Я был в шоке, когда недавно узнал, что на самом деле я не наполовину мама и наполовину папа, как думал всегда. И вы тоже, кстати. Но это и к лучшему: если бы мы получили равные дозы генетических инструкций от своих родителей, то вероятно, не прожили бы и нескольких недель, или родились с большими отклонениями.
А как же наши уроки биологии в старших классах? Как же мудрость науки-генетики?
Всё, что мы знали о генах и их передаче по наследству, пришло от Грегора Менделя — отца современной генетики, аббата из Австрийской империи, жившего в середине XIX века. Он занимался гибридизацией растений, и сформировал свою теорию, проводя опыты на горохе в монастырском саду. От скрещивания горохов разных цветов (скажем, зеленого и белого) получались желто-белые потомки. При этом часть оттенков показывалась только во «внуках», даже если родители этих черт не показывали («рецессивные признаки»). Оттуда, из монастырского сада, к нам и пришли законы Менделя — которые вы наверняка учили в школе. О доминантной черте, отцовских и материнских хромосомах, законе чистоты гамет и так далее.
Оттуда же к нам пришло положение, что каждая клетка (за исключением гамет) содержит по паре аллей, отвечающих за определенный признак; одна из них получена от отца, а другая — от матери. Ровно по половине!
Дальше теории Менделя развивали биологи Теодор Бовери и Уолтер Саттон, которые пришли к хромосомной теории наследственности. Каждое потомство получает 23 хромосомы от мамы и 23 хромосомы от папы, так что получается по 23 пары. Опять же, пятьдесят на пятьдесят.
Об этом факте нам не дает забыть ни биология, ни наши родственники. Каждый в детстве слышал, что у него руки как у папы, а улыбка как у мамы. И действительно: согласно науке у нас есть одинаковое количество генов от обоих родителей. Это знали даже 150 лет назад (хотя само слово «ген» появилось только в 1909-м).
А вот о чём нам точно не говорили на уроках биологии, и о чем не знал Мендель, так это о процессе «импринтинга». Но их сложно винить: об этом не знает даже «Википедия», даже английская. Термин «генетический импринтинг» вошел в широкий обиход после 2014 года, после этой статьи. Хотя процесс впервые описали еще в 1984-м, когда две лаборатории обнаружили молекулярную метку или «отпечаток» (imprint), который отличал некоторые гены на материнских и отцовских хромосомах и приводил к экспрессии (включению и работе) только одной копии этих генов у потомства.
По сути, импринтинг означает, что внутри нас есть стоп-кран. Который «обнуляет» ген, делая его пустышкой, чтобы он никак не влиял на потомство. Он по-прежнему присутствует в хромосоме, но не выполняет совершенно никакой функции. По разным оценкам, внутри нашей ДНК может быть до 98% таких вот бесполезных генов. Которые никак не влияют на кодирование белков, и вообще ничем (насколько нам известно) не проявляют себя.
Это вообще огромная загадка: зачем мы передаем ДНК, которая по большей части состоит из бесполезного мусора (подробнее о том, как ученые постепенно смирились с таким фактом, можно почитать тут). Самая последняя теория — нашим организмам просто проще «выключать» часть генов в ДНК, чем заново пересобирать всю эту длинную цепь.
Но одно из последствий существования импринтинга состоит в том, что мы не «наполовину мама, наполовину папа», как считалось раньше. Если при передаче генома от мамы сработало больше стоп-кранов для генов, её гены могут быть менее выражены в разных областях вашего организма, даже если они доминантны. И наоборот.
Рекламная пауза: ищите работу в телеграм-боте getmatch. Указываете нужную вилку зарплаты, и бот выдает вам лучшие предложения. Всё бесплатно.
Молчание генов
Еще несколько десятилетий назад мало кто мог представить, что генетические проявления зависят не только от того, что заложено в унаследованной нами ДНК. Но когда в 2021 году исследователи из Кембриджского университета попытались вывести мышей, несущих полные копии хромосом только самцов или полные копии хромосом только самок, дав каждой мыши по 40 хромосом, необходимых им для жизни, все мыши погибли.
Ученые поняли, что для развития здоровой мыши есть что-то важнее, чем наличие полного набора из 40 хромосом. Между генетикой мамы и папы должно быть какое-то взаимодействие — какое-то влияние хромосом друг на друга, которое приводит к здоровому потомству. Этот и последующие прорывы в конечном итоге привели к более полному пониманию импринтинга в млекопитающих.
Хотя плод действительно содержит половину ДНК от матери и половину ДНК от отца, за счет феномена геномного импринтинга в хромосоме может быть активна только одна копия гена (либо от матери, либо от отца). Другая копия не будет отвечать за формирование белков, и будет просто молчать. Даже гены и мутации, которые в норме являются рецессивными, могут проявляться в ребенке, если ген импринтируется, а доминантный аллель подавляется.
За счет экспериментов на мышах и на саранче (уж простите) мы теперь даже знаем, как это происходит: во время импринтинга к одному из аллелей гена (отцовскому или материнскому) добавляется ряд атомов метила. Они действуют как тот самый «стоп-кран», не позволяя ему экспрессироваться, препятствуя транскрипции этой части ДНК в белки. Происходит так называемое «метилирование» аллеля, которое полностью нивелирует его работу.
