Готовый перевод Steve Jones THE LANGUAGE OF THE GENES / Стив Джонс ЯЗЫК ГЕНОВ: Chapter Three. HERODOTUS REVISED

Глава третья.

ПЕРЕСМАТРИВАЯ ГЕРОДОТА

Греческий путешественник Геродот опрометчиво сказал, что хорошо знает мир.

Он путешествовал по всему Средиземноморью и слышал о большинстве финикийских путешествий в Африку. Полагая, что знает все достопримечательности земного шара, он пришел к выводу, что "Европа длиной как Африка и Азия вместе взятые, а шириной, на мой взгляд, даже не сравнима с ними".

Геродот располагал вещи примерно в нужных местах по отношению друг к другу, но физические расстояния между ними были безнадежно неправильными.

На протяжении двух тысяч лет карты могли быть изготовлены только в греческой манере.

Они были условными, сделанными в стремлении подогнать ориентиры друг к другу, а не мерилом, содержащим абсолютные расстояния.

Знакомые сельские участки преувеличивались намного больше, чем они того заслуживали.

Средневековые карты были не намного лучше.

Хотя форма Африки узнаваема, она сильно искажена.

Восприятие картографами расстояний определялось тем, сколько времени требовалось, чтобы проехать из одного пункта в другой, а не тем, насколько далеко друг от друга они действительно были.

Суть генетики, как и географии, заключена в картах, в данном случае в наследственной карте нас самих.

Только после изобретения точных часов и компасов через две тысячи лет после Геродота стало возможным измерение реальных расстояний на поверхности Земли.

Как только они были усовершенствованы, вскоре появились хорошие карты, и Геродот стал выглядеть несколько глупо.

Сейчас то же самое происходит в биологии.

Генетики, оказывается, до сих пор делали те же ошибки, что и древние греки.

Так же, как при составлении карты мира, составление карты генов ожидало появления технологий.

Теперь, когда она появилась, биологический атлас претерпел радикальные изменения. При этом мировоззрение изменилось гораздо больше, чем география от афинской до сегодняшней.

То, что еще три десятилетия назад казалось простой и надежной схемой генома (основанной на таких ориентирах, как цвет гороха или наследственные заболевания), сейчас выглядит очень безобразно.

Большой возраст картографии был обусловлен, в конце концов, экономически: желанием найти новое сырье и новые рынки.

Картографические амбиции Колумба были нужны королям Фердинанду и Изабелле.

Еще пятьдесят лет назад посвященным казалось, что ДНК - денежное дело, и многие крупные фонды вложили средства в этот предмет.

Лишь в 1980-х годах стало возможным картировать множество генов, и даже тогда казалось, что эта задача потребует десятилетий.

Темпы прогресса таковы, что сейчас, по окончании тысячелетия, эта работа, по сути, завершена.

Благосклонность политиков и самолюбие ученых перераспределило денежные средства на Программу, институты и центры, поскольку от свободного рынка в науке отказались ​​в пользу плановой экономики, но, в конце концов, проект "Геном человека" был осуществлен, и, наконец, у нас есть карта самих себя.

Налогоплательщики (большинство из которых американские) играли важную роль, но в последние дни проекта работа была разделена, с некоторым ехидством, между правлениями благотворительных организаций (таких как Wellcome Foundation со своим кампусом недалеко от Кембриджа) и частными учреждениями, крупнейшими из которых управляют перебежчики из американской правительственной лаборатории.

Был безумный ажиотаж на патентование генов.

Крупные суммы перешли в другие руки.

Права на одну из технологий были проданы швейцарской компании за триста миллионов долларов.

Под конец ДНК-эльдорадо альтруисты опередили конкурентов, и большая часть информации была выложена в Интернете, где стала доступна для всех.

Идея создания карты генов впервые возникла не из-за технологии, а из-за отклонений от законов Менделя.

Морган, со своими мухами, нашел много наследуемых признаков, которые следовали этим правилам.

Их линии передачи из поколения в поколение не были связаны друг с другом, как цвет и форма гороха были признаками, наследуемыми независимо.

Было одно большое исключение.

Определенные сочетания признаков, передаваемые половыми хромосомами, не вели себя подобным образом.

Вскоре к ним присоединились другие.

Мендель обнаружил, что наследуемое соотношение для цвета гороха не зависело от того, был ли горох круглым или морщинистым.

Морган, напротив, обнаружил, что довольно часто пары характеристик (таких как цвет глаз и пол) переходили из поколения в поколение вместе.

Вскоре у мух было найдено множество различных генов (таких как гены цвета глаз, уменьшенных крыльев и раздвоенных волосков тела), связывающих модель наследования с полом и, как следствие, с Х-хромосомой.

Вопиюще пренебрегая правилами Менделя, они не были независимыми.

Используя термин Моргана, они были сцеплены.

В течение нескольких лет оказалось, что многие другие признаки передаются вместе.

Эксперименты с миллионами мух показали, что все гены дрозофилы могут быть организованы в группы на основе того, независимы ли схемы наследования.

Некоторые комбинации вели себя так, как ожидал Мендель.

Для других, пары признаков от одного родителя имели тенденцию оставаться вместе в последующих поколениях.

Как выразился Морган, гены были включены в одну и ту же группу сцепления.

Число групп было таким же, как число хромосом.

Это открытие положило начало "карте сцепления" дрозофилы и стало связью между менделизмом и молекулярной биологией.

Сцепление - это склонность групп генов переходить вместе  из поколения в поколение.

Оно не является абсолютным.

Гены могут быть тесно связаны или могут оказывать лишь слабое предпочтение компании друг друга.

Такое несовершенство объясняет некоторые странные события, когда образуется сперматозоид и яйцеклетка.

Каждая клетка содержит две копии каждой из хромосом.

Их число уменьшается в два раза во время особого деления клеток в яичках или яичниках.

Хромосомы располагаются попарно и обмениваются частями своей структуры.

В результате, сперматозоиды или яйцеклетки содержат комбинации хромосомного материала, отличающиеся от комбинаций в клетках родителей, которые их создали.

Именно поэтому в группе сцепления определенные гены наследуются, будучи тесно взаимосвязанными, а у других связь менее близкая.

Если гены находятся рядом друг с другом, у них меньше шансов быть разделенными, когда хромосомы обмениваются материалом.

Если они далеки друг от друга, то разделяются чаще.

Пары генов, каждая из которых следует законам Менделя, находятся на разных хромосомах.

Рекомбинация, как называется этот процесс, похожа на перетасовку комбинаций красных и черных карт.

У двух красных карт, находящихся далеко друг от друга, больше шансов оказаться в разных частях новой колоды, когда ту разделяют, чем у двух таких карт, находящихся близко друг от друга.

