Какую роль в познании свойств живого играет изучение генома

Вопрос сложнее, чем кажется на первый взгляд.

С одной стороны, вирус – это некое существо, некая частица, которая состоит из традиционно «биологических» молекул. С другой стороны, вирус – это его жизненный цикл (ну или цикл репликации, если не считать вирус «живым»), на разных стадиях жизненного цикла вирус «выглядит» совершенно по-разному. Когда люди берутся отвечать на вопрос, живые вирусы или нет, они апеллируют к его капсидной стадии, то бишь стадии, когда молекула, являющаяся химическим субстратом наследственности данного вируса (это может быть либо ДНК, либо РНК), «заключена» в белковую оболочку – капсид. Но на какой-нибудь другой стадии, когда вирус проник в клетку-мишень, он может выглядеть просто как молекула ДНК, встроенная в хозяйскую ДНК. То есть вирус как идея (я шучу, конечно).

Чтобы ответить на вопрос, живые вирусы или нет, надо сначала толком разобраться с определением жизни. Что есть жизнь? Дать чёткое определение. Но его нет. Можно попытаться вывести некие критерии, по которым живое мы отделим от неживого. Выяснится, что вирусы обладают рядом этих свойств. Главный из них – это триединое свойство размножение, наследственность, изменчивость. А если вспомнить, что субстратом наследственности являются нуклеиновые кислоты, то есть то же самое, что и у нас, то получится, что вирусы живее всех живых.

Но с этим можно и не согласиться, ведь:

1. Да, размножение. Чудесно. Но ведь вирусы могут размножаться только в живой клетке, они не обладают собственными самодостаточными системами репликации.

2. Вирусы не имеют собственного белоксинтезирующего аппарата. Опять-таки, этот вопрос решается за счёт живых клеток.

Эти контраргументы можно парировать. Да, вирусы зависимы от кондиций живой клетки. Но любой живой организм зависим от условий окружающей среды. Иначе говоря вирус – живой, а клетка для него – среда обитания.

Можно ли сказать, что у вирусов нет других «признаков живого»? Раздражимость. Кто-то скажет, что её нет. Но, вообще-то говоря, в конечном итоге молекулярный механизм раздражимости – это изменение конформации белков в ответ на некий сигнал. У вирусов есть такое свойство, если учесть, что на капсиде есть белки, изменяющие конформацию при связывании с белками клетки-мишени. Почему бы и нет?

В общем, я сейчас не буду так рассматривать все признаки живого, которые пишутся в учебниках, но Вы посмотрите внимательно. Я думаю, что во всех или почти всех случаях можно более-менее сказать, что вирусы обладают этими свойствами.

Просто на каждый аргумент учёные любят находить контраргумент. А потом контр-контраргумент. И для науки это скорее хорошо.

Задайте себе ещё один вопрос: зачем ВООБЩЕ знать, живой объект или неживой? То есть у нас есть некий объект, который мы охарактеризовали, мы знаем его свойства, то есть мы знаем его по сути. Зачем совершать дополнительное филологическое телодвижение и определять нечто как живое или неживое? Не является ли это излишним?

Анализ ДНК может делать для разных целей:

1. Определение родства.
2. Диагностика наследственных заболеваний.
3. Выявление генетических вариантов, связанных с риском развития заболеваний, побочными эффектами от лекарств

и т.д.

В любом случае общий подход следующий:

1. Собирается биоматериал (как правило, слюна или кровь), из которого выделяется ДНК.
2. Далее изучается последовательность нуклеотидов одной из технологий: генотипирование на микрочипах, секвенирование по Сэнгеру, секвенирование следующего поколения и т.д.
3. Далее идет бионформатическая обработка данных и при необходимости дополнительная аналитика в зависимости от задачи.

Все зависит от того как вы условитесь с остальными. Определение “человек”, “биологический вид”, в отличие, например, от “зигота” это условность. Зигота, конечно, однозначно имеет принадлежность по ДНК к людям или другим существам. Но назовете вы ее человеком или нет, зависит от контекста разговора. 

Также и с более взрослым существом — мама вполне имеет право поглаживать свой живот и называть находящегося там человеком, ребенком. А медики имеют право называть его плодом. Это вопрос контекста. 

Если обратитесь к словарям, заметите, что и строгого определения понятия “вид” в биологии не существует. Даже применительно ко взрослым особям одни биологи не всегда согласятся с другими. Если же контекст один, тогда договорятся.

Геном мужчины и женщины отличается всего лишь по одной половой хромосоме! А морфологических и физиологических отличий между мужчинами и женщинами – гораздо больше!

Всё дело в генах модификаторах – отвечающих за различный ход онтогенеза. Чтобы “одинаковая болванка” человеческих зародышей дифференцировалась в мужчину или женщину – следует целый ряд “переключений”! Нормальная судьба развития яйцеклетки – это развитие в женский организм. Чтобы получился мужской – нужна серьёзная работа от генетического уровня (активизация гена SRA негомологичного участка игрек хромосомы), до дифференцировки гермафродитной половой железы, выборочного задействования и функционирования Вольфовых и Мюллеровских протоков … И так далее!

Поэтому на базе сходного генотипа шимпанзе и человека – путём регуляции процессов онтогенеза – и возможно получить достаточно разные организмы!

На рисунке представлены гаплоидные наборы хромосом человека (верхняя хромосома в каждой паре), и шимпанзе Бонобо (нижняя хромосома в каждой паре.