Генетика эпохи Менделя, с её четкими формулами наследственности, таким образом оказывается очень сильным упрощением того, что реально происходит. Любая из 46 хромосом, передающихся потомку, может быть частично заблокирована. Комбинаций выходит почти бесконечное количество. Важно понимать, что эта «блокировка» в основном не влияет негативно на развитие плода, и является абсолютно нормальной. Она просто означает, что работать будет исключительно ген со стороны другого родителя, и проявляться в организме будут только его характеристики.
Пока что ученые идентифицировали около двух сотен генов, которые подвержены импринтингу. Тонкий баланс между их экспрессией и подавлением, как считают, необходим для формирования здорового потомства. Но у этого процесса есть и другой, любопытный для нас, результат: он гарантирует, что ни один человек не является на 50% генной копией отца, а на 50% генной копией матери. Чьих-то генов внутри вас всё-таки неизбежно работает больше. Причем, видимо, есть вероятность, что у вашего брата или сестры ситуация с «включенными» генами может быть прямо противоположной.
Кого в вас больше
Итак, барабанная дробь… у кого всё-таки преимущество, у мамы или у папы?
Лично я в детстве слышал, что мальчики больше похожи на маму, а девочки — на отца. Но наука этого не подтверждает. Исследования на мышах показывают, что существует дисбаланс в экспрессии генов, и он направлен в сторону отца. Работа, опубликованная в журнале Nature Genetics, показала, что переданные от матери гены «молчат» в 1,5 раза чаще, чем гены папы. Другое, более старое исследование показало похожие результаты: у них отцовская аллель экспрессировалась на 80% чаще. Особенно характерной разница была в головном мозге: большинство активно выраженных аллелей пришли со стороны отца. В то время как большая часть генов, отвечающих за рост и развитие, импринтировались именно матерью.
Вот в этой работе ученых из Томска (без pdf можно почитать тут) я нашел интересную теорию, что всё это связано с борьбой полов. Увеличение массы плода может обеспечить преимущество для потомков по линии отца, но истощит ресурсы матери. Поэтому материнский организм всеми силами старается его контролировать. И меньше сил тратит на свою экспрессию в других областях организма.
По крайней мере, так происходит в мышах, на которых проводились эти эксперименты. Но если эти результаты окажутся справедливыми и для людей, значит, в вас всё-таки выражается больше генов отца. Но не на 80% и не в полтора раза, конечно. Пока что речь идет всего о нескольких десятках исследованных генов из ±20 000 тех, которые в нас активны. То есть, можно говорить о том, что отца в нас больше на 0,1-0,2%.
Кто сильнее, мама или папа?
Изучая процесс импринтинга, исследователи обнаружили подробности того, как гены наших родителей влияют на наш мозг. Оказалось, многие области почти полностью контролируются отцовскими генами, а некоторые — материнскими. Эти выводы были сделаны в результате ряда исследований, в одном из которых ученые создали мышиные эмбрионы, состоящие исключительно из отцовских или только из материнских хромосом.
До рождения там не дожил никто, но даже так существующая информация позволила сделать выводы, что у мышей с отцовским влиянием мозг был меньше, а тела крупнее. Клетки мозга в большом количестве разрастались в гипоталамусе и областях, которые поддерживают энергетический баланс и отвечают за инстинктивное поведение, такое как поиск пищи, спаривание и социальная агрессия.
И наоборот, мышки, выведенные в основном под материнским влиянием, имели меньшую массу тела и существенно больший отдел переднего мозга и другие области, отвечающие за интеллект, сложные эмоциональные реакции, планирование и решение проблем.
Ученые считают, что эта тенденция подтверждается и в людях, достаточно взглянуть на экстремальные случаи. Например, существует синдром Прадера-Вилли, которым страдает один из 20 000 человек. Его причиной является нерегулярный импринтинг на 15-й хромосоме с потерей необходимой экспрессии отцовского гена.
Дети с синдромом Прадера-Вилли имеют аномалии гипофиза, маленький ствол мозга (расположенный внизу, между полушариями) и атрофию коры головного мозга. Они обладают дефицитом развития, и при этом обычно существенно меньше других детей своего возраста, что начинает становиться заметным с двух лет. У них необычно низкий уровень гормона роста (HGH), и они не проходят типичный скачок развития во время пубертатного периода, так что и их мышцы, и форма их тела остаются препубертатными. По сути, мы наглядно видим, что бывает с нехваткой генов, передающихся от отца.
Импринтинг одной и той же области на хромосоме 15 связан как с синдромом Прадера-Вилли, так и с синдромом Ангельмана. В первом случае блокируется отцовский вклад, во втором — материнский
Есть также синдром Беквита-Видеманна, когда отцовские гены в хромосоме молчат, но и мамины гены по ошибке импринтируются и тоже молчат. В таких случаях наблюдается аномальный рост плода при беременности и несогласованное, чрезмерное развитие различных отделов организма. Часто, например, получаются большие уши или гигантский язык, не помещающийся во рту. У большинства таких детей развивается аутизм. Фото на Хабр ставить, наверное, не буду, если кому интересно — загуглите сами.