Такие перетасовки означают, что каждая хромосома в следующем поколении представляет собой новую смесь генетического материала, состоящую из перегруппированных частей пар хромосом каждого родителя.

Рекомбинация помогла сделать первые генетические карты.

Подобно картам в руках у опытного игрока, гены организованы в последовательности.

Их новое положение может быть обусловлено тем, насколько сильно была нарушена последовательность в каждом поколении, когда перетасовывались наследуемые карты.

Изучая наследование групп генов, Морган выяснил их очередность и относительные расстояния между ними.

Сопоставление информации от небольших групп наследуемых признаков позволило создать то, что он назвал "картой сцепления".

Карты сцепления, основанные на исключениях из менделизма, чрезвычайно полезны.

Они были сделаны для бактерий, помидоров, мышей и других живых существ.

Таким образом были сопоставлены тысячи генов.

У дрозофилы почти все они были организованы по порядку вдоль хромосом, и почти все у мышей.

Поскольку для этой работы требовались эксперименты по воспроизводству, человеческая карта сцепления оставалась в течение многих лет почти совершенно и абсолютно пустой.

Большинство семей слишком малы для поиска отклонений от правил Менделя, и было известно слишком мало вариаций, чтобы их искать.

Казалось, было мало надежды, что генетическая карта человечества может быть создана.

Единственным исключением из этой terra incagnita было сцепление с полом.

Если гены сцеплены с Х-хромосомой, они должны быть сцеплены друг с другом.

Создание такой карты для десятков признаков заняло не много времени

Вычерчивание карты сцепления для других хромосом было мучительно медленным делом.

Ген дальтонизма был нанесен на карту X-хромосомы в 1911 году, но первая сцепленность на других хромосомах не появлялась до 1955 года, когда была обнаружена близость гена группы крови АВО к гену аномалий скелета.

Фактическое число хромосом человека было установлено в следующем году, а первый ген, сцепленный не с полом, был отображен на карте своей хромосомы в 1968 году.

Теперь генетика преобразилась.

Применяемые сейчас технологии отличаются от картирования сцеплений, как спутники от секстантов.

Они не зависят от скрещиваний и представляют не просто биологическую карту, основанную на модели наследования.

Генетики теперь создали более общепринятую (но гораздо более подробную) карту, физическую карту фактической очередности всех оснований вдоль ДНК.

Новый атлас нас самих изменил наши взгляды на то, что такое гены.

На ранних стадиях развития генетики человека, тридцать лет назад, у биологов было детское представление о том, как выглядит мир.

Как и на ментальной карте одиннадцатилетнего ребенка (или Геродота), сцепленность была основана на нескольких знакомых ориентирах, размещенных по отношению друг к другу.

Утомительное, но объективное использование меры расстояний все изменило.

Тридцать лет назад молекулярные биологи были полны высокомерия.

По их мнению, они решали проблемы наследственности.

Новые возможности для чтения посланий ДНК должны были выполнить работу, которую не смогли завершить исследования семей и картирование сцеплений; они показали бы, где находятся все наши гены по отношению друг к другу.

Здание, фундамент которого был заложен Менделем, должно было быть закончено.

Оптимизм в то время был разумным.

Казалось справедливым предположить, что физическая карта генов будет выглядеть так же, как биологическая карта, основанная на моделях наследования, и сможет со временем ее заменить.

Такой оптимизм вскоре был умерен.

Первые исследования неведомой территории, которая лежит вдоль цепи ДНК, показали, что физическая карта сильно отличалась от карты сцепления, полученной от гороха или плодовой мушки.

Сами гены не нанизаны по очереди на нить хромосомы, а имеют сложную и неожиданную структуру.

Успехи молекулярных исследователей, как и их географических предшественников, зависят от новых геодезических инструментов, которые сделали мир более обширным и сложным местом.

Инструменты, используемые в молекулярной географии, заслуживают упоминания.

Первым устройством является электрофорез, разделение молекул в электрическом поле.

Многие биологические вещества, включая ДНК, несут электрический заряд.

Помещенные между положительным и отрицательным электродом, они перемещаются в направлении одного или другого.

Гель (действующий как сито) используется, чтобы улучшить разделение.

Гели когда-то делали из картофельного крахмала, тогда как современные изготавливаются из химических полимеров.

Я испытал клубничное желе, которое работает достаточно хорошо.

Гель разделяет молекулы по размеру и форме.

Большие молекулы движутся медленнее, когда их протягивают через сито, в то время как более мелкие проходят с меньшими трудностями.

Различные приемы улучшают этот процесс.

Так, изменение направления потока каждые несколько секунд предполагает, что могут быть подвергнуты электрофорезу более длинные фрагменты ДНК, поскольку они закручиваются и раскручиваются каждый раз, когда отключается питание.

Новейшие технологии используют массивы тонких стеклянных трубочек, заполненных гелем, в каждую из которых загружают образец.

С различными уловками весь процесс становится поточной линией, и ежедневно можно проанализировать десятки тысяч образцов.

Компьютер, на котором я писал эту книгу, обладает некоторыми довольно бесполезными способностями.

Он может - если его попросить - отсортировать все предложения по длине.

Это предложение, с двадцатью словами, выстроилось бы по порядку со многими не связанными в других отношениях предложениями из остальной части книги.

Электрофорез делает это с молекулами.

Длина каждой части ДНК может быть измерена тем, как далеко она продвинулась в геле.

Ее положение определяется с помощью ультрафиолетового света (поглощаемого ДНК), химических красок, флуоресцентных красителей, которые загораются, когда на них светят лазером соответствующей длины волны, или радиоактивных меток.

Каждая часть собирается со всеми другими, содержащими такое же количество букв ДНК.

Другой инструмент использует ферменты, извлеченные из бактерий, чтобы разделить участок на удобные части,

Бактерий атакуют вирусы, которые встраиваются в их генетические инструкции и заставляют хозяина копировать захватчика.

У бактерий есть защита: ферменты, которые режут чужеродную ДНК в определенных местах.

Эти "рестрикционные ферменты" можно использовать, чтобы нарезать гены человека на куски.

Имеются десятки таких ферментов, каждый из которых в состоянии разрезать определенную группу букв ДНК.

Длина получаемых частей зависит от того, как часто повторяется место разреза.

Если бы каждое предложение в этой книге разрывалось всякий раз, когда появляется слово "и", были бы тысячи коротких фрагментов.

Если бы фермент узнавал слово "но", было бы меньшее число, более крупных частей, а фермент, резавший бы по гораздо более редкому слову "банан" (которое, уверяю вас, действительно появляется время от времени), создал бы всего несколько фрагментов длиной в тысячи букв.

Места разрезов (таких как слова "и", "но" и "банан") дают набор ориентиров вдоль ДНК.

Их отыскание является первым шагом к воссозданию самой книги.

