оказывает на тела определенное давление. Существуют формулы для вычисления светового давления. Одним из следствий давления солнечного света, является то, что кометы, пролетающие вблизи Солнца, имеют «хвосты».

 

[21] С английского «crossing over» переводится как «пересечение».

 

[22] Биополимерами называются полимеры, входящие в состав живых организмов: белки, нуклеиновые кислоты, полисахариды. Биополимеры состоят из одинаковых или схожих друг с другом звеньев – мономеров. Мономерами белков являются аминокислоты, мономерами нуклеиновых кислот – нуклеотиды, мономерами полисахаридов – моносахариды.

 

[23] Греческое слово «генезис» означает «зарождение», «происхождение» или «развитие».

 

[24] В одиннадцатой главе мы вернемся к теме полового размножения, когда станем рассматривать гипотезу Черной королевы.

 

[25] С научной точки зрения такая формулировка является неверной, поскольку количество в качество перейти не может. Суть перехода количественных изменений в качественные заключается в том, что определенные количественные изменения приводят к изменению сопутствующих качеств – количество переходит в другое количество (но не в качество!), а качество вследствие изменения количества превращается в другое качество. Однако для краткости можно говорить: «количество переходит в качество», тем более, что эта книга посвящена вопросам биологии, а не философии.

 

[26] Тканью в биологии называют совокупность клеток и межклеточного вещества, объединенных общим происхождением, строением и выполняемыми функциями. Понятие «ткань» ввел в научный обиход упоминавшийся выше английский ученый Неемия Грю, основоположник анатомии растений (да, представьте, у растений тоже есть анатомия J). Растительное вещество Грю представлял не как совокупность клеток, а как совокупность волокон переплетающихся, словно нити в тканях, потому и говорил о «растительной ткани».

 

[27] Вольвокс – это род подвижных микроорганизмов, относящихся к отделу зеленых водорослей. Эти микроорганизмы обитают в стоячих пресных водоемах, при массовом размножении вызывают «цветение» воды, окрашивая ее в зеленый цвет. Число клеток в колонии вольвокса варьируется от 200 до 10 000. Двухжгутиковые клетки вольвокса связаны друг с другом цитоплазматическими нитями-мостиками в единое целое. Это позволяет вольвоксу согласованно работать жгутиками и плыть в направлении источника света. Отдельные клетки вольвокса уходят внутрь шара, образуя там молодые «дочерние» колонии. Внутри «дочерних» колоний также образуются новые колонии, которые можно назвать «внучатыми». Разрастаясь, «дочерние» колонии разрывают материнскую и выходят наружу. Большинство клеток колонии вольвокса вегетативные (то есть – не принимающие участия в половом размножении), но есть и генеративные клетки, участвующие в процессе размножения, они крупнее вегетативных и не имеют жгутиков. В женских генеративных клетках вольвокса развиваются яйцеклетки, а в мужских – сперматозоиды. Кроме полового размножения, в вольвоксе посредством особых клеток, называемых партеногонидиями, осуществляется бесполое размножение митотическим делением.

 

[28] Денатурацией называют процесс изменения конфигурации белковой молекулы, приводящий к потере естественных физико-химических свойств.

 

[29] В переводе с греческого – «питающиеся при помощи химии».

 

[30] Это название переводится как «одинарные сахариды».

 

[31] Не удивляйтесь отсутствию единицы измерения. Здесь и далее приведены относительные молекулярные массы – безразмерные величины, равные отношению массы молекулы к 1/12 массы атома углерода.

 

[32] Водородная связь (или «Н-связь») – это взаимодействие между двумя электроотрицательными атомами одной или разных молекул посредством атома водорода. Положительно заряженный протон (атом водорода), соединенный с одним электроотрицательным атомом ковалентной связью (это химическая связь, возникающая за счет образования общей пары электронов), притягивает к себе другой электроотрицательный атом. Для возникновения водородных связей в молекулах вещества должны присутствовать атомы водорода, связанные с небольшими электроотрицательными атомами, например – с атомами кислорода, азота или фтора. При этом на атомах водорода создается заметный частичный положительный заряд. Вторым условием возникновения водородных связей является наличие у электроотрицательных атомов не поделенных электронных пар, с которыми будет взаимодействовать атом водорода.

 

[33] В состав сливочного масла также входят содержащиеся в молоке белки, углеводы, некоторые водорастворимые витамины, минеральные вещества и вода.

 

[34] Только не пытайтесь похудеть, отказавшись от приема жидкости или же сильно его ограничив. Организм начинает получать воду из жирового запаса лишь после того, как исчерпает все прочие свои резервы, иначе говоря – при выраженном обезвоживании. А недостаток воды наносит организму огромный, порой – и непоправимый, вред.