Материнское влияние, как мы теперь знаем, сильнее всего проявляется в аспектах речи и социально-исполнительной функции мозга — в некотором смысле более сложных и специфичных отделах. В то же время отцовское влияние больше сосредоточено на непосредственном выживании и росте организма. Но понятно, что для нормального развития важно, чтобы иногда отцовские гены брали верх над материнскими, а в других случаях импринтинг шел в обратную сторону, и метилировались именно отцовские аллели.
Чтобы получить нормальный мозг, нам нужны и мама, и папа. Гены которых определенным образом влияют друг на друга при самом первом формировании наших клеток.
Почему это важно знать?
Из-за неверно импринтированных генов, как мы начинаем узнавать в последние годы, возникает масса редких болезней. Не так давно мы поняли, что неверный импринтинг часто отвечает за болезнь Альцгеймера, несколько видов рака, аутизм, шизофрению и целый ряд других психических расстройств. Это генетические болезни, но не всегда передающиеся по наследству: причины, отвечающие за то, чья именно аллель будет работать, еще до конца не изучены.
Если мы сможем узнать, когда и как импринтинг начинает работать неверно, мы сможем разработать новые методы лечения, направленные на манипулирование экспрессией генов — для предотвращения или компенсации ошибок импринтинга. Например, клинические испытания проходит лечение РНК-интерференцией, которое позволит врачам снижать экспрессию целевого гена — скажем, гена, связанного с ростом опухолей. Также в продаже уже несколько лет присутствуют два препарата для лечения заболеваний клеток крови, децитабин и азацитидин, которые предотвращают добавление метильных групп (того самого «стоп-крана») к генам клеток крови. Возможно, со временем удастся адаптировать их и для лечения неверно импринтированных генов в ДНК человека.
Мы понимаем себя меньше, чем думали
Хотя мы, возможно, всегда хотели бы считать себя поровну мамой и поровну папой, это просто не так. К счастью. Если бы между аллелями наших родителей не происходило взаимодействия (импринтинга), приводящего к неравной экспрессии генов, то нас бы здесь просто не было.
Целое столетие исследований в области генетики, биологии развития и неврологии было основано на концепциях наследственности, которые, как мы теперь знаем, не совсем соответствуют действительности. Принципы наследования гораздо сложнее, чем когда-то полагал австрийский аббат Грегор Мендель. А это означает, что мы понимаем гораздо меньше, чем мы думали.
Мы больше не можем считать себя составными частями наших родителей, а, скорее, сложными кусочками паззла, созданного из тысяч материнских и отцовских генов, каждый из которых может экспрессироваться в нас по-особому.
P.S. Хотите работать над крутыми проектами в передовых компаниях? Лучшие вакансии — в телеграм-боте getmatch. Тысячи предложений от топовых работодателей. Указываете нужную вилку зарплаты, и бот выдает вам лучшие предложения, и помогает пройти интервью. Всё бесплатно.
Комментарии (99)
nbkgroup
13.07.2023 11:48+63Не надо выдумывать сенсацию на пустом месте. Статьи в Википедии про эпигенетику вообще и геномный импринтинг в частности есть в том числе и на русском языке, там всё описано в подробностях. И нет, 98% ДНК это не мусор.
Sergey_Kovalenko
13.07.2023 11:48+20Не делать сенсации? Вы пытаетесь оставить журналистов без хлеба )))
Wesha
13.07.2023 11:48+45И нет, 98% ДНК это не мусор.
Моя жена, скажем, время от времени тоже считает, что 98% моих вещей — это мусор, но когда, скажем, у стиралки ломается какая-нибудь деталь, и я в течение пяти минут достаю из "кучи мусора" запасную, она ненадолго меняет своё мнение.
Breathe_the_pressure
13.07.2023 11:48+1Завидую. У меня нет такой кучи мусора, чтобы любую запчасть из неё доставать. Может вы всё таки на свалке живёте? Ж)
Kanut
13.07.2023 11:48Не вообще любую, а только для стиралки:)
czz
13.07.2023 11:48+1То есть, он всю жизнь хранит кучу мусора, чтобы раз в несколько лет починить стиралку :)
Popadanec
13.07.2023 11:48Ломается вещи порой очень не вовремя. К примеру перед праздниками или вечером.
А для примера, постирать срочно что то нужно.
Wesha
13.07.2023 11:48Я Вам больше скажу — я ещё храню дозиметры, противогазы и таблетки для очистки воды. Чернобыль, знаете ли, научил.
Wesha
13.07.2023 11:48Вы не представляете, чего можно добиться, достаточно прокачав навык "обточка напильником после сборки"!
maledog
13.07.2023 11:48+1Я по той же причине не выбрасываю испорченную электронику и различную сантехнику(смесители и т. п.) и электрику. Иногда просто потрошу, чтобы места меньше занимали. Так же наученный опытом храню различные заглушки и хомуты прокладки для труб и кранов.