Процесс похож на тот, что реализовали студенты, ворвавшиеся в американское посольство в Тегеране после падения шаха.

С большим трудом они собрали секретные документы, которые были пропущены через уничтожитель бумаг.

Собрав фрагменты, студенты восстановили длинное, сложное и компрометирующее сообщение.

Молекулярная биология делает почти то же самое.

Во-первых, в качестве первого шага к полной карте нужно размножить копии сообщения, чтобы позволить детально просмотреть каждый короткий кусок.

Различные приемы позволяют вырезать куски ДНК, чтобы вставить их в бактерии или дрожжи.

ДНК была клонирована.

Всякий раз, когда хозяин делится, он размножает не только свои собственные генетические сообщения, но и чужеродный ген.

В результате миллионы копий оригинала готовы для изучения в мельчайших деталях, необходимых для генетической географии.

Клонирование было дополнено другим ухищрением, полимеразной цепной реакцией.

Она использует фермент, применяемый в естественной репликации ДНК, для создания копии молекулы в лаборатории.

Продолжая нашу довольно вымученную литературную аналогию, этот метод служит биологическим ксероксом, который может создавать множество дубликатов каждой страницы генетических инструкций.

Ксерокопируемый фермент был взят у бактерии, живущей в горячих источниках.

Реакция начинается с пары коротких искусственных последовательностей ДНК, которые связываются с натуральной ДНК, по обе ее стороны, чтобы ее увеличить.

При нагревании и охлаждении реакция смешивает и обеспечивает подачу четырех оснований, целевые нити ДНК раскручиваются, копируются с помощью фермента и восстанавливают форму.

Каждый раз, когда цикл повторяется, количество копий удваивается, и вскоре образуются миллионы копий первоначального фрагмента ДНК.

Другая уловка использует способность ДНК связываться со своим зеркальным отображением.

Основания ДНК образуют две согласованные пары, А с Т и G с C.

Чтобы обнаружить ген, комплементарные копии создаются в лаборатории.

При добавлении в клетку они ищут и связываются со своими аналогами на хромосоме.

Мой компьютер может делать то же самое.

По простой команде он будет искать любое слово, какое я захочу, и красиво выделит его фиолетовым.

Он делает свою работу лучше с редкими словами (такими как "банан").

ДНК-зонд, меченный  флуоресцентным красителем, обнаруживает гены таким же образом.

Метод известен как FISH (флюоресцентная гибридизация in situ) генов.

Усовершенствованный вид FISH включает раскручивание ДНК, прежде чем ее окрасить.

Это делает метод более чувствительным.

Все это, и многое другое, произвело революцию в картировании человеческой ДНК.

Во-первых, это улучшило карту сцеплений.

Картину наследования коротких последовательностей ДНК можно отследить по поколениям так же, как можно отследить наследование дальтонизма или коротких пальцев.

Есть миллионы генных сайтов, которые варьируются от человека к человеку.

Все они могут быть использованы в исследовании родословной.

Другая схема состоит в использовании полимеразной цепной реакции для размножения копий ДНК из отдельных сперматозоидов.

Карта сцеплений создается на основе сравнения перестроенной хромосомы в сперматозоидах с хромосомой в теле человека, который их произвел.

Это позволяет совсем избежать проблемы размеров семьи.

При создании карты сцеплений человека потребовалось много времени на раскачку, и еще предстоит пройти определенный путь.

До появления высоких технологий большой проблемой был недостаток различий; недостаток изменчивых генов или сегментов генетического материала, общие закономерности наследования которых можно бы было изучать.

Эта проблема была решена.

Наша ДНК, как теперь известно, насыщена сотнями тысяч изменчивых сайтов, многие из которых основаны на индивидуальных различиях в количестве и местах повторов двух букв, С и А.

В результате на основе наиболее традиционной разновидности генетики возникла целая новая индустрия.

Как и любая индустрия, она требует сырья.

Французы, вместе с американцами, установили около шестидесяти больших семей с длинными и сложными родословными, которые хорошо подходили для картирования генов.

Они происходили из разных уголков мира, от Венесуэлы до Бангладеш.

Линии клеток от каждого человека сохраняли живыми в лаборатории, и были установлены тысячи вариаций, плотно упакованных по всей длине хромосом.

Пациенты, скажем, с болезнью сердца, могут пройти обследование, чтобы убедиться, что они также, как правило, несут другие наследственные вариации.

Если это так, есть большая вероятность, что подлинный ген, который в этом задействован, находится поблизости и тащит с собой своих анонимных товарищей.

Нахождение таких ориентиров может быть первым шагом к обнаружению самого гена.

Наследникам Моргана наконец удалось сделать для людей то, что уже давно было сделано для плодовой мушки, и до карты сцепления мужчины рукой подать.

Выясняется, что для женщин это будет несколько дольше.

Такие карты зависят от половой перетасовки генов.

По некоторым причинам это происходит больше у женщин, чем у мужчин, и, как результат, их карта работает в другом масштабе.

Карта сцеплений человека полезна, но биологи всегда хотели сделать другой вид карты, подобную той, что используют географы, основанную на простом описании генетического материала.

Теперь она есть.

Подход был грубым: штурмовать геномом деньгами, долго и нудно, пока он не будет прочитан весь, от начала и до конца.

Первый шаг в привязке карты сцепления к кате, основанной на физической структуре ДНК, обязан случайности.

Морган заметил, что в одной из его пород мух ген, который, как правило, был сцеплен с полом, начал вести себя, как если бы он был не на Х-хромосоме вообще.

Взгляд в микроскоп показал, почему.

X-хромосома приклеилась к одной из других хромосом и наследовалась с ней.

Изменение закономерности сцепления гена было обусловлено переменой в его физическом положении.

Такие повреждения хромосом были использованы, чтобы начать составлять физическую карту человека.

Иногда из-за ошибки в создании сперматозоида или яйцеклетки часть хромосомы перемещается в новое место.

Любое параллельное изменение в схеме наследования определенного гена показывает, где она должна быть.

Иногда крошечных сегмент хромосомы отсутствует.

Это сразу же может привести к ряду врожденных заболеваний.

У одного неудачливого американского мальчика была недостаточность иммунной системы, наследственная форма слепоты и мышечной дистрофии.

Крохотный участок его Х-хромосомы был удален.

Он, должно быть, содержал отрезки ДНК, несущие эти гены.

Он дал важную подсказку, где был расположен ген мышечной дистрофии, одно из самых частых и наиболее огорчительных наследственных заболеваний.

Отсутствующий сегмент стал ориентиром, за который могла зацепиться физическая карта области вокруг этого гена.

Чтобы составить карту генов на основе изменений в хромосомах не нужно дожидаться природных несчастий.

Клетки человека, или клетки мышей, или хомяков, можно культивировать в лаборатории.