 

[35] Эти витамины не обладают каталитической активностью, т. е. не способны ускорять химические реакции, но без них ферменты не могут выполнять свои функции. Поэтому эти витамины называют не «катализаторами», а «кофакторами».

 

[36] Клон – это организм, полученный в результате клонирования, процесса получение нескольких генетически идентичных организмов путем бесполого размножения.

 

[37] Также гены содержат информацию о РНК, которые синтезируются на ДНК-матрицах, но для пущей простоты мы говорим только о белках, не поминая в каждом случае РНК.

 

[38] Название этого процесса образовано от латинского слова «трансляцио», означающего «передача» или «перенесение».

 

[39] Название этого процесса образовано от латинского слова «транскрипцио», означающего «переписывание») поскольку создание иРНК, представляет собой переписывание информации с молекулы ДНК.

 

[40] Энзим – это синоним слова «фермент».

 

[41] Да будет вам известно, что ряд анаболических средств входит в «Список сильнодействующих и ядовитых веществ для целей статьи 234 и других статей Уголовного кодекса РФ».

 

[42] Все железы внутренней секреции выделяют свои секреты в кровь, потому они и называются «железами внутренней секреции». А железы, которые выделяют свои секреты наружу или в полость пищеварительного тракта, называются железами внешней секреции (потовые, молочные, слюнные и др.).

 

[43] На латыни цинга называется «скорбу́тус». От этого слова было образовано название «аскорбиновая кислота». Приставка «а-» означает отрицание. «А-скорбиновая» – «уничтожающая цингу».

 

[44] Слово «эпидемия» взято в кавычки потому что употребляется в данном контексте в переносном смысле, ведь цинга не является инфекционным заболеванием.

 

[45] Клиническим исследованием называется научное медицинское исследование с участием людей.

 

[46] 1,14 литра.

 

[47] 0,25 литра.

 

[48] Перуанский бальзам – смола, получаемая из коры бальзамного дерева и других деревьев рода Мироксилон, произрастающих в тропических лесах Америки.

 

[49] Мирра – камедистая смола, получаемая от одноименного дерева.

 

[50] Английская Ост-Индская компания (с 1707 года – Британская Ост-Индская компания) – акционерное общество, созданное 31 декабря 1601 года указом королевы Елизаветы Первой и получившее обширные привилегии для торговых операций в Индии. С помощью Ост-Индской компании была осуществлена британская колонизация Индии и ряда стран Востока.

 

[51] Ложечница или ложечная трава – род растений семейства Капустные.

 

[52] Тамаринд индийский, он же – Индийский финик – растение семейства бобовых.

 

[53] Британское адмиралтейство – военно-морское ведомство Великобритании с 1628 по 1964 годы.

 

[54] 19 миллилитров.

 

[55] НАД – сокращенное обозначение никотинамидадениндинуклеотида (кто выговорит это слово с первой же попытке – тот молодец). НАД представляет собой кофермент – небелковое вещество, соединяющееся с белковыми ферментами и выступающее в роли их активного центра. Можно сказать, что НАД превращает белковую «заготовку» в полноценный фермент. НАД присутствует во всех клетках. Роль его заключается в переносе электронов и протонов (атомов водорода) из одной биохимической реакции в другую. НАД связывает окислительно-восстановительные реакции в цепочки, в единый процесс.

 

[56] Дрожжи, если кто не помнит, это одноклеточные грибы, приспособившиеся к обитанию в жидких и полужидких субстратах, богатых органическими веществами.

 

[57] А вот растения запасают свою энергию в виде углеводов (крахмал), и только в семенах, которые должны быть компактными для рассеивания, энергия запасается в виде жира. Почему же основной формой запаса энергии у растений служит крахмал? Дело в том, что в отличие от животных, растения обладают способностью производить углеводы из неорганических веществ. Растению проще и рациональнее отложить больше крахмала, чем напрасно тратить энергию на перевод менее энергоемкого крахмала в более энергоемкий жир. Подавляющее большинство растений неподвижны и они могут позволить себе такую «роскошь», как большой вес, обусловленный углеводной формой энергетического запаса. А вот животные подвижны и от того, насколько они легки на ногу, зависит их выживаемость. Хищник должен быть быстрым, чтобы добывать себе пропитание, а жертва должна быстро от него убегать. К тому же животные не вырабатывают органические вещества «с нуля», а получают их с пищей и при наличии таких мономеров, как жирные кислоты и глицерин, им несложно и незатратно синтезировать из них жиры.

 

[58] Кластером называют объединение нескольких однородных элементов, которое может рассматриваться как самостоятельная единица, обладающая определенными свойствами.