Войти в систему
Войти с помощью соц. сетей:
Мы знаем, что мозг – самое сложное биоустройство на планете, кульминация четырех миллиардов лет эволюционного движения в сторону усложнения. Он крайне хрупок и капризен, но обладает сумасшедшей вычислительной мощью. Благодаря этой мощи в биосфере Земли появилась абсолютно новая организационная структура – цивилизация или цивилизованное общество. На планете и до этого существовали очень сложные формы организации – эусоциальные (у муравьев, пчел и термитов), но их устройство не усложнялось со временем. Только цивилизованное общество смогло изменить уровень организованности благодаря эффекту рекурсивной мультипликации (§ 6.1). Он возможен благодаря нашему выдающемуся мозгу, который позволяет уникальным способом обрабатывать накопленную цивилизацией информацию и тем самым воздействовать на окружающий мир. Если все муравьи одинаковые, то каждый человеческий индивид неповторим в том, как воспринимает мир, как учится и чем мотивируется. Поэтому влияние людей на окружающую обстановку не только количественное, но и качественное.
Откуда берется эта уникальность? Изначально мы предполагали, что ее источник – наше самосознание носителя свободной воли. Однако выяснилось, что самосознание вторично по отношению к автоматическому мозгу, и смысл его в том, чтобы скрыть нашу детерминированность, а не принимать самостоятельные решения. Тогда что же определяет когнитивные и интеллектуальные особенности мозга, если не сознание? Это наши гены. Именно они программируют мозг на работу определенным образом. Все алгоритмы нервной деятельности, впрочем, как и всех других систем организма, от особенностей эмбрионального развития до тончайшей специфики работы чувств, записаны в биоструктурах, называемых генами.
Чтобы двигаться дальше, нам потребуется разобраться в том, что такое гены и где заканчивается их влияние, если оно вообще имеет границы.
Слово «ген» стало очень расхожим термином, о котором каждый из нас обязательно слышал. Тем удивительнее, что, несмотря на такую популярность, даже в научной среде для него нет четкого определения. Точнее, оно есть, но каждый раз объяснение этого термина сопровождается кучей оговорок и дополнительных пояснений. Это типичный пример общего понятия, которое в разных случаях применяется неодинаково. Если такая неопределенность царит среди самих ученых, то совсем неудивительно, что мы, простые люди, еще больше начинаем путаться, когда речь заходит о генах.
Самое популярное заблуждение – считать их некой самостоятельной сущностью, которая содержит генетическую информацию. Это, конечно же, не так, ведь гены никакой информации не хранят, а занимаются тем, что определяют структуру белка, его форму и функции. Поскольку белок – главный биологический компонент нашего организма, который строит и программирует работу рецепторов, гормонов, нейромедиаторов и ферментов, то выходит, что за функционирование всего организма, включая наше поведение, отвечают гены. Отсюда и берется смысловая основа для «хранения информации». Если что-то программирует работу всего организма, то это что-то при сильном упрощении можно приравнять к хранилищу генетической информации.
Второе популярное заблуждение – уподоблять гены ДНК. Это тоже неправильно, ведь ген всего лишь участок ДНК, который специализируется на кодировании какого-то конкретного белка. ДНК состоит не только из кодирующих генов, но и из множества других компонентов, которые ничего не кодируют, а занимаются регуляцией включения и выключения генов. Чтобы оценить сложность этих механизмов, достаточно знать, что гены, которые кодируют структуру белка, составляют лишь 5 % ДНК. В остальных 95 % производится управление включением/выключением генов, а также ослаблением/усилением их активности. Иначе говоря, внутри той части ДНК, которая не занимается кодированием белков, происходит все то, что ученые называют регуляцией экспрессии генов. Эта часть ДНК намного более важна, чем сами гены, и основные эволюционные мутации происходят именно в ней.
Если говорить об упрощенной модели передачи генетической информации, то выглядит она следующим образом:
ДНК
↓ Транскрипция
РНК
↓ Трансляция
Белок
Именно так течет поток генетической информации в наших клетках. Она направлена от ДНК к белкам при посредничестве РНК. Собственно, это и есть схема процесса экспрессии гена, а формула ДНК → РНК → белок называется центральной догмой, то есть фундаментальным утверждением, на котором строится вся молекулярная биология. Исходя из этой схемы, можно сделать вывод, что вышеупомянутые механизмы регуляции происходят на двух этапах: транскрипции и трансляции.
Транскрипция – базовый и более важный элемент регуляции, поскольку отвечает не только за включение и выключение гена, но и за его интерпретацию в контексте окружающей среды. Трансляция же влияет более тонко, она может лишь ускорять или притормаживать запущенный транскрипцией процесс, поэтому останавливаться на ней мы не будем.
А вот транскрипцию рассмотрим чуть подробнее – нам важно понимать, от чего зависит включение и выключение наших генов. Если упростить процесс транскрипции, то все сведется к промотору – специальной последовательности нуклеотидов, которая на спирали ДНК предшествует участку с кодирующим белок геном. Эта последовательность ничего не кодирует, а как раз отвечает за включение и выключение генов. У каждого гена есть свой промотор, который «решает», когда и как нужно с этим геном поступить. Однако решает не самостоятельно, а при содействии особых белков, которые называются факторами транскрипции. Понимаете, как эволюция разгулялась? Мы уже знаем, что гены отвечают за кодирование белка, поэтому использование белков в механизме запуска и торможения гена означает, что эти регуляторные белки сами продукт каких-то генов. И эти гены тоже должны быть кем-то запущены или заторможены. В результате мы приходим к тому, что гены существуют не сами по себе, а в рамках непрерывных цепочек или, как еще говорят, генных сетей.
Войти с помощью соц. сетей: