Книга: Эректус бродит между нами. Покорение белой расы

Глава 3. ДНК

Глава 3. ДНК

Помимо разрешения вопроса криминальных телесериалов «Кто это сделал», ДНК будет полезна для выяснения того, «Кто кого породил». Работает это примерно так.

У всех людей 23 пары хромосом, что дает в сумме 46 хромосом. Один набор в 23 хромосомы человек получает от матери, а остальные 23 от отца. Каждая из 23 отцовских хромосом имеет соответствующую ей хромосому из материнского набора. Каждая хромосома состоит из длинной нити ДНК, обвитой белками, называемыми гистонами. Гистоны «разматывают» ДНК, делая возможным ее считывание, они наследуются вместе с хромосомами (Segal, 2006).

Цепь ДНК состоит из звеньев, называемых «нуклеотидами». Организована она подобно коду компьютерной программы (…011000101…), но вместо нулей и единиц содержит четыре азотистых основания, обозначаемых по первым буквам их химических названий как А, Ц, Г и Т (…АТТГЦАТЦЦА…). Геном называется участок нити ДНК, «кодирующий» полипептид, представляющий собой нить химически связанных между собой аминокислот. Последовательность нуклеотидных оснований в кодирующей белки части ДНК (экзоне) определяет, какой полипептид будет синтезирован. Объединение различных полипептидов дает разные белки. (см. Приложение – ДНК). Белки и другие вещества объединяются, формируя различные признаки, образующие фенотип. Для синтеза белков, необходимых для жизни организма, используется лишь менее 2 % генома.

Все люди имеют одни и те же гены, но не одинаковые формы этих генов. Уточню: все мы имеем определяющий цвет глаз ген EYC3, но одна последовательность нуклеотидов в нем дает голубые глаза, а другая – карие. Каждая разновидность гена, отличающаяся последовательностью нуклеотидов, называется аллелью. В некоторых популяциях ген может быть представлен только одной аллелью, т. е. все особи имеют одну последовательность нуклеотидов в этом гене и одинаковый фенотипический признак; такая аллель называется «закрепленной». В других популяциях могут присутствовать несколько аллелей, некоторые могут встречаться очень редко. Некоторые аллели весьма благоприятны и дают индивиду очень полезные признаки, такие как высокий интеллект, атлетические способности или привлекательный внешний вид, другие же могут быть летальными или снижающими приспособленность. Каждый ген имеет в среднем 14 различных аллелей.

Кроме того, ДНК содержит регуляторы («эпигеном»), определяющие, будет или нет считываться определенный участок ДНК (Сropley, 2006). Эпигеном разных людей также различен и наследуется вместе с хромосомами. Если сопоставить все это, то очевидно, что за исключением однояйцевых близнецов, практически невозможно найти двух генетически идентичных людей, и даже однояйцевые близнецы, т. е. близнецы с одинаковой последовательностью ДНК, будут немного различаться своими эпигеномами (Fraga, 2005).

И, подождите, все становится еще более сложным. Если две аллели имеют разные последовательности нуклеотидов, они тем не менее могут по-прежнему кодировать те же полипептиды (то есть эти две аллели «синонимичны») или же разные полипептиды (т. е. они «не синонимичны») (см. Приложение – ДНК). Каждая замена одного нуклеотида, например «А» вместо «Т», называется «однонуклеотидным полиморфизмом» (ОНП). Различие между «А» и «Т» может заключаться лишь в том, труднее или легче клетке будет получить «А» вместо «Т», либо же различие может оказаться полезным, неблагоприятным или даже губительным.  

В очень редких случаях происходит возврат к прошлому (атавизм), и генные регуляторы включают у человека гены, очень давно выключенные у остальных (LePage, 2007).

Рисунок 3-1

На рисунке 3–1 изображен Ацо Басу, «обнаруженный» в 1936 г. в долине Даддес недалеко от города Басу в Марокко, где аборигенное белое население гибридизировано с чернокожими. Если он представляет собой проявление атавизма, у него должны были проявиться некоторые примитивные черты белых и/или негров, наряду с чертами мулата. Некоторые специалисты полагают, что Басу был микроцефалом (т. е. имел генетический дефект, обусловивший у него развитие маленького мозга), но помимо головы, в остальном его внешняя анатомия была нормальной. (Односельчане не позволили провести исследование его тела после смерти.) Его поведение, помимо своей примитивности, также в целом не свидетельствовало о микроцефалии.

