Кошки и гены

Павел Михайлович?

Да, - говорю, - это я и есть.

Здравствуйте, Павел Михайлович, - говорит строгий мужской голос. - Это вас из Тюменской областной прокуратуры беспокоят. Старший следователь по особо опасным преступлениям Сидоров Иван Петрович.

Очень приятно, - говорю я. А что я еще могу сказать, хотя внутри у меня все холодеет и куда-то падает. Я судорожно вспоминаю, чем я мог провиниться перед тюменским законом.

Да вы не волнуйтесь, П.М., - очень вовремя говорит следователь. - Ничего страшного. Мне вас рекомендовали, как специалиста в области генетики кошки.

Тут у меня сразу отлегло от сердца. Я особо поблагодарил следователя по особо важным делам за душевную тонкость, и мы перешли к делу. А дело было в том, что на вещественном доказательстве были обнаружены следы крови. Прокуратура полагала, что человеческой, а подозреваемый утверждал, что кошечьей. Следователя интересовало, может ли наука решить этот вопрос.

Я объяснил следователю, что наука может не только отличить кошачью ДНК от человеческой, но и идентифицировать конкретную кошку. Это можно сделать не только по крови, но по единственному кошачьему волоску. Этим пунктом следователь особенно заинтересовался. Он пояснил мне, что в практику современного следствия входит сбор всех волосков на месте преступления. При этом обычно обращают внимание на человеческие волосы и мельчайшие шерстинки тканей - ковра, по которому ходил преступник, шарфа, которым он прикрывал лицо. Но в наше время массового производства и ковров одинаковых много, и шарфов. Каждая кошка уникальна, и ее волосок, прилипший к штанам хозяина, а потом отвалившийся на месте преступления, однозначно укажет на преступника.

Следователю эти перспективы так понравились, что он решил немедленно лететь ко мне с вещественными доказательствами. Но тут я ему объяснил, что сам я этими делами не занимаюсь, и переадресовал его на своего бывшего студента, который одно время разрабатывал методы идентификации личности по образцам ДНК, а потом возглавил фирму по производству молекулярно-биологических реактивов. Я дал следователю его телефон и, надо признаться, с удовольствием представлял, как мой бывший студент, а ныне топ-менеджер среагирует на телефонный звонок из прокуратуры.

Глава 3 ЕСЛИ БЫ МЕНДЕЛЬ РАЗВОДИЛ КОШЕК

Увы, Мендель разводил горох. Я думаю, что именно эта роковая ошибка в выборе объекта исследования сделала его судьбу такой печальной: только через 30 лет после того, как он опубликовал свои представления о законах наследственности, уже после его смерти, к нему пришло признание. Кто что ни говори о признании благодарных потомков, но прижизненная слава гораздо приятнее и полезнее во всех отношениях.

Есть все основания полагать, что, займись Грегор Мендель не горохом, а кошкой, к его посмертной великой славе непременно присовокупился бы прижизненный почет. Все дело тут в эмоциональном отношении читающей публики к объекту исследований (и ученые читатели тут не исключение). А что горох!..

Как бы там ни было, но Мендель совершил великое открытие. Он установил вечные, незыблемые и справедливые для всех живых организмов законы наследственности.

Справедливость их не надо понимать только в юридическом смысле слова, хотя и то понимание вполне обоснованно, но в том смысле, что они справедливы для всех живущих на Земле животных и растений.

В юриспруденции есть одно довольно важное положение: незнание закона не освобождает от ответственности за его нарушение. С законами Менделя ситуация вовсе пикантная: большинство организмов, обитающих на Земле, включая и почти все человечество, не знают этих законов, но строго при этом их соблюдает.

Впрочем, тут возникает философский вопрос: как они могут законы соблюдать, не зная об их существовании? Это я называю парадоксом Б. И. Токарева. Этот мой однокурсник много лет назад в ответ на обоснованные претензии преподавателя биохимии относительно слабого знания цикла трикарбоновых кислот, не сходя с места, сформулировал этот великий парадокс.

