Лансо Ганна
октябрь 2017.
3682

Меняются ли гены (ДНК) в течение жизни человека? И если меняются, то с какой периодичностью? (см. комментарии)?

Ответить
Ответить
Комментировать
37
Подписаться
1
3 ответа
Поделиться

Прежде чем ответить на вопрос, нужно все же провести краткий ликбез по генетике.

  1. У всех многоклеточных организмов, включая нас, в каждой клетке содержится полный геном
  2. Геном каждой клетки может мутировать под действием различных факторов
  3. Мутации в в клеточной ДНК передаются ТОЛЬКО дочерним клеткам
  4. По наследству могут передаваться ТОЛЬКО мутации в половых клетках
  5. Не вся ДНК состоит из генов, а лишь сравнительно малая ее часть
  6. Большинство мутаций вообще не на что не влияют

Для лучшего понимания, что вообще происходит, неплохо бы сломать немного стереотипы, и взглянуть на многоклеточные организмы как на огромные колонии одноклеточных (это не то чтобы совсем далеко от истины, если что). Когда яйцеклетка оплодотворяется, она начинает делится. И все клетки организма (будь то печень, мозг или сетчатка) это прямые "дочки" той самой оплодотворенной яйцеклетки, и каждая из них, не смотря на внешнее и функциональное различие, по факту является ее клоном в некотором поколении. Как происходит дифференциация нас сейчас не волнует, это отдельная и очень большая тема. Важно только уловить тот момент, что поведение и фунционал клетки, во многом, определяется СРЕДОЙ, в которой она находится.

Но мы можем, с некоторыми оговорками, рассматривать каждую клетку тела, как отдельный организм, который настолько специализирован, что вне колонии он выжить не в состоянии. Так вот, из всей этой мегаколонии, выделяется один тип клеток - половые. Они живут в своем загончике, довольно неплохо изолированные от внешнего мира. Эти клетки тоже  являются дочерними от Первой Клетки, очевидным образом. Их не волнует что там происходит в клетках кишечника, печени, почек, глаз и волосяных луковицах. Они знай себе делятся в своем уголке, стараясь понахватать как можно меньше мутаций. Только мутации в этих клетках имеют хоть какой-то шанс передаться по наследству (потому что далеко не все из них оплодотворяются). Но они, повторюсь, довольно неплохо изолированы от большинства внешних воздействий.

Дальше, что вообще такое ДНК? Это просто огромная молекула. Длиннющий полимер. Он не умеет почти НИЧЕГО. Ее главное достоинство, что к каждой молекуле ДНК прилеплена ее химически-зеркальная копия. Поэтому и двойная спираль, соотвественно. Если мы расплетем эту молекулу, и к каждой половике пристроим ее химически-зеркальную копию, мы получим две идентичных молекулы ДНК. Вокруг ДНК плавает внушительный аппарат из белковых комплексов, который ее обслуживает, чинит, копирует и считывает с нее информацию. Как это происходит, опять же, отдельная огромная тема. Тут важно понять, что ДНК это просто громадная молекула, которая может выступать носителем информации, и которую легко копировать. Это пассивный носитель информации.

Поскольку ДНК реально огроменная, у человека она длинной порядка 3млрд "буковок", то при копировании ее, естественно и неминуемо возникают ошибки. Ну плюс, конечно, некотрые вещества любят прореагировать с ДНК и тоже поломать ее. Над этой проблемой трудится сложнейший аппарат вычитки, но ошибки иногда все ж проникают. Но опять же, все не так плохо, поскольку большая часть ДНК не содержит в себе никакой полезной информации. Поэтому, большинство мутаций вообще ни на что не влияют. 

А теперь самое интересное. Про гены.

Гены вообще понятие не столь хорошо формализованное. Как в прочем и многое в биологии, потому что все системы в ней настолько сложны и запутаны, что почти из каждого правила можно найти несколько исключений. Поскольку, напомню, ДНК весьма пассивна, она умеет только сидеть и повреждаться, и у организма даже нет никаких штатных средств записи в нее, то для ее обслуживания существует штат белковых комплексов. На ее основе синтезируется РНК, которая синтезирует белки (при помощи других белковых комплексов).