Earthsea
13.07.2023 11:48+2Исследования на мышах показывают, что существует дисбаланс в экспрессии генов, и он направлен в сторону отца. Работа, опубликованная в журнале Nature Genetics, показала, что переданные от матери гены «молчат» в 1,5 раза чаще, чем гены папы. Другое, более старое исследование показало похожие результаты: у них отцовская аллель экспрессировалась на 80% чаще.
1990 год, вышел фильм Георгия Данелия "Паспорт", об истории двух сводных по отцу-грузину братьев, старший из которых, Яков, чья мать была еврейкой, вместе с женой и дочерью собирается уехать на историческую родину — Израиль. Младший брат, Мераб, простой таксист, удивительно похожий на Якова, берётся отвезти брата в аэропорт. Там, по случайности, Мераба принимают за Якова, в результате чего уезжает заграницу именно младший брат.
Посмотри на них! Одно лицо! В этом деле главный - отец!
lLocust
13.07.2023 11:48+15Некоторое время назад сам очень сильно удивился, что братья по отцу (или матери) - не являются сводными.
Сводными являются родственники не состоящие в кровном родстве, но ставшие родственниками после брака родных (например до брака у супругов были дети, вот они становятся сводными).
По отцу - это кровные, по матери - единоутробные
belch84
13.07.2023 11:48По отцу — это кровные, по матери — единоутробные
А меня удивил в своё время перевод для единоутробного брата на английский — half-brother
DaneSoul
13.07.2023 11:48+5Так логично же - полу-брат, то есть брат только по одному родителю!
ermouth
13.07.2023 11:48Ага, так же логично, как first cousine once removed – двоюродный племянник и двоюродный дядя сразу )
PanDubls
13.07.2023 11:48Вообще удивительно не то, что для этих двух сущностей в английском одно и то же слово, а то, что у нас их два. Зачем?
Кстати, забавное: в турецком есть отдельные слова для тёть и дядь по отцу и по матери, но нет слова для младшей сестры. Для старшей есть, а младшая просто "девочка-брат".
LeToan
13.07.2023 11:48Легко. В традиционном обществе семейные связи имеют значение и названия имеют все члены клана. Затем со временем за неиспользованием отмирают большинство определений, но в разных языках по-разному. Двоюродные же дядя с племянником образованы по такому принципу, что препятствует их исчезновению по-отдельности.
ermouth
13.07.2023 11:48а то, что у нас их два
Так между ними разница в 2 поколения. Дядя и племянник в инглише тоже два разных слова же.
Tim777
13.07.2023 11:48Мераб и Василий пытаются отпраздновать встречу в гостинице для иностранцев, но швейцар отказывается их впускать. Друзья бросают швейцара в фонтан, за что их арестовывает милиция. Из отделения их вызволяет жена Якова Инга, выдав Мераба за Якова, который должен улетать из СССР в Израиль на следующий день. Ермаков притворяется главным раввином Московской области, чтобы избежать наказания.
В аэропорту Яков сетует, что нельзя выпить шампанского перед расставанием, но спиртным в аэропорту не торгуют. Буфетчица сообщает, что его можно купить за чертой пограничного контроля. Мераб, внешне очень похожий на брата, по паспорту Якова проходит пограничный контроль, покупает пару бутылок шампанского, но обратно его уже не пропускают. В поисках чиновника, уполномоченного разрешить ситуацию, Мераб бегает по аэропорту, забегает также и в самолёт, где его принимают за Якова, задержавшего полёт. С двумя бутылками шампанского и паспортом брата Мераб летит в Вену, где запланирована пересадка на рейс в Израиль.
event1
13.07.2023 11:48Точно. А рентегновские лучи изобрёл ещё Иван Грозный, который вошёл как-то на заседание боярской думы со словами: "Я вас, суки, насквозь вижу!"
Seydzi
13.07.2023 11:48+26про митохондрии совсем забыли. их гены не передаются по мужской линии. т.к. сперматозоид это как бы клетка на минималках. так чтоо, если не брать в расчет (плохо изученный) механизм импринтинга то, женских генов передается больше, чем мужских.
larasage
13.07.2023 11:48+4А если ещё учесть, что X-хромосома значительно больше, чем Y-хромосома, то у сыновей этот перекос в пользу генетического материала, полученного от матери, ещё сильней.
Gromilo
13.07.2023 11:48+5Это вообще огромная загадка: зачем мы передаем ДНК, которая по большей части состоит из бесполезного мусора
Докинз в древнем эгоистичном гене писал следующее: задача гена - копировать самого себя. Т.е. мусорная ДНК - это успех генов этой ДНК. Больше никакой причины для её существования не нужно.
Что-нибудь изменилось с тех пор?
SadOcean
13.07.2023 11:48+2Я бы сказал вопрос "зачем?" вообще не стоит на повестке в таком разрезе.
Есть вопрос "почему?"
То есть мусорная ДНК там не зачем, она там просто есть, случайно.
И пока она не мешает основной функции она так и будет передаваться и меняться вместе с полезными для размножения генами.Wesha
13.07.2023 11:48То есть мусорная ДНК там не зачем, она там просто есть, случайно.