- Как же так получается, - сказал он потрясенно, - каждая клетка моего организма знает и осуществляет метаболизм в цикле трикарбоновых кислот, а я — совокупность этих клеток — я его не знаю?!

Ваш организм, дорогой читатель, знает законы Менделя. Я не уверен, что вы, носитель этого организма, их осознаете. Поэтому я позволю себе кратко изложить их здесь в применении к предмету

нашего разговора — к кошке. Если же вы, против моих ожиданий, эти законы знаете, не торопитесь, тем не менее, пролистывать, не читая, эту главу. Ведь вы их знаете вообще, а я расскажу здесь, как они применяются к кошке. Да и не только о законах Менделя пойдет здесь речь. В генетике есть еще несколько важных принципов, которые обязан знать каждый культурный человек, и уж конечно, всякий уважающий себя и своего кота кошковладелец.

Первый закон Менделя гласит:

Скрещивание особей, гомозиготных по разным аллелям, дает генетически однородное потомство, все особи которого гетерозиготны по этим аллелям.

Скрестим кота из породы, для которой характерна серая окраска, с кошкой из черной породы.

Вы помните, что доминантные аллели обозначают прописными буквами, а рецессивные — строчными. Как мы знаем из предыдущей главы, агути-окраска контролируется доминантным аллелем А, а черная не-агути — рецессивным а. Следовательно, генотипы родителей мы можем записать как АА для серого кота и аа — для черной кошки.

В процессе образования половых клеток хромосомы, несущие эти аллели, расходятся, и каждая из них попадает в отдельную гамету. Таким образом, кот дает гаметы с аллелем А, а кошка — с аллелем а.

Все зиготы, которые возникают при оплодотворении яйцеклеток, несущих аллель а, спермиями с аллелем А, имеют генотип Аа. Поскольку А доминирует над а, то все потомки первого поколения от скрещивания двух чистых пород будут одинаковыми и все будут иметь серую агути-окраску.

Первый закон Менделя: закон единообразия гибридов первого поколения.

Это скрещивание служит иллюстрацией первому закону Менделя — закону единообразия гибридов первого поколения.

Второй закон Менделя таков:

При скрещивании гетерозигот первого поколения между собой в их потомстве выщепляются разные генотипы: половина из них снова оказывается гетерозиготами, а гомозиготы по каждому из родительских аллелей составляют по одной четверти.

Скрестим серых кошек, полученных от первого скрещивания, с их братьями. Каждая такая кошка, равно как и каждый ее брат, — гетерозиготы Аа. При формировании гамет хромосомы, несущие тот или другой аллель, будут расходиться в разные дочерние гаметы. Таким образом, и у кота, и кошки будет два типа гамет: в одних будет хромосома, несущая аллель А, в других — а. Количество гамет каждого типа будет одинаково.

Существуют четыре равновероятных возможности объединения этих гамет: АА, аа, Аа и аА.

Более наглядное представление о расщеплении дает так называемая решетка Пеннета. Это весьма полезное изобретение. Я рекомендую вам использовать его при решении любых генетических задач.

Запишем по строкам и столбцам все возможные гаметы. Пересечение строк со столбцами даст нам генотипы зигот, которые возникают при объединении гамет.

В потомстве от скрещивания двух гетерозигот половина потомков — опять гетерозиготы и по четверти потомков принадлежит к одному или другому гомозиготному классу. Расщепление по генотипам во втором поколении будет

1 АА : 2Аа : 1пп

Второй закон Менделя называют законом расщепления.

Второй закон Менделя: закон расщепления.

В конечном счете важно даже не количество особей того или другого класса. Важно то, что при скрещивании одинаковых по фенотипу особей в потомстве обнаруживается особь, не похожая ни на одного из родителей. От серых кота и кошки рождается черный потомок.