Генов есть много разновидностей, в том числе есть гены, которые регулируют активность других генов, а эти гены регулируются каким-то веществами внутри клетки, а количество вещества регулируется другими генами, которые... ну вы поняли. Более того, в популяции есть разновидности одного и того же гена (они называются аллели). И что каждый конкретный ген делает, зачастую определенно сказать нельзя, потому что там  вот эти огромные и запутанные сети взаимного влияния. 

И вот тут начинается полный кошмар биоинформатиков. Мало того, что сложно разобратся во всех хитросплетениях взаимного влияния, и что один ген может влиять на сотню признаков, а на один признак может влиять сотня генов, так и небольших вариаций этих генов сотни, и в каждом организме их по два варианта (от папы от мамы) и как конкретно вот это сборище аллелей будет вести себя в данном конкретном случае - сказать крайне затруднительно.

Поэтому, если читать нормальные издания, с нормальным научным штатом новостей, то новости генетики обычно выглядят как "ученые связали наличе гена BLOB6D с повышением шанса  развития воспаления хитрости на 2,4%". И это реально БОЛЬШИЕ НОВОСТИ.

3
Прокомментировать

Ну, во-первых да. Гены могут меняться в течение жизни человека. Это называется мутация. Правда, мутация происходит не по всему организму разом, а в одной клетке. Мутация эта наследуется потомками этой клетки. Если оная клетка - сперматозоид или яйцеклетка, то соответственно ваш потомок - потомок этой клетки. Если мутировала клетка например кожи - нет, ее потомки это не ваш сын а другие  клетки вашей же кожи. Последствия некоторых из таких мутаций мы называем "рак", например.

Но тут я заглянул в комментарии. Нет, приобретенные в течение жизни признаки, такие как результаты хирургических операций, не наследуются.  Есть множество тому подтверждений.

Дети татуированных рождаются с чистой кожей, евреи и арабы уже тысячелетия практикуют обрезание - и тем не менее все еще рождаются с крайней плотью. Более того, девочки все еще рождаются с девственной плевой, хотя казалось бы - сотни тысяч, если не миллионы лет потери признака в каждом поколении. Но нет - не наследуется и все.

3

Последний абзац аргументов - ерунда, без обид. Плева нужна девкам, эволюция от неё никогда не избавится (по крайней мере в следующем тысячелетии точно). Обрезание плоти не влияет на внутренние процессы организма, как впрочем и отрезание хвостов у собак (хотя тут не уверен). Татуировки вообще другая тема, к тому же возникшая недавно и успевшая пережить только несколько поколений. Я же пишу совсем о другом, о хирургическом механическом вмешательстве, которое прямым образом влияет на самочувствие человека, кол-во выделяемого кожного сала и другие вещи, которые организм может  ощутить в полной мере и "задокументировать". Это не какая-то там пластика носа или инъекция в губы или в жопу, поэтому не стоит сравнивать совсем разное по характеру.

-2
Ответить

Раз уж стали ответчиком, будьте добры, ответьте, почему у некоторых людей есть перегиб желчного пузыря либо любой другой дефект, а у других нет? Эта плохая мутация из-за плохих условий существования? 

0
Ответить

Я не специалист по желчным пузырям, это проблема медицинская, я по общим биологическим вопросам. Могу только сказать одно: гены и их работа - крайне сложный и замороченный процесс.

Нет никакого "гена перегнутого желчного пузыря". Скорее всего это комплексная проблема которая включает в себя работу десятков или сотен генов, равно как и факторы среды (пища, переизбыток или недостаток определенных веществ, возможно образ жизни и все такое прочее). Любой живой организм это неимоверно сложная структура, с миллиардами запутанных и перепутанных взаимосвязей связей.

Вот просто так тыкнуть в какой-нибудь признак и сказать "объясни!" легко. Но чтобы его реально объяснить, полностью, нужно проделать генетический  и полный медицинский скрининг тысяч людей, проанализировать тысяч генов и сотни тысяч их вариантов,  учесть астрономическое количество средовых факторов. И все это выдаст сотни корреляций, 99% из которых будет просто совпадением. После чего нужны будут еще десятки научных работ чтобы среди этого статистического мусора найти хоть что-то правдоподобное.

Как вы понимаете, это все Очень Дорого, Очень Долго и Очень Сложно. Это не просто иголку с стоге сена найти. Это не стог, а огромный слад котором 22 измерения и внутри закопано еще три миллиарда ложных иголок.