На вопрос "а на... зачем оно там?" обычно отвечают (скромно потупившись) "так исторически сложилось".
larasage
13.07.2023 11:48А как только начинает мешать - отбор сразу включается, минимизируя этот мусор. Пример - летающие птицы, для которых мусорная часть ДНК - это ещё и лишний вес.
SadOcean
13.07.2023 11:48Именно так.
Соответственно допустим некоторый уровень подобного мусора.
Если начнет мешать - его отсеят.
event1
13.07.2023 11:48+2Повсеместная персонификация гена и прочих биологических объектов и абстракций сбивает с толку и расстраивает. Задачи бывают у людей и организаций людей. У гена нет задач. Так же как у закона всемирного тяготения нет задач. Или у молекулы кислорода. Ген просто "действует" согласно своим химико-биологическим свойствам определяемым его структурой.
Gromilo
13.07.2023 11:48Есть такое, но так проще об этом рассуждать. Докинз использовал тот же приём.
Если выражаться корректнее: ген существует потому что копируется, потому что его информация не исчезла. С этой точки зрения, чтобы быть "успешным" геном, достаточно существовать сколько-то значительное время.
Собственно вся жизнь держится на воспроизведении репликаторами самих себя.
PereslavlFoto
13.07.2023 11:48+11У вас на рисунках не переведённые слова. Если всё это перевод, зачем же не пометили? Если всё это ваша статья, зачем же взяли чужие рисунки и присвоили их себе?
ru1z
13.07.2023 11:48+2Наверное частично отсюда, но там контент по авторизации https://medium.com/wise-well/youre-not-50-mom-50-dad-like-they-told-you-7d760f65a5c2 А картинки из википедии (там без перевода), и частично из статей, видимо, ссылки на википедию неявно, но есть (по крайней мере в той версии, которую я сейчас вижу, с остальными сложнее). Имхо, статья — результат компиляции переводов.
PereslavlFoto
13.07.2023 11:48+2Многие думают, что можно брать рисунки из википедии и присваивать их себе, объявляя себя их авторами и владельцами.
Но рисунки из википедии точно так же охраняются авторским правом, как и ОС Ubuntu или сервер Apache. Их можно использовать только по условиям лицензионного договора.
SergeyMax
13.07.2023 11:48С чего вы взяли, что эти рисунки кто-то себе присвоил, объявив себя их автором и владельцем?
PereslavlFoto
13.07.2023 11:48+1Пожалуйста, посмотрите, кто указан как автор всей статьи. Вот этот человек и объявил себя автором и владельцем контента.
SergeyMax
13.07.2023 11:48+1Я посмотрел, кто указан как автор статьи, но не увидел, чтобы он объявил себя автором и владельцем рисунков. Не подскажете, куда посмотреть, чтобы убедиться в вашей правоте?
PereslavlFoto
13.07.2023 11:48Статья состоит из текста и рисунков. Автор статьи — это автор текста и рисунков.
Чтобы убедиться в моей правоте, посмотрите Постановление Пленума Верховного Суда Российской Федерации от 23 апреля 2019 года № 10, пункт 109.
SergeyMax
13.07.2023 11:48А текст состоит из слов и букв, означает ли это, что автор статьи - это автор русского языка и кириллицы?
PereslavlFoto
13.07.2023 11:48Ваша усмешка неуместна.
SergeyMax
13.07.2023 11:48Это не усмешка.
PereslavlFoto
13.07.2023 11:48В таком случае вам надо внимательно прочесть 70 главу Гражданского кодекса и названное постановление Пленума Верховного Суда. Начните, пожалуйста, со 1257 статьи ГК РФ —
Лицо, указанное в качестве автора на оригинале или экземпляре произведения либо иным образом в соответствии с пунктом 1 статьи 1300 настоящего Кодекса, считается его автором, если не доказано иное.
SergeyMax
13.07.2023 11:48Ну дак я вас и спрашиваю, является ли это лицо автором перечисленных мной объектов?
PereslavlFoto
13.07.2023 11:48Автор этой статьи является автором этой статьи. На этом я завершаю ответы, теперь вы всё знаете.
Bronx
13.07.2023 11:48+1Если автор статьи не указывает авторов заимствованных материалов, то по-умолчанию он объявляет их автором себя.
Русский язык и кириллица не являются материалами, защищаемыми законами об авторском праве и смежных правах. Это инструменты.
Vsevo10d
13.07.2023 11:48+17А как же наши уроки биологии в старших классах?
Я не знаю, какие у вас были уроки биологии, мы, например, в старших классах проходили кроссинговер, который уже сам по себе не даст признакам проявиться 50/50. И тогда же рассказывали про неполное доминирование, отбор по бочке Либиха и другие приколы, влияющие на жизнеспособность, проявление и закрепление признаков.
Вы зря так поставили вопрос с самого заголовка, прежде всего надо было сделать акцент на том, что наличие гена и его экспрессия в виде белка - разные вещи, а дальше уже потом обсуждать аллели, метилирование, гиперэкспрессию, альтернативный сплайсинг, влияние упаковки хромосом на экспрессию (все вот эти приколы с методами 5С, Hi-C по изучению топологически ассоциированных доменов) и так далее.
