Идентичны ли мы?

Идентичность, в отличие от схожести, подразумевает полное совпадение по какому-либо признаку или по всем признакам одновременно. Возьмите двух однояйцевых близнецов. Вы скажете – они идентичны, и вы будете практически правы, но не совсем. Да, они генетически однородны - органы и клетки, пересаженные от одного к другому, никогда не отторгаются. Они внешне похожи, но люди, их знающие, различат их и по голосу и по манере поведения... Один может быть толстый, а другой худой. Почему же мы их различаем? Если говорить языком биологии и медицины – это природные клоны человека. Такие слова, мягко говоря, тревожно звучат в устах людей. Но давайте поглубже рассмотрим этот феномен.

Оказывается, что большинство клеток близнецов генетически однородны, но есть и исключения. К примеру, защитные клетки организма – лимфоциты – в своем геноме содержат участки, которые совершенно отличаются друг от друга. В крови циркулирует примерно 10 тысяч таких лимфоцитов, и каждый из них способен распознать уникальный белок, который чужероден данному организму, что и обеспечивает нашу резистентность к различным инфекциям. Как такие клетки возникают? Появляются они вскоре после рождения ребенка и сохраняются всю оставшуюся жизнь. Процесс, который включается генетической программой на определенном этапе эмбриогенеза и обеспечивает разнообразие гена, назвали реарранжировкой генов. Он включает в себя перетасовку между собой строго определенного набора участков в данном гене. За счет RANDOM процесса и комбинаторики разнообразие достигает четырех порядков. А лимфоциты, несущие данные гены и кодирующие соответствующие белки, названные антителами, могут распознать, а потом и уничтожить любой чужеродный объект, внедрившийся в организм. Другой пример, поинтереснее - половые клетки. Делятся они мейозом и содержат только половинный набор хромосом. В них-то как раз и проходит глобальная перестройка генов, затрагивающая целые хромосомы, в которых участки гомологичны (но заметьте, не идентичны). Эти участки и обмениваются между собой, а потом попадают в разные клетки. Этот процесс назвали гомологичной рекомбинацией. Вместе с длинными идентичными идет обмен короткими, но полиморфными участками генов и хромосом. Именно благодаря этому процессу наши отпрыски не похожи на нас, а также не похожи между собой. Возьмите отдельного индивидуума - каждая его клетка, будь то из мышечной, нервной, соединительной ткани или эпителия, содержит ядро и один и тот же геном. Если взять ядро любой из этих клеток у взрослого человека и пересадить в цитоплазму яйцеклетки, а затем трансплантировать в матку «женщины-донора», то мы получим клон человека. То, о чем много писали последние годы и, в конце концов, подвергли запрету.

Но вернемся к нашим близнецам. Они так же генетически идентичны между собой, как органы и ткани отдельно взятого человека, за исключением, как мы уже знаем, лимфоцитов и половых клеток. Но оказывается, что включение программы «случайного» генетического обмена после рождения в этих клетках приводит к формированию различного репертуара генов у близнецов. Они не одинаково чувствительны к одним и тем же инфекциям, а дети, зачатые в один день между парой близнецов ММ и близнецов ЖЖ, будут различны совершенно, включая пол. Таким образом, идентичность определяется генами, которые выступают посредниками постоянства и стабильности, неким хранилищем информации. Без этого ни один вид не существовал бы на Земле. Но изменчивость присутствует даже у гомозиготных близнецов.

Но почему же в основной своей массе мы различны? Ответ прост – чтобы выжить. Конкуренция, борьба за существование, давление внешней среды индуцируют приспособляемость и изменчивость. У высших организмов это происходит за счет сложно контролируемых генных перестроек, о которых мы уже говорили. У низших, таких как бактерий и вирусов - за счет мутаций. Но в обоих случаях работает один метод – метод проб и ошибок. К примеру, вот как удается вирусу СПИДа выживать практически в любых условиях. Во-первых, он поражает лимфоциты, которые защищают нас от этой и любой другой инфекции. Во-вторых, он очень изменчив и легко приспособляем за счет высокой частоты мутаций, которая свойственна вирусному ферменту – обратной транскриптазе и достаточно высокой скорости размножения. Огромное число различных мутантов гибнет, но резистентный остается и дает свое потомство. И, наконец, вирус забирается в ядро хозяина – хранилище информации и воспринимается им как своя информация. Вообще, для микроорганизмов свойственно чудовищное жертвоприношение во имя спасения одного «здорового потомства» - миллионы, а порой миллиарды бактерий гибнут, и лишь одна выживает. Спасает их огромная скорость размножения. Поэтому, чем сложнее и медленнее размножается организм, тем гибель потомства все ощутимее влияет на сохранение вида. Нежизнеспособное потомство у людей тоже гибнет, включая целый ряд наследственных и врожденных заболеваний человека. Но в целом это редкость. А сам по себе человек – наиболее приспособляемое существо на Земле. Дикая природа не терпит клонов, она их уничтожает. К примеру, бактерии, которые человек впервые увидел в виде колонии на чашке Петри, постоянно борются между собой и другими микроорганизмами, вырабатывая факторы резистентности к антибиотикам, размножаясь там, где росли грибы. Вот и мыши, клонированные человеком в 60-х годах XX века методом многократного скрещивания брат-сестра, погибали тут же, будучи выпущенными на волю либо в неравной схватке с дикими собратьями, либо от банальной инфекции.

Мы разные и живем в разнообразном мире, и мир становится от этого богаче и интереснее. Именно поэтому человек создал искусственный мир, культуру, которые не менее разносторонни, чем живая природа. Но мы всегда должны помнить, что мы несем в себе это неизменное постоянство, заключенное в каждой клеточке нашего организма – наши гены. Те, которые сотворили тебя из одной клетки. Те, которые связывают тебя кровным родством с другими. Те, благодаря которым, ты есть ты.

Термины, использованные в статье:

резистенстность – устойчивость;
эмбриогенез – развитие зародыша;
реарранжировка генов – перестройка генов в определенном участке;
мейоз – способ размножени половых клеток;
гомологичность - похожесть;
гомологичная рекомбинация – обмен участками хромосом со схожей последовательностью;
полиморфный – сильно неоднородный;
гомозиготные близнецы – близнецы, развившиеся из одной яйцеклетки;
индуцирование - вызывание;
обратная транскриптаза – фермент, характерный для всех ретровирусов, включая вирус СПИДа;
чашка Петри – стеклянная или пластиковая круглая чашка с плоским дном для выращивания бактерий на твердой питательной среде в виде отдельных колоний.