Когда смесь клеток мыши и человека выращивают вместе, клетки могут сливаться, производя гибрид с хромосомами от обоих видов.

Когда эти гибриды делятся, они теряют хромосомы (и гены), полученные от одного или другого вида.

Некоторые характерные человеческие гены теряются каждый раз, когда выбрасывается хромосома человека.

Сопоставив потери определенных генов с потерями хромосом (или их коротких сегментов), можно увидеть, где они должны быть.

Все эти методы подсказывают положение гена, а не дают его точные координаты.

Мелкомасштабная картография (или бестолковое секвенирование, как ее ласково называют) включает различные хитрые уловки.

Одна из них основана на способности ДНК копировать себя, когда появляется особый фермент, и смесь снабжает ее A, G, C и T основаниями.

Можно постепенно увеличивать части нити ДНК от одного конца к другому в четырех отдельных экспериментах (с использованием разных оснований).

С помощью химического трюка некоторые из растущих нитей останавливаются каждый раз, когда добавляют основание.

Это создает множество отрезков ДНК различной длины, каждый заканчивающийся А, G, C или T.

Электрофорез этой смеси на одном и том же геле дает четыре параллельные линии фрагментов ДНК, упорядоченных по длине.

Сканирование геля вдоль и поперек дает очередность этих оснований.

Это наиболее трудоемкая задача.

Человека здесь вытеснили машины, которые делают эту работу по-другому.

Наиболее важное изменение в генетике носит принципиальный характер.

Поскольку трехбуквенный код для каждой аминокислоты известен, можно вывести очередность аминокислот, созданных одним фрагментом ДНК, если установлена последовательность его оснований.

Что делает любой ген, можно установить путем сравнения его последовательности с компьютерной базой данных других генов, чьи действия известны.

Совпадение не должно быть точным, в конце концов, французский словарь содержит тысячи слов, достаточно похожих на английские, чтобы догадаться об их значении.

Кроме того, иногда можно определить трехмерную структуру белка из его аминокислотной последовательности, и установить, какой может быть его функция.

Есть некоторые замечательные сходства между наследуемыми словарями.

Гены, контролирующие развитие, схожи у человека и дрозофилы, как и гены, создающие их мозг.

Гены, которые, выходя из строя, повреждают нервную систему, имеют близкие аналоги у дрожжей (не имеющих нервов вообще), а один из наших собственных генов практически идентичен гену, изменяющему структуру кровеносных сосудов на крыльях насекомых.

Такой консерватизм должен был оказать радикальное влияние на генетику человека.

Каталог запчастей для автомобиля Мерседес класса С содержит четыре с половиной тысячи именованных элементов, от педали акселератора и бокового зеркала до колесных гаек.

Некоторые (например, отдельные винты или шайбы) могут повторяться в десятках рифм, но заводу нужно сделать менее пяти тысяч штук, чтобы прокормить конвейер и, в конце концов, чтобы внести свой вклад в европейские пробки.

Чтобы сделать человека, требуется в десять раз больше - по стоимости, как реактивный самолет - и задача наблюдать, как скручивается болтами огромное количество деталей, может показаться почти невозможной.

Даже клетка дрожжей (чуть ли не Мерседес живого мира) с ее шестью тысячами белков требует больше, чем автомобиль.

Сама последовательность гена дрожжей, как и любого другого, не больше, чем заводская инструкция, содержащая информацию об отливке, формовке и заготовках, но также и о различных посторонних частях, которые удаляются до того, как достигают конвейера.

Затем, как и на заводе Mercedes, ее части должны быть объединены, чтобы создать функциональный механизм.

Даже это бесполезно для тех, кто не может водить, и даже опытный водитель не поможет, если его выбросить в чужом городе без карты дорог.

Чтобы понять, как работает клетка, требуется еще больше.

Ремонтный механизм ДНК, как автомобиль технической помощи, производит лишь ящик с кусками и частями; биологический аналог гаек, болтов, реле, пружин, стоек, проводов и всего прочего, необходимого для создания автомобиля.

Форма человеческого белка может быть выведена из последовательности ДНК, но обычно не дает намека на то, как он вписывается в клеточный механизм.

Дрожжи проще, и об их механике известно гораздо больше.

Нежелание жизни изменяться позволяет использовать механизм дрожжей, чтобы исследовать наши собственные клетки.

В охоте на человеческий ген один из методов довольно похож на рыбную ловлю.

Возьмите белок, работа которого известна, и прикрепите к нему молекулярный крючок и специальный поплавок.

Введите его в самца (или клетку, считающуюся мужской у дрожжей).

Затем спарьте этого обольстительного индивида с самкой и пустите его гены по течению мимо всех тысяч частей ее клеток, пока одна не проглотит наживку, встроив их в себя.

Поплавок заставляет женскую клетку светиться, и соответствие найдено.

Рыбалка с приблизительно двумя сотнями белков-приманок из дрожжей позволила поймать более тысячи генов в клетках человека.

Один целый набор белков дрожжей присоединился к одному человеческому белку, который говорит, когда клеткам начинать делиться, а когда остановиться.

Дрожжевая приманка похожа на белок, который, выйдя из строя, вызывает рак у человека: и экспресс-испытания доказали, что недавно пойманные человеческие аналоги представляют важные части наших собственных клеточных систем тормоза и газа.

Такое открытие вызвало большой интерес в медицине и стало первым шагом к тому, что может стать эрой охоты на гены в сложных организмах, на приманку, основанную на более простых существах.

Генетические языки различных организмов действительно близки; по сути, достаточно близки, чтобы дать возможность связать недавно обнаруженную последовательность генов человека с чем-то еще, либо какой-то из наших генов с генами далеких от нас существ.

Генетика человека преобразилась.

Она больше не начинает с наследственного изменения (например, с генетического заболевания), чтобы найти его расположение.

Вместо этого она использует противоположную стратегию, логику, прямо противоположную логике Менделя: от наследуемых частиц к функциям, а не наоборот.

Генетика - первая наука, которая ускорилась, идя в обратном направлении.

Первым прорывом в этом новом подходе стала успешная охота на ген кистозного фиброза в 1990 году.

Это дало возможные подсказки и помогло внедрению достижений, которые привели к полной карте лишь десятилетие спустя.

Эта работа обошлась в сто пятьдесят миллионов долларов, но затраты на один ген в настоящее время снизились в сотни раз.

Муковисцидоз является наиболее распространенной наследственной аномалией среди белокожих людей.

В Европе он поражает примерно одного ребенка из двух тысяч пятисот.

Еще несколько лет назад заболевшие умирали молодыми.

Их легкие заполнялись слизью и становились заразными.

Заболевшие с трудом переваривали пищу, поскольку они не могут производить достаточное количество ферментов кишечника.