«Его руки настолько длинны, что когда он стоит прямо, его пальцы спускаются ниже колен, массивные надбровные дуги над глазами и сильно покатый лоб, челюсти, зубы, подбородок, скулы – во всем проявляются обезьяноподобные признаки. Он спит на деревьях и там же живет, питаясь ягодами и насекомыми. Он не носит никакой одежды (хотя его убедили накинуть мешковину для приводимой здесь фотографии). Он не использует никаких орудий труда, а его речь представляет собой только лишь мычание (National Vanguard, №. 44, 1976). 

Новые аллели в популяции могут появиться вследствие мутации или же быть приобретены путем интербридинга с другой, уже их имеющей их популяцией. Если новая аллель повышает репродуктивный успех, она распространится в популяции, если же она его снижает, она исчезнет вместе с ее носителями. Почти все новые аллели пагубны, так как за миллионы лет существования вида почти все возможные аллели раньше или позже уже появились в генофонде популяции. Так как благоприятные аллели раз появившись обычно сохраняются в генофонде, лишь очень немногие новые полезные аллели могут появиться и распространиться в генофонде. Хотя неблагоприятные аллели удаляются из генофонда, они могут возникать вновь и вновь. (А аллели, оказывающиеся неблагоприятными в одной среде, могут оказаться полезными много лет спустя, когда популяция оказывается в другой среде или эволюционирует в ином направлении.)

Расширение популяций способствует приобретению аллелей (поскольку увеличивается число людей, у которых происходят мутации), а сокращение популяций способствует их утрате (поскольку люди, имеющие уникальные аллели, даже если те не вредны, умирают, не оставив потомства). Примером может служить потеря аллелей, произошедшая в Евразии вследствие колоссальной смертности в течение ледникового периода. Исключая такие катастрофы, повышающая репродуктивный успех аллель вряд ли будет утеряна. Действительно, если аллель широко распространена в популяции, можно с уверенностью заключить, что она увеличивает репродуктивный успех популяции в данной среде обитания. Тем не менее редко встречающаяся на протяжении определенного периода времени аллель, либо не увеличивает репродуктивный успех, либо увеличивает его при низкой распространенности и становится вредной при широкой распространенности.

Поскольку популяции могут как приобретать, так и терять аллели, а благоприятные в одной среде аллели могут быть губительными в другой, определение происхождения различных популяций посредством изучения распространенности в них тех или иных аллелей может оказаться ненадежным. Предположим, что популяция A имеет большое количество аллелей, к примеру, в среднем 20 аллелей на ген, в то время как популяция B имеет немного аллелей на ген, предположим, в среднем лишь 5, и эти 5 также находятся в популяции A. Значит ли это, что популяция A старше? Не обязательно, так как популяция A могла приобрести эти аллели вследствие интербридинга с другими популяциями, а не вследствие мутаций в течение длительного периода времени. Также популяция B может быть старше, но она могла испытать катастрофический урон своей численности, унесший большинство накопленных ею аллелей.

Аналогично, если популяция A имеет древние аллели, отсутствующие в популяции B, нельзя делать вывод, что популяция B представлена потомками популяции A, потерявшими древние аллели. Популяция A может иметь древние аллели лишь потому, что оставалась в той же достаточно стабильной среде обитания и не эволюционировала в такой степени, как популяция B, переместившаяся в совершенно другую среду. Также древние аллели могли проникнуть в популяцию A вследствие интербридинга с представителями популяции B, имеющей древние аллели.

Вся ДНК любого растения или животного имеет одинаковую базовую структуру (см. Приложение – ДНК). У всех животных, имеющих в клетках ядро (эукариотов, т. е. всех живых организмов, за исключением бактерий, сине-зеленых водорослей и вирусов), имеется два вида ДНК: ДНК ядра (ядерная ДНК) и ДНК митохондрий (митохондриальная ДНК, или мтДНК). Митохондрии, остатки захваченных клетками миллиарды лет назад бактерий, производят энергию для клетки. Захваченные бактерии помогали клеткам выживать, и именно поэтому их ДНК до сих пор там. Позже часть мтДНК переместилась в ядро и стала ядерной ДНК.