RealSaniok
13.07.2023 11:48+6Кроссинговер это скорее про бабушек/дедушек... от родителей по одной хромосоме достаётся строго
а собираются эти (передаваемые) хромосомы у родителей из кусков имеющихся у них пар
AlchemistDark
13.07.2023 11:48+2Круто у Вас преподавали биологию. У меня это в школе был один из самых любимых предметов, но преподавали нам его намного проще...
ss-nopol
13.07.2023 11:48+14А у однояйцевых близнецов одинаково деактивируются гены?
kipar
13.07.2023 11:48Я так понимаю деактивация происходит в момент оплодотворения, а оно в случае однояйцевых близнецов происходит один раз.
event1
13.07.2023 11:48да, одинаково. Они же из одной гаметы. Вообще, на сколько я понимаю, ДНК всех половых клеток одной особи метилированы примерно одинаково. Процесс происходит ещё до зачатия.
DimPal
13.07.2023 11:48+2Всегда не понимал один момент. Организм растет как по чертежу: пальцы обычно растут на руках а не на затылке. То что по ДНК синтезируются белки это понятно. Лично мне не понятно как по одной ДНК (хромосомному набору) все растет на нужных местах нужной гистологии, формы и размера (локальное управление трофикой). Поняв это будет легче рассуждать почему ребенок похож на соседа.
PuerteMuerte
13.07.2023 11:48+1DimPal
13.07.2023 11:48+1За терминологию спасибо. Не понятно вот что: клетки деляться, при этом ДНК копируются целиком. РНК и белки это штуки производные. В каком месте этого процесса фиксируется "положение на чертеже"?
PuerteMuerte
13.07.2023 11:48+2Положение на чертеже фиксируется практически сразу же - как только клетки начинают делиться, у них сразу активируются соответствующие HOX-гены, которые определяют, башка это, или задница.
DimPal
13.07.2023 11:48Идею уловил. Но вот безобидное "активация гена" это те еще дебри. Активация участка ДНК в условиях постоянного клеточного деления для меня это та еще магия :)
ss-nopol
13.07.2023 11:48по взаимному расположению, количеству делений, гормоны и т.п.
грубо говоря, если клетка оказалась снаружи, значит - наружный слой кожи, те кто рядом - эпителий и т.п.
Sau
13.07.2023 11:48+10Это, кажется, объяснялось в книжке "Новая наука эво-дево и эволюция царства животных", Шона Кэррола.
Сначала оплодотворённая яйцеклетка делится, получается шарик. Затем случайным образом одна из клеток передаёт остальным химический сигнал (какое-то вещество) что она тут будет верхом, условно скажем стороной головы. Этот сигнал распространяется по зародышу, останавливает желание стать головой у всех остальных. В итоге вещество химического сигнала оказывается распределёно по зародышу неравномерно: со стороны головы больше, со стороны ног меньше. Таким образом в самом начале клетки могут "знать" в каком месте организма они находятся по оси низ-верх, какую программу им выполнять. Потом процесс повторяется ещё раз - определяется перед и зад. И ещё раз, но уже не случайно - определяется право и лево. Людей с зеркальным положением органов гораздо меньше чем людей со стандартным, хоть они и бывают.
Дальше какая-то часть зародыша определяет что она находится в самом подходящем месте для формирования зародышевых листков, из которых позднее сформируются ткани. Ну и опять же, клетки обмениваются химическими сигналами, по которой они узнают где они, и кто их соседи. И действуют далее по программе.
WVitek
13.07.2023 11:48+3https://ru.wikipedia.org/wiki/Эмбриогенез_дрозофилы
Вкратце (как я понял), вдоль продольной оси первичной клетки/яйца формируется градиент концентрации управляющих хим.веществ, эти концентрации сохраняются в ходе деления клетки, потом на основе значений этих концентраций и их соотношений запускаются те или иные генетические "подпрограммы".
nulovkin
13.07.2023 11:48То есть, мужчины и женщины мыслят по-разному не из-за гормонов, а из-за строения мозга. Интересно.
Я, конечно, не биолог, но меня всегда удивлял сам термин "мусорная ДНК", особенно учитывая, что в ней то тут, то там обнаруживают новые гены. В конце концов, собрать и прошить человека это не курочку разогреть - насколько короткой может быть инструкция для описания всех мелких деталей и всех этапов процесса?
Goupil
13.07.2023 11:48мужчины и женщины мыслят
тут вообще не идет речи о межполовых различиях мозга.
насколько короткой может быть инструкция для описания всех мелких деталей и всех этапов процесса?
Есть животные, даже довольно близкие к нам эволюционно, которые отличаются очень лаконичным и коротким геномом, например иглобрюхи. А есть растения, у которых гигантские геномы, кужа больше чем у человека, из-за множества копий хромосом, что как бы должно мешать, ведь при каждом делении клетки все это богатство надо умножать, что энергозатратно. Тем не менее прямой связи, что маленький и лаконичный геном улучшает приспособляемость, нет.
nulovkin
13.07.2023 11:48Другое, более старое исследование показало похожие результаты: у них отцовская аллель экспрессировалась на 80% чаще. Особенно характерной разница была в головном мозге: большинство активно выраженных аллелей пришли со стороны отца. В то время как большая часть генов, отвечающих за рост и развитие, импринтировались именно матерью.