Опасность этого заболевания уже давно общепризнана.

Швейцарские дети поют песню, в которой есть слова: "умрет ребенок, чей лоб на вкус соленый, когда его целуют".

Эти симптомы на первый взгляд кажутся не связанными с болезнью, но все они обусловлены неспособностью прокачивать соли через мембраны, окружающие клетки.

Медицина улучшила жизнь пострадавших, но мало кто доживает до середины третьего десятка.

Исследования семей давно показали, что заболевание связано с рецессивным геном, который находится не на половых хромосомах.

В 1985 году родословные показали, что он был связан с другой последовательностью ДНК, которая контролирует ферменты печени, хотя тогда не было известно, на какой хромосоме она находилась.

Примерно в течение года была обнаружена родословная, в которой эта пара генов была связана с вариантом ДНК, уже нанесенным на карту в седьмой хромосоме.

Соответствующий сегмент хромосомы был вставлен в линию клеток мыши, нарезан на короткие отрезки, и мучительная работа по секвенированию началась.

К 1988 году ключевой участок был обнаружен. Им оказался сегмент ДНК длиной в полтора миллиона оснований.

Фрагменты были проверены, чтобы увидеть, имели ли они общие последовательности с ДНК других животных (как последовательности дрожжей и человека, контролирующие деление клеток, которые были найдены позже), и если да, то порядок букв должен был сохраниться в процессе эволюции, потому что он выполнял неведомую, но полезную работу.

Было открыто несколько таких участков.

В одном порядок букв ДНК был схожим с ДНК других белков, участвующих в транспорте через мембраны.

Из этого вытекала схема наследования муковисцидоза.

Ген был найден.

Ген кистозного фиброза имеет длину в четверть миллиона ДНК-оснований, хотя белок содержит лишь около полутора тысяч аминокислот.

Компьютерные модели его формы показывают, что он охватывает клеточную мембрану несколько раз, как и ожидалось для молекулы, в чьи обязанности входит действовать как насос.

Многие семьи с таким заболеванием имеют только одно изменение в этом белке: отсутствует одна аминокислота.

Это изменяет его форму и не дает новому белку двигаться в нужное место в клетке.

Вместо этого его подхватывает и разрушает внутренняя сеть контроля за качеством.

Открытие гена позволило выявить его носителей (вместе с эмбрионами, несущими две копии).

К сожалению, муковисцидоз, который когда-то казался простым расстройством, как мы теперь знаем, может быть вызван множеством различных изменений в ДНК, которые варьируют от места к месту и от семьи к семье.

Болезнь дала первый намек на неожиданные и нежелательные сложности, которые позже выявила полная карта.

Картирование бурно развернулось после этого первого открытия.

Сначала картографы вели себя как любые исследователи на новой территории.

Картограф не начинает с плана берега, который затем расширяется в мельчайших деталях, пока не будет охвачена вся страна.

Вместо этого он выбирает главные ориентиры и оставляет детали на потом, когда он будет знать, что они, вероятно, будут интересны.

До сегодняшнего триумфа технологии большинство картографов были обеспокоены малым процентом генов, приводящих к наследственным заболеваниям.

Все наиболее важные наследственные болезни, контролируемые одиночным геном, были обнаружены в течение нескольких лет.

Болезнь Хантингтона приводит к дегенерации нервной системы и смерти в среднем возрасте.

Ее когда-то называли хорея Хантингтона (слово того же корня, что и хореография) из-за непроизвольных танцевальных движений тех, кто ею страдает.

В восемнадцатом веке профессор Гарвардского университета утверждал, что люди с этой болезнью были богохульниками, поскольку их жесты были имитацией движений Христа на кресте, и некоторые больные были сожжены.

Ген болезни является доминантным, но с одной неприятной особенностью: из-за позднего проявления симптомов, входящие в группу риска люди остаются в неуверенности относительно своего опасного положения.

В 1983 году произошел прорыв, чему способствовало большое везение.

Вскоре после начала поиска приблизительное место гена Хантингтона было найдено благодаря его связи с другой сцепленной ДНК, чуть поодаль на той же хромосоме.

Затем везение кончилось, и потребовалось десять лет, чтобы найти ген.

Сейчас его отследили на кончике хромосомы 4.

Была вычислена форма белка, действовавшего неправильно - хантингтина, как его назвали при определенном отсутствии воображения - впервые дав некоторое представление о природе заболевания, которое вызывается самоубийством нервных клеток, когда аномальный белок (не похожий ни на что другое в клетке) приказывает им это сделать.

Многие другие поврежденные гены вскоре пали жертвой генетических исследователей и были нанесены на карту.

Введите четыре буквы OLIM - On Line Inheritance In Man - в любую поисковую систему, и сразу появится список из десяти тысяч наследственных заболеваний, симптомы, схема наследования и, почти для всех, привязка к координатной сетке хромосом.

От охоты на наследственные заболевания поиск переместился на более широкий круг генов.

Больше не было болезней, необходимых в качестве первой зацепки.

Искать гены только тогда, когда они работают неправильно - все равно что пытаться разобраться в принципах работы двигателя внутреннего сгорания, исходя из поломки автомобиля.

Теперь сама машина может быть разобрана и ее механизм изучен напрямую.

Когда ген что-то делает, он вырабатывает комплементарные молекулы - известные как мессенджеры - которые передают информацию от ДНК к основным частям клетки.

Из-за того, что она ничего не производит, большая часть ДНК не генерирует мессенджеров вообще.

Поэтому поиск таких молекул - отличный способ найти работающие гены.

Есть десятки тысяч различных мессенджеров.

Что делает большинство из них - совершенно неизвестно.

Почти во всех клетках большинство их выключено, но в мозге большая часть работает в любое время.

Мозг более активен, чем любая другая ткань (что может помочь объяснить, почему более четверти всех наследственных болезней приводят к психическим расстройствам).

Поиски генов больше похожи на поиски Тимбукту, чем Эльдорадо.

Картографы вскоре обнаружили, что гены являются оазисами смысла в пустыне бессмыслицы.

В одно время казалось, что едва ли стоит просеивать песок между генетическими городами, но, в конце концов, полная карта была сделана в основном по тем соображениям, что она была важна, в то время как никто не знал, что там могло оказаться.

Это подтвердило один из самых неправильно понимаемых фактов в науке, что можно решить большинство проблем, выбрасывая на них деньги.

Штурм физической карты лучше по сравнению с геодезическими измерениями страны шестидюймовой линейкой, начиная с одного конца и двигаясь к противоположной границе.

Двадцать и более лет назад, когда работа начиналась, один человек мог двигаться со скоростью около пяти тысяч оснований ДНК в год.

Теперь обычной практикой является делать в тысячи раз больше.