Между ядерной и мтДНК существует несколько существенных различий. Ядерная ДНК существует в виде двойной спирали, витая лестница которой с одной стороны представлена основанием А, связанным водородными связями с основанием Т другой стороны, либо основанием Ц, связанным с основанием Г. Одна нить является «смысловой» (или «матричной») и считывается при синтезе полипептида, а другая «анти-смысловой» (или «некодирующей») комплементарной ее копией. Ядерная ДНК представляет собой двухнитевую спираль с двумя свободными концами, мтДНК существует в виде однонитевого (обычно) кольца, разрывающегося только при его считывании. В каждой клетке находится только по две копии каждой нити ядерной ДНК, одна материнская и другая отцовская, и обычно тысячи копий мтДНК почти всегда только материнской. В ядерной ДНК человека содержится более 3 миллионов пар оснований и 20 488 генов, а в мтДНК только 16 569 оснований и 37 генов. Ядерная ДНК размещена в 23 парах хромосом, мтДНК не образует хромосом. В ядерной ДНК имеется несколько ферментных систем, способных исправлять химические повреждения и разрывы молекул ДНК, возникающие при нормальном биосинтезе ДНК или в результате воздействия физических или химических агентов; мтДНК таких систем не имеет, поэтому ошибки накапливаются в ней в 20 раз быстрее, чем в ядерной ДНК (Sykes, 2001, с. 55). Ядерная ДНК мутирует со скоростью один процент на миллиард клеточных делений; мтДНК мутирует примерно в 10 раз быстрее ядерной ДНК (Patterson, 1999, с. 152). Выделяют два типа ядерной ДНК: «экзоны» – ДНК, кодирующая полипептиды («гены») и «интроны» («мусорная» или «избыточная» ДНК») – ДНК, не кодирующая полипептиды [34 - На долю генов приходится лишь около 1,2 % генома (Birney, 2007). Избыточная ДНК может регулировать экспрессию генов, напр. как экзоны соединяются и сворачиваются, делая их активными. У человека больше избыточной ДНК, чем у других позвоночных.]. В мтДНК не содержится интронов, она кодирует РНК для митохондриальных полипептидов (РНК имеет ту же первичную структуру, что и ДНК, но тимин («Т») в ней заменен урацилом («У»), а дезоксирибоза – рибозой (см. Приложение – ДНК). Почти все расовые различия закодированы в ДНК; лишь очень редко мтДНК определяет характерные расовые признаки, например дыхание на больших высотах или при беге на длинные дистанции, а также метаболические преимущества у арктических народов. 

Основное различие этих двух видов ДНК в плане расшифровки происхождения человечества состоит в том, что мтДНК содержится в хвостике сперматозоида, а ядерная ДНК – в его головке. Какое это имеет отношение к происхождению человека, спросите вы? Хорошо, во время оплодотворения в норме лишь головка сперматозоида проникает в яйцеклетку (Schwartz, 2005, с. 194), и всякая проникшая внутрь яйцеклетки мтДНК сперматозоида помечается и разрушается. Следовательно, отцовская мтДНК в норме не привносится в геном оплодотворенной яйцеклетки [35 - Помимо этого, в яйцеклетке человека содержится около 250 000 митохондрий, в то время как в сперматозоиде их очень немного, ровно столько, чтобы обеспечить сперматозоиду преодоление нескольких последних миллиметров до яйцеклетки (Sykes, 2001, с. 54).]. (Изредка часть отцовской мтДНК все же проскальзывает (Schwartz, 2002), и в результате оплодотворенная яйцеклетка содержит как материнскую, так и отцовскую мтДНК, сбивая генетиков с толку.) Это означает, что мтДНК индивида, вне зависимости от того, мужчина он или женщина, наследуется (почти всегда) только от матери. Ваша мтДНК, даже если вы мужчина, получена вами от матери, ею от ее матери и так далее.

Но некоторая часть ДНК происходит только от отца. В норме и отец и мать привносят по половине хромосом в геном их ребенка. Женщины имеют пару X-хромосом (XX), так что мать может передать ее ребенку только X-хромосому. Мужчины имеют X- и Y-хромосомы (XY). Если от отца ребенку передастся X-хромосома, он получит две X-хромосомы и будет девочкой, если же Y-хромосома, ребенок получит X- и Y-хромосомы и будет мальчиком. Таким образом, практически всегда Y-хромосомы происходят только от отцов и наследуются только сыновьями. Это означает, что ДНК в Y-хромосоме живущего ныне мужчины была получена им от его отца, получившего ее от своего отца и так далее в прошлое.

Эта информация полезна для криминалистов, так как мтДНК человека будет такой же, как у его матери и других ее детей, а мужчина будет иметь в Y-хромосоме ту же ДНК, что и его отец и другие сыновья последнего, но она также будет полезна, как мы увидим, и для палеоантропологов.