Генетический материал по составу генов совпадает на 98%. Но при этом мы видим различное количество самих хромосом, и хромосомные мутации в виде инверсий и др.

Поэтому количественный состав хромосом человека и шимпанзе – отражает большее сходство, чем качественный состав. Плюс работа тех самых генов модификаторов – которые перенастраивают путь онтогенетического развития.

Молекулы ДНК и РНК представляют собой биологические полимеры, нуклеиновые кислоты со схожими химическими составами.

Основные сходства молекул ДНК и РНК:

• химическая основа — нуклеиновая кислота;
• общий план строения мономер — нуклеотид;
• содержание остатков фосфорной кислоты.

Основные отличия молекул ДНК и РНК:

• молярная масса молекулы: ДНК > РНК;
• функция: молекула ДНК хранит наследственную информацию, РНК — переносит ее;
• количество цепей: ДНК — двухцепочечная молекула, РНК — одноцепочечная;
• местонахождение в клетке: ДНК — ядро, РНК — ядро и цитоплазма;
• сахар: ДНК — дезоксирибоза, РНК — рибоза.

Тут две части. Справедливость – это социальный конструкт, часть человеческой культуры, то есть за рамки естественного отбора, пожалуй, уже выходит.

В то же время альтруизм для своих, тесно связанный с ксенофобией (страхом и враждебностью к не-своим) – достаточно распространён в живом мире, именно как механизм сохранения и продвижения своих генов (в том числе через представленных у близких родственников). 

Кстати, когда Большие Чиновники прикидываются Родиной, они как раз пытаются таким образом прикинуться нашими близкими родственниками, прицепиться к этому древнему механизму)) 

Мало того, есть общебиологический механизм наказания паразитов-тунеядцев, которые пытаются присосаться к этому альтруизму-для-своих, причём наказание, что принципиально, может идти за счёт ущерба своим личным интересам! Я не про 26 марта и Дадина, я про БАКТЕРИЙ!) – Это реально эволюционный механизм; и паразиты, и активисты, дающие им по шапке, есть на всех уровнях жизни. – Как именно – всё же лучше почитать у А. Маркова, “Рождение сложности”. 

А когда мы выходим от чисто биологического уровня на биолого-социальный, тут, думаю, работают две основные штуки.

1. Фундаментальная потребность в справедливом мире: верить, что мир справедлив и поддерживать эту веру – это потребность контролировать свою жизнь на самом деле. То есть если мир справедлив, то можно постараться – и подстелить соломки. Хорошо работать – и заработать, может быть, даже на “Жигули”. И хорошую пенсию. И достойную старость. И дети чтобы уважали, – если будешь хорошим родителем. Ну, как уж это понимаешь…

Дикая, звериная тяга, страсть, требование справедливости – это требование, вопль, чтобы твои честные вложения не сгорели, не обесценились, чтобы их не спёрли. “Семь самураев”/”Великолепная семёрка” – вооот…

А мир, гад, несправедлив…

2. Ещё интереснее. По теории игр Нэша выходит, что “око за око” (а конфетка – за конфетку) обеспечивает в социальных дилеммах на длинных дистанциях максимальный выигрыш. Объективно. Лучше почитать у Гэвина Кеннеди, в книге “Переговоры. Полное руководство”. Но, как и у Маркова, – предупреждаю: написано популярно, но на достаточно адекватном уровне сложности. Разбираться придётся с бутылкой. Ну или попросту серьёзно.

Так что Путин, конечно, козявка, но по Нэшу таки да: на санкции надо отвечать контрсанкциями, – но и на шаг примирения таким же шагом примирения; – и тогда шансы на максимизацию выгоды в недружественном противостоянии (то есть именно в таких ситуациях) выше.

Времена года не везде одинаковы. На экваторе их нет совсем, на полюсах также всегда снег и холод, хотя там и немного теплеет весной, в субэкваториальной зоне сменяют друг друга сухой и влажный периоды, а температура меняется незначительно. В умеренном и субарктическом (субантарктическом) климатических поясах зима сменяется весной и т.д.

Жизнь человека и живой природы подчиняется изменениям климата. На сухой и холодный период листопадные деревья сбрасывают листья, запасают воду (баобабы в стволе), у них замедляется обмен веществ. Потом на срезе дерева можно увидеть кольца, в которых чередуются период медленного и быстрого (весной-летом) роста. Многолетние травы запасают питательные вещества в корнях, у них отмирает надземная часть – побеги, каждое растение готовится к трудностям по-своему.

Звери линяют 2 раза в год, к зиме у них вырастает тёплый подшёрсток. К зиме они набирают жирок, усиленно питаясь, делают запасы (белка). Многие животные впадают в спячку или прячутся в жилища. Птицы, которым нечем кормиться, улетают в более тёплые места. Простейшие переходят в стадию цист.

Весной-летом у большинства живых организмов начинается период размножения, чтобы за период оптимальных погодных условий успеть вырастить потомство. Из почек возобновления вырастают листья и новые побеги растений, из куколок развиваются бабочки и т.д.

Человек приспособился переживать все времена года, в его организме тоже происходят изменения, но они незначительны. Ему помогают одежда, жилища, запасы еды и воды. Меняются условия его хозяйственной деятельности и виды работ.

Неопределенной изменчивостью Дарвин назвал – наследственную изменчивость.

Так как форма ее проявления заранее не известна, в отличии от определенной – ненаследственной (модификационной) изменчивости. Такая изменчивость обусловлена влиянием среды. Например заранее известно, что человек, который долго находится под солнцем, получит загар.