Большая часть интеллектуальных усилий в этой работе сместилась от простого накопления информации к ее пониманию.

Волшебство компьютера сыграло такую ​​же важную роль в генной карте, как и биохимическое оборудование.

После того, как участок ДНК секвенирован, местные карты - планы городов - нужно разместить в правильном порядке.

Один из способов построить большую карту - это сделать ряд перекрывающихся последовательностей коротких отрезков ДНК.

Этот почти все равно что собрать страницы, вырванные из уличного путеводителя, глядя на взаимные наложения на краях каждой страницы, в попытке найти улицы, которые выходят друг на друга.

Сложные программы ищут перекрывающиеся сегменты, длинные или короткие, и собирают разрозненные фрагменты ДНК.

Это гораздо сложнее, чем кажется.

Алфавит из всего лишь четырех букв и - как на карте американского города - множество повторов одной и той же схемы улиц дает много возможностей для путаницы.

Есть несколько коротких путей.

Одной из уловок, полезной в былые годы, было перескочить через несколько страниц в путеводителе в надежде пропустить особенно утомительные части прилегающей территории, но для завершения работы нужно нанести на карту даже самые скучные части города.

Новые и мощные компьютеры сделали возможным, по крайней мере в принципе, создать целый генетический атлас сразу, а не собирая кусочками, страница за страницей.

Метод "дробовика", стреляющего наугад, оправдывает свое название.

Он разрывает копии генома на тысячи сегментов, снова и снова, и воссоздает все с нуля, как таксидермист восстанавливает единственного фазана, случайно разнесенного в пух и прах слепым человеком с дробовиком двенадцатого калибра.

Гигантская компьютерная программа собирает все раздробленные осколки, пока, наконец, они не становятся похожи на карту (или пернатую дичь).

Такой подход хорошо зарекомендовал себя с дрозофилой, геном которой был секвенирован перед нашим собственным, но у мухи в десять раз меньше букв ДНК и гораздо меньше повторов коротких последовательностей, чем у нас.

Менее дерзкий метод, "клон за клоном", берет крошечные фрагменты (каждый длиной в одну двадцатитысячную всей человеческой ДНК) и секвенирует их один за другим.

Затем он вновь собирает короткие сегменты генов и, со временем, восстанавливает весь атлас.

Этот метод, хоть, возможно, и медленный, хорошо зарекомендовал себя с человеком и был использован картографами, финансируемыми за счет бюджета, публиковавшими каждый клон, когда он появлялся, и помогшими сорвать негосударственный план (и патент) секвенирования всей нашей ДНК одним махом.

Физическая карта вовсе не выглядит как карта сцепления, которая была выявлена в результате исследования семей.

Основная трудность заключается в размере.

Несколько десятков тысяч функциональных генов вмещается в трех миллиардах букв ДНК.

Поскольку большинство генов использует информацию, закодированную всего лишь в нескольких тысячах оснований, кажется, ДНК гораздо больше, чем необходимо.

Картирование показывает, что только одна двадцатая часть представляет собой части гена.

Наш геном устроен необычно и совершенно неожиданно.

Могут помочь географические аналогии.

Представьте себе путешествие по всей вашей ДНК как поездку из Лендс-Энда в Джон-о'Гротс через Лондон, в целом около тысячи миль.

Чтобы представить все буквы ДНК в дорожной карте в этом масштабе, должно быть пятьдесят оснований ДНК на дюйм или около трех миллионов на милю.

Путешествие проходит через двадцать три графства различных размеров.

Довольно удобно, что этих административных единиц столько же, как хромосом, в которые упакована человеческая ДНК, двадцать три.

За исключением некоторых коротких участков длиной в несколько сотен метров, которые, по различным техническим причинам, оказались неподатливыми, огромное множество было нанесено на карту с точностью до одной части на пятьдесят тысяч - дюйм на миле (что так же хорошо, или лучше, чем карты, продаваемые Картографическим управлением).

Пейзажи в большей части поездки утомительны.

Как и большая часть современной Великобритании, они кажутся неплодородными.

Примерно треть всего расстояния покрыта повторами одних и тех же сообщений.

Примерно пятьдесят миль содержат слова из пяти, шести или более букв, повторяющиеся друг за другом.

Многие из них - палиндромы.

Они читаются задом наперед, как некролог Фердинанда де Лессепса - "A man, a plan, a canal: Panama!" ("Человек, план, канал: Панама!")

Некоторые из этих "тандемных повторов" разбросаны в блоках по всему геному.

Расположение и длина каждого блока варьируется от человека к человеку.

Знаменитые "генетические отпечатки пальцев', уникальный наследуемый признак, используемый в судебно-медицинской экспертизе, зависит от вариаций в количестве и расположении таких сегментов.

Другие повторяющиеся последовательности представляют собой только две буквы, С и А, размноженные тысячекратно, тогда как еще больше являются остатками древних вирусов.

Значительные участки генома предают длинные и сложные сообщения, которые, похоже, не говорят ничего.

Опасно списывать всю эту ДНК как бесполезную, из-за того что мы не понимаем, что в ней сказано.

Китайский термин "ши", судя по всему, может иметь семьдесят три различных значения, в зависимости от того, как он произносится.

Можно построить предложения, такие как "мастер любит лизать слюну льва", используя только "ши" снова и снова.

Это может показаться пустыми повторами для тех, кто не говорит по-китайски.

Большая часть наследуемого пейзажа усеяна трупами заброшенных генов, иногда  одних и тех же, снова и снова.

Последовательности ДНК этих "псевдогенов" выглядят весьма схоже с их функциональными родственниками, но подвержены вырождению и больше ничего не делают.

В какой-то момент в их истории важнейшая часть механизма была повреждена.

С тех пор они ржавели.

Как ни странно, одни и те же псевдогены могут появляться в нескольких местах по ходу путешествия.

После многих миль скучной и повторяющейся местности ДНК мы начинаем видеть места, где производится некоторая продукция.

Это функциональные гены.

В их структуре также есть несколько сюрпризов.

Каждый из них можно распознать по порядку букв алфавита ДНК, который начинает читаться в словах из трех букв, написанных в генетическом коде, как указание, что они могут производить белки.

В большинстве случаев есть несколько подсказок, что делает его продукт, хотя его структуру можно установить (и предположить его форму), исходя из порядка букв его ДНК.

Большинство генов располагаются группами, производя взаимосвязанные продукты. Всего есть около тысячи таких "генных семейств".

Одно из них участвует в производстве красного пигмента крови.

Большая часть ДНК в клетках костного мозга, производящего красные кровяные тельца, выключена.

Одна небольшая группа генов неустанно работает.

В результате они более известны, чем любые другие.

В основном молекулярная биология человека возникла из исследований генного промышленного центра, генов глобина.

Они имеют две фабрики.