Перечитал и понял, что да, если мозг любого человека больше копирует отцовский, чем материнский, это еще не значит, что между ними есть разница.
С другой стороны, она же должна быть, иначе ради чего весь сыр-бор? Должна быть причина, почему лучше копировать только одного из родителейGoupil
13.07.2023 11:48+1Причина может быть - например в различиях мутагенеза сперматозойдов и яйцеклеток. Неважно какого пола ребенок, но может быть повышенная изменчивость со стороны отца в работе мозга оказывается полезной с точки зрения популяции.
event1
13.07.2023 11:48Разница эволюционная. Базовая эволюционная стратегия для двуполых существ заключается в том, чтобы иметь всех потомков от разных партнёров. При этом, задача самца заключается в том, чтобы потомство использовало самку по-максимуму. Ведь она не нужна ему после оплодотворения. А задача самки, наоборот, ограничить ресурсы потреблённые каждым потомком разумными рамками. Метилирование ДНК — это одно из проявлений этой конкуренции. Правда, надо ещё иметь ввиду, что работа касается мозга мышей. У людей это всё может работать иначе
Goupil
13.07.2023 11:48Когда дело касается моногамных видов,например нас, то все сложнее, самец не может просто так выкинуть самку и своих отпрысков.
Половое размножение возникало много раз у совершенно разных живых существ, и порой бывает крайне замысловатое - например у инфузорий, у которых обмен генетическим материалом не связан с собственно размножением, или грибов, у которых полов может быть десятки.
Изначально сперматозойды у по крайне мере животных более подвижные, более "дешевые" и более подвержены мутагенезу, что очень важно например при внешнем оплодотворении. Но при этом например у людей и высших приматов именно самки чаще покидают свои группы и таким образом подвижность спермотазойдов оказывается не столь важна за пределами органов размножения. Это уже не говоря про то, что общий предок уж по крайне мере хордовых был скорее всего гермафродитом, и следы этого мы в себе сохранили.
MockBeard
13.07.2023 11:48+1"мусорная" она не из-за того, что лишняя, а из-за того, что ученые пока не разобрались для чего она и произошло изнасилование журналиста.
Popadanec
13.07.2023 11:48А заявления что геном на 100% расшифрован, по факту значат "на 2% расшифрован).
Этих журналистов кто только не изнасиловал.
Взять то же перевранное: "мозг имеет десятикратное дублирование", в: "мозг работает лишь на 10%".
larasage
13.07.2023 11:48Зато птицы замечательно разобрались и выкинули большую часть мусора - для них это было критически важно.
MockBeard
13.07.2023 11:48Эти хитрые твари по ходу эволюции еще и умудрились неплохо оптимизировать свои мозги, поэтому маленькая ворона может быть умнее большого шимпанзе
Moog_Prodigy
13.07.2023 11:48Примерно как с GPT и выходит. Сначала "ой ой, сотни А100 карточек" потом оптимизировали-оптимизировали, и дошли уже до запуска нейронки на смартфоне. Не той конечно оригинальной, и с оговорками, но для сравнения шимпанзе и вороны - вполне пойдет.
Эволюция и ее методы прослеживаются даже в творчестве человека - начиная от первобытной музыки и заканчивая передовой наукой. Так что никуда не уйти от эволюционной теории, как бы кто ни упирался против. Она как по мне, минимально антропоцентрична, хотя кажется что это исключительно выдумка людей.
Kolegg
13.07.2023 11:48Когда автор внезапно узнал, что центральная догма не такая уж и догма, его понесло.
SOUNDMAN1
13.07.2023 11:48Автор частично прав, я так избежал алиментов, когда вначале генетическая экспертиза доказала, что я являюсь до 5го знака 9ки, что приравнивается на 100%, но мы же умные и можем доказать выбор аллелей не правильных и оспорить заключение....
DaneSoul
13.07.2023 11:48но мы же умные и можем доказать выбор аллелей не правильных и оспорить заключение....
В статье обсуждается экспрессия генов, то есть какие из присутствующих генов проявляются в фенотипе.
А генетическая экспертиза - это сравнение самой исходной ДНК, что там из нее работает или нет в фенотипе значения не имеет.
То есть даже если гены "выключены" в ДНК они присутствуют и экспертиза это покажет - отмазаться "не похож" не получится.
2PAE
13.07.2023 11:48+5И вот теперь вы скажите что Бог не программист?
Всегда проще закомментировать строчку, чем чистить исходник.
Шах и мат атеисты!
larasage
13.07.2023 11:48+1Какой-то у вас бог неполноценный. Нормальный сразу бы сделал идеал, без всяких правок. Так что максимум Творец, но никак не Бог.
Wesha
13.07.2023 11:48Какой-то у вас бог неполноценный.
Бог — истинный программист. Вы много программистов знали, которые за собой код от старых комментариев чистят?