Один ген - один признак существует только в школьных учебниках, чтобы у детей мозги не вспухли. На деле все на сотни порядков сложнее.

+1
Ответить
Ещё 3 комментария

Спасибо за ответ

0
Ответить

Последний абзац - не ерунда, а суровая реальность. Генам плевать нужна девкам плева или нет. Наша обезьянья родня сообщает, что у них плевы нет, и им не надо. Мои знакомые женщины тоже утверждают что вполне обошлись бы, впрочем.

Btw, татуировки существуют не несколько поколений, а как минимум пять тысяч лет - у Эци (найденного в Альпах мумифицированного покойника медного века) их было несколько десятков.  

Гены не думают в терминах "нужна-не нужна" да  и вообще не думают. Именно по этой причине им неважно что с вашей точки зрения "влияет на внутренние процессы организма" а что нет. Ген сидит в своем участке ДНК в каждой отдельной клетке и не видит разницы между инъекцией в жопу и брекетами.
В конце-концов дети рождаются с гландами и аппендиксом независимо от того, делали ли их родителям операцию. Дети одноруких рождаются с двумя руками.

По наследству передаются даже не "ваши гены" а половинка одной-единственной копии генома которая находится в одном-единственном сперматозоиде из десятков миллионов. Все изменения которые не затрагивают конкретно этот сперматозоид (даже мутации других клеток) не имеют шанса передаться по наследству.  

+1
Ответить

На счет татуировок я имел ввиду то, что они начали распространяться массово только пару поколений назад. Поэтому сейчас возможно встретить деда, отца и сына, полностью покрытыми татуировками (традиция, мало ли). Раньше такого не было. Хотя, может есть племена, где татуировки были распространены всегда (об этом не знаю)

0
Ответить
Прокомментировать

Нет, ничего в пределах одного поколения не поменяется. Т. е. ты родился с одним набором генов и умрёшь с ним же, за исключением мутаций. И наследнику ты тоже передашь перегибы желчного пузыря, жирную кожу и т.д. Но не факт, что они проявится, ибо твой ребёнок это не твой клон там ещё участвуют гены матери и всех её и твоих поколений.

1

А что если 1000 поколений мужчин будет делать операцию по исправлению желчного пузыря? У всех 1000 мужчин до зачатия ребенка будет отсутствовать дефект желчного пузыря. Неужели и в этом случае будут рождаться дети с перегибом желчного пузыря? Или изменится генотип? Но генотип не может изменитьяс, как тут отметил Евгений, ведь изменение пузыря - это приобретенный признак.

0
Ответить

Генотип изменится, но не из-за операции. А из-за общего наследования как отцовских и материнских генов и мутаций. В целом можно сказать что приобретенные признаки не наследуются, но это не совсем так. И спрогнозировать какой будет желчный пузырь через 1000 поколений очень сложно.

0
Ответить

но это не совсем так

А именно?

+1
Ответить
Ещё 3 комментария

http://www.nature.com/neuro/journal/v17/n1/full/nn.3594.html?foxtrotcallback=true

0
Ответить

Чудесно, спасибо большое, механизм дополнительно исследуется? Только запаховые последовательности?

0
Ответить

Андрей, покопавшись, я нашел ответ на интерпретацию данного эксперимента.

Его в данном конкретном случае, как и в ряде других экспериментов, пока нет, выявление конкретного механизма требует времени и грантов естественно ;)

Существуют аналогичные эксперименты, которые были научно интерпретированы и это не противоречило тезису о ненаследовании приобретенных признаков, это относилось к :

  • сохранению спермы (что распространено у насекомых - до нескольких лет)
  • эпигенетической регуляции (что распространено у насекомых) - то есть к изменению фенотипа послеоплодотворения, в процессе развития зародыша. 
  • Направленному мутагенезу
  • Направленному изменению генов через механизм горизонтальной передачи - CRISPR система, на основе которой как раз и строится наиболее перспективный метод генной инженерии
  • Передача микробов, например при вирусных инфекциях

Как можно наблюдать, ни один из способов изменения фенотипа не относится и не опровергает эволюцию размножением и ненаследуемостью приобретенных признаков. Во многих случаях - это результат горизонтального переноса генов.

0
Ответить
Прокомментировать
Ответить