Одна находится на полпути до генетического Джон-о'Гротса - в Лидсе.

На ней создается одна часть белка, занятого доставкой кислорода.

Бета-глобиновый комплекс промышленных предприятий включает в себя около полудюжины участков ДНК, кодирующих сопутствующие вещи.

Будучи ответственным за часть гемоглобина взрослого (и вызывая серповидно-клеточную анемию, когда допускает ошибки), он весьма мал: около трех футов в длину по шкале нашей карты.

В нескольких футах находится еще один, создающий глобин, обнаруженный в эмбрионе.

Рядом с ним - разрушенные каркасы некоторого оборудования, которое перестало работать много лет назад.

Фабрика бета-глобина занимает в целом около ста футов, большинство из которых, похоже, является неиспользуемым пространством между функциональными генами.

Она сотрудничает с сестринским комплексом, блоком альфа-глобина, расположенным вдали от нее, (недалеко от Лондона на этой вымышленной карте), который производит сопряженный белок.

Соединенные вместе, эти два продукта создают сам красный пигмент крови.

Большинство генов организованы в семейства, или близко друг от друга, или разбросаны по всему геному.

Карта показывает, что сами гены имеют самые разные размеры, от примерно пятисот букв до более чем двух миллионов.

Один создает больший из известных белков, тайтин, молекулярный амортизатор: длинную, складчатую структуру, найденную в мышцах, клетках крови и хромосомах.

Независимо от размера продукта, ген, производящий тайтин, отнюдь не самый большой.

Большинство генов человека имеют свои функциональные сегменты, прерываемые участками некодирующей ДНК - в болезни Хантингтона, например, их почти семьдесят. Во многих генах (таких как ген, выходящий из строя при мышечной дистрофии) подавляющее большинство ДНК ничего не кодирует.

Некодирующие участки, важность которых значительно варьируется от гена к гену, участвуют в первой части производственного процесса, но эти сегменты генетического кода вырезаются из сообщения, прежде чем белок будет собран.

Этот способ кажется странным, но именно так придумала эволюция.

Общая картина начала проясняться, как только картографы начали работу.

В 2000 году - почти ровно через столетие после повторного открытия законов Менделя - их работа была, по сути, закончена, и вся последовательность человеческих генов, при всей ее упомянутой монотонности, была изложена, не особо поразив мир.

Три миллиарда букв (или, как теперь оказалось, чуть больше) это очень много.

Для точности, каждый участок нужно было секвенировать десять и более раз, и даже при тысяче оснований ДНК в секунду (выжимаемых оборудованием), это было нелегко.

Шестнадцать центров, во Франции, Японии, Германии, Китае, Великобритании и США, объединились, чтобы выполнить эту работу.

Большинство из них финансировалось правительствами или благотворительными организациями, с пресловутым исключением компании Celera Genomics (их девиз: "Открытие не может ждать!"), глава которой переметнулся из правительственной программы.

Достижения в технологии снизили первоначальную смету в три миллиарда долларов в десять раз, что для проекта - описанного президентом Клинтоном как производство самых чудесных карт из когда-либо созданных - проекта с гораздо большим научным весом, чем высадка на Луну, было заметной выгодой.

Большую часть времени частный и государственный сектор были на ножах (что наглядно иллюстрирует, как Celera описывала директора одной бюджетной лаборатории, ведущего себя так, будто его укусила бешеная собака).

Поскольку (как это часто бывает в науке) значительная часть усилий затрачивается не на получение информации, а на ее осмысление, вынужденный союз между соперниками был, в последний момент, организован.

Снабдить геном "комментариями" - определить, что именно делают недавно секвенированные гены - было настолько трудной задачей, что это потребовало применения одного из самых мощных суперкомпьютеров в мире.

Из массы данных были отобраны небольшие сегменты, кодирующие белки, и еще более мелкие части, которые действуют как выключатели "включено-выключено" для рабочих генов (где и пригодились вычислительные мощности).

К счастью, многие гены человека выглядят довольно схоже с генами плодовых мушек, дрожжей и нематод (которые были секвенированы), и массовое сравнение каждого отрезка ДНК человека с ДНК других существ выделило общие сегменты, которые, по-видимому, представляют рабочие гены.

Тем не менее, некоторые бесполезные участки случайно замаскировались под полезные, а некоторые части были определены как рабочие гены - опять же, возможно, ошибочно - только благодаря небольшим изменениям в соотношении различных пар оснований.

В результате, даже с полной последовательностью ДНК, точное число генов, необходимых для создания человека, остается и будет оставаться неопределенным (хотя большинство исследователей предполагают, что их пятьдесят тысяч или около того).

Даже тогда, когда функциональные сегменты будут найдены, задачу понимания того, что они делают, только предстоит решить.

Полная последовательность, которую приветствовали президенты (и премьер-министры), хоть и была прочитана, представляет собой лишь произвольный шаг на пути к пониманию.

Тем не менее, геном раскрыл если не свои секреты, то, по крайней мере, свою структуру; и это достаточно примечательно.

Возьмем, к примеру, хромосому 22, как наименьшую из двадцати трех пар, маленькое графство Ратленд нашего генома, и первую, чья полная последовательность была установлена в последние недели ХХ века.

Она была отображена на карте с погрешностью менее одной к пятидесяти тысяч оснований и всего с несколькими короткими пробелами.

Кроме своего небольшого размера (при длине в тридцать три с половиной миллиона оснований она представляет собой сотую часть всей последовательности), это ничем не примечательная хромосома, достаточно типичная представительница своих более крупных собратьев (крупнейший из которых, хромосома 1, в восемь раз больше) .

До создания глобальной карты на хромосоме 22 было отслежено несколько разрозненных генов.

В частности, она содержит гены редкого заболевания, которое вызывает проблемы с сердцем и перекашивание лица, врожденный дефект, называемый "синдромом кошачьего глаза", и гены, связанные с таким тяжелым заболеванием как нервная дегенерация.

Методом "клон за клоном" (вырывание страниц карты, секвенирование каждой из них и расстановка по порядку, глядя на перекрытия) выявлено около тысячи сегментов ДНК, которые выглядели так, как если бы они могли кодировать белок.

Около семисот из них идентичны генам, уже обнаруженным у нас или где-нибудь еще; и могут представлять полезные части ДНК.

Многие, без сомнения, вызывают заболевания, когда допускают сбои.

Некоторые могут быть мошенниками; сегментами, которые ничего не производят, но случайно обладают чертами, которые напоминают продуктивную часть генома.

Даже эта самая маленькая хромосома не испытывает недостатка в генах.

Если наименьшая хромосома имеет длину всего лишь в тысячу оснований, то наибольшая более чем в пятьсот раз длиннее.

Некоторые из них непрерывны, но большинство разбиты множеством встроенных последовательностей некодирующей ДНК.