Wesha
13.07.2023 11:48-4Мы не на 50% мама и на 50% папа, как думали раньше
... теперь мы на 50% Родитель №1 и на 50% Родитель №2!
huaw
13.07.2023 11:48В статье же сказано, что провели эксперимент с однополой ДНК, результат - никто не выжил. Т.е. для жизнеспособного потомства необходимы и мужские, и женские половины ДНК.
DaneSoul
13.07.2023 11:48Если посмотреть на статью, на которую стоит ссылка под тем высказыванием, то текст статьи о другом вообще.
А так, сущестует такое понятие как партеногенез - развитие не оплодотворенной яйцеклетки, то есть взрослый организм получается только из генома матери.
Хотя естественный партеногенез у позвоночных очень редок (70 видов), а у млекопитающих не известен.ermouth
13.07.2023 11:48а у млекопитающих не известен
Если искусственным путём только: https://www.pnas.org/doi/full/10.1073/pnas.2115248119
Goupil
13.07.2023 11:48Китайские авторы. При этом хотя работа должна быть титаническая - только три автора, плюс толика благодарностей.
klakpin
13.07.2023 11:48Это вообще огромная загадка: зачем мы передаем ДНК, которая по большей части состоит из бесполезного мусора
Где-то слышал, что у птиц junk DNA почти или полностью отсутствует, так как у них был жёсткий естественный отбор по массе. Логично предположить, что у нас такого отбора не было, поэтому и остался такой legacy набор dead code, который по большей части не используется.
Dima_Sharihin
13.07.2023 11:48А птицы ретровирусами болеют? Вроде бы Junk DNA объясняли перенесенными заболеваниями предков
Georgy9
13.07.2023 11:48Это как раз то, о чем ни одним словом не упомянул автор, не имеющий понятия об эпигеноме. На деле, на сегодняшний день уже около 80% ДНК считается функциональной. В межгенных промежутках расположена масса регуляторных последовательностей, с которых транскрибируются РНК, не кодирующие белки, причем их открыто уже больше, чем самих генов. Прежде всего именно эти РНК динамически регулируют активность генов, а метилирование – лишь выключатель.
Чем сложнее организм, тем больше у него процент эпигенома по отношению к геному, а вот по количеству генов достаточно простые организмы могут даже опережать человека (например, многие растения). У животных эпигеном занимает большую часть ДНК, у растений – 10-60%, у прокариотов – 20%. Чем больше размер некодирующей ДНК, тем больше пластичность организма, шире пределы его изменчивости для противостояния сложным условиям обитания и управления сложными органами, например, мозгом.
Кстати, теперь говорить о том, что человек генетически отличается от обезьяны или даже мыша на считанные проценты, значит обнаруживать собственное невежество, ведь кроме генома есть еще и эпигеном, в десятки раз больший по размерам и еще очень слабо исследованный.
event1
13.07.2023 11:48+5Как сложно сделать выбор. Тут и "Низкий технический уровень материала" (побасёнки про Менделя — отца генетики), и "В статье нет новой информации" (ссылки на работы 15-и летней давности), и "Кликбейтный заголовок"...
perfect_genius
13.07.2023 11:48А я всё ещё не знаю, почему у родителей получаются разные дети, а не печатают клонов. Вот эти 50 на 50 тем более не вписывались в это.
Wesha
13.07.2023 11:48почему у родителей получаются разные дети, а не печатают клонов.
Природа всё время "пробует" разные варианты. Утрируя, конечно — "может, высокий ребёнок соберёт больше бананов и не умрёт с голода", "может, коренастый мальчик будет лучше прятаться в норе и не умрёт в когтях тигра", итэдэ итэпэ. Тот, который хоть на полпроцента лучше приспособлен — выживет и оставит потомство, в отличие от второго. Поэтому вариативность важна, а особенно — в меняющихся условиях. Но при этом, как Вы понимаете, важен также отбор: неприспособленные не должны оставлять потомство — иначе потомство тоже будет неприспособленным.
Если же "печатать клонов", то первое же резкое изменение окружающей среды погубит всех: ведь все клоны одинаковые, среди них по определению не может быть более приспособленных, скажем, к более высокой температуре или более низкому содержанию кислорода.
Georgy9
13.07.2023 11:48Про доминирование женских генов в развитии мозга – весьма интересно. Недаром говорится, что природа отдыхает на детях гениев. Гении – по большей части мужчины и получают свои способности от матери. Кстати, замечено так же и то, что у творчески одаренных личностей часто были талантливые матери.
Art3
Извините, а вы своих читателей за идиотов держите или что такого «средней» сложности в этом материале? То что, система эта идиотская и так понятно, но это к дизайнеру Хабра вопрос, видимо какой то абстрактный уровень «сложности» (для кого опять таки?), важнее, чем, скажем, нормальное превью статьи в мобильном виде, а не вот это все, отгадай, что скрывается за заголовком.
За статью спасибо, просто накипело
radioxoma
Видимо нужен ещё один уровень сложности "школьный материал". Цитоплазматическую наследственность в 11 классе проходят, насколько я помню.