Чтобы сделать ситуацию еще более сложной, два гена обнаружены в структуре других.

Это гены внутри генов; читаемые (как еврейские предложения в английской книге) не слева направо, а справа налево.

Большая часть остальной хромосомы представляет собой историю упадка и деградации.

Она скрывает в себе около восьми очень длинных дубликатов, в которых, по каким-то причинам, удвоились целые сегменты инструкции.

Обломки генов есть везде, и примерно пятая часть последовательности, которая может когда-либо что-то сделать, присутствует только в виде псевдогенов.

Большинство фактических рабочих - таких как производители красного пигмента крови - члены семейств генов, и большинство из этих семейств полны генетическими паршивыми овцами, псевдогенами, которые почивают на лаврах, пока их родственники заняты делом.

Некоторые из генов этой хромосомы отвечают за белки, связанные с иммунной системой.

Они работают вместе, как семья из десятков активных членов, но им сопутствуют в два раза больше деградировавших родственников, живущих неподалеку.

В настоящее время на этой короткой хромосоме обнаружены около тридцати заболеваний, от рака и дефектов развития плода до склонности к шизофрении: небольшая часть из тысяч, причиняющих страдания человеческому роду, но намек на огромное количество путей, которыми ДНК может выйти из строя.

Функции большинства белков, нанесенных на карту хромосомы 22, не известны.

Что делают некоторые из них, можно догадаться, сравнивая их с другими, из других мест в геноме человека или иных живых существ, но большинство из них представляют собой неизвестные фабрики, усердно работающие, но, пока еще, не дающие никаких намеков на то, что они производят.

Другие хромосомы обладают такими же общими свойствами, как и самая маленькая, хотя каждая из них имеет свои особенности.

Следующая по очереди, 21-я хромосома, имеет свои индивидуальные черты.

Ранее известная как источник наиболее распространенной человеческой врожденной аномалии, синдрома Дауна (возникающего примерно в одном случае из семисот живорожденных), и в качестве места расположения одного из генов, предрасполагающих к болезни Альцгеймера, эта структура имеет приблизительно тридцать три миллиона пар оснований - около одного процента от общего числа.

Один конец забит копиями одной и той же последовательности, повторяющейся снова и снова, но в другом находится производственное оборудование.

Однако, не очень много, поскольку хромосома 21, хотя она примерно такого же размера, как хромосома 22, имеет лишь половину от количества ее генов.

Ее двести двадцать пять рабочих сегментов (девять десятых из которых были новостью для науки), кажутся лишь малой толикой.

Возможно, ее депауперизированное состояние объясняет, почему хромосома 21 является единственной (кроме половых хромосом), которую тело может переносить в дополнительной копии.

Дети с синдромом Дауна страдают от пятидесяти или более различных проблем, от болезней сердца и склонности к лейкемии до трудностей с дыханием.

Одной из серьезных проблем является их преждевременное старение и потеря памяти.

Эти симптомы напоминают симптомы болезни Альцгеймера - и один из генов, ответственных за раннюю форму этой болезни, находится в 21-й хромосоме.

Возможно, некоторые из других генов хромосомы окажутся связанными с другими недугами, общими для детей-даунов.

Среди других ее генов - ответственные за две формы врожденной глухоты и за боковой амиотрофический склероз: состояние, известное в Соединенных Штатах как болезнь Лу Герига, после того, как бейсболист "Нью-Йорк Янкиз" Лу Гериг умер от этой болезни, но в Британии неразрывно связанное с великим физиком Стивеном Хокингом.

Больные в этом состоянии страдают от потери нервных клеток в головном и спинном мозге и, как следствие, медленно теряют способность двигаться.

Проблема в ферменте, чья работа заключается в удалении отходов изнутри клетки: когда это не удается, нервы медленно отравляются.

Хромосома 21 может выглядеть как захудалая промышленная зона с несколькими горящими окнами, но на другом полюсе экономической деятельности хромосома 6 полна активных генов.

Она находится в авангарде генетических защитных сил организма.

Давно известно, что один из ее участков несет ответственность за большую часть иммунной защиты организма.

Этот ключевой сегмент занимает лишь около одной десятой размера хромосомы 21, но содержит более ста генов (а также солидное количество их остатков, ставших функциональными призраками).

Многие разделяют определенные общие особенности и возникли путем дупликации древних предковых генов.

Основная их работа заключается в связывании с белками захватчика и передаче информации о том, как их опознать лейкоцитам, которые затем бросаются в атаку.

Другие кодируют удостоверение личности на поверхности клетки.

Поскольку задействовано множество генов, есть много возможностей для их перетасовки.

В сочетании с высокой скоростью мутирования во многих последовательностях, это порождает большое разнообразие от человека к человеку и от места к месту, как напоминание, что секвенирование генома человека является лишь шагом к гораздо большей задаче поиска различий между людьми.

Поскольку некоторые из генов на хромосоме 6 принимают целых две сотни форм, работа растянется надолго, но она будет того стоить, потому что, по неизвестным причинам, некоторые представители защитных сил имеют обыкновение сосредотачиваться на самом теле, давая ряд аутоиммунных заболеваний, таких как ревматоидный артрит, псориаз, кожные заболевания, а также некоторые формы сахарного диабета.

Какими бы ни были детали отдельных хромосом, картина, всплывающая при завершении проекта генома человека, отображает величину и сложность.

Как и Новый Свет, который распростерся перед первыми исследователями, геном, прежде всего, велик, и, как и все крупные объекты, притягивает к себе метафоры.

Если ее распечатать, информация, собранная проектом "Геном человека", заполнит двести телефонных книг или, в одной строке, протянется на длину Миссисипи; секретарше потребуется двадцать лет, чтобы напечатать, а певчему пятьдесят лет, чтобы спеть (символически) все это.

Из-за всего этого символизма и гипербол возникает неприятное ощущение, что вся эта гонка была лишь гонкой к стартовой линии понимания наших генов, а не к финишной черте.

Журнал "Nature" в 1970 году дал аналитический отчет одного из самых простых вирусных геномов под заголовком "Секвенирования не достаточно".

Это предсказание проявляется с новой силой в связи с проектом генома человека.

Несмотря на это, его завершение служит важной вехой в истории генетики.

Взглянув на древние карты - даже такие несовершенные, как у Геродота - можно осознать, что они содержат в себе очень много нового о жизни тех, кто их рисовал.

Они показывают размеры и положение городов, пути миграции и летописи давно исчезнувших народов.

Карта генов создана, и теперь можно начинать настоящее путешествие.

Внимание! Этот перевод, возможно, ещё не готов.
Его статус: перевод редактируется

Переведено на Нотабеноиде
http://notabenoid.org/book/41791/159316

Переводчики: cosinus