Намек на ответ можно найти в следую­щей аналогии. Мой коллега Владимир Васильевич Меншуткин, крупнейший наш специалист по моделированию биологиче­ских процессов, как-то решил смоделиро­вать на быстродействующей ЭВМ процесс эволюции. В машинную память были вложены описания простейших организмов вроде членистого червя или же ланцетни­ка и, подчиняясь простейшим закономерно­стям, вложенным в программу, эволюционировали — вплоть до существ, уже похожих на предка человека — питекантропа, на ху­дой конец австралопитека. Но машина не приемлет человеческого многословия и опи­сание вновь полученных форм выдает в ви­де краткой строчки условных символов с индексами. Ее приходилось расшифровы­вать, переводить в слова и полученного ма­шиной зверя рисовать самому..


В. В. Меншуткин решил и этот послед­ний этап — реконструкцию — возложить на машину: пусть она, например, на экране дисплея сама изобразит то животное, кото­рое создала. Однако это оказалось неожи­данно трудным. Когда мы рисуем машин­ное животное по выданному описанию, то не пририсовываем, например, хвост к голо­ве и передние ноги изображаем впереди задних, а не наоборот. К информации, вы­данной машиной, мы неявно прибавляем свою, из собственной головы. Но машина правильного расположения частей тела, увы, не знает. Ее приходится этому учить — закладывать в машинную память инструкцию по расположению и соотноше­нию частей. Неожиданно получилось, что объем информации, заключенный в этих инструкциях, значительно превышает само­описание!

А ДНК учить некому, она должна вос­производить сложный фенотип сама, без помощи более сложных информационных систем. Значит, помимо ДНК, потребной для кодирования белков, должна быть регуляторная, которая еще неизвестными нам пу­тями «включает» и «выключает» нужные и ненужные данной клетке гены.

Cхема возникновения разнообразия клеток организма. Оплодотворенная яйцеклетка дробится на 2, 4, 8, 16… бластомеров. Уже на стадии 8 бластомеров у высших орга­низмов появляются различия в наборе бел­ков клеток, хотя морфологически они еще неразличимы. Лишь впоследствии клетки становятся разнообразными. Часть этого многообразия показана в нижнем ряду.

На рисунке дана схема становления сложного многоклеточного организма. Оп­лодотворенная клетка дробится на два бластомера, потом на четыре. На этих стади­ях бластомеры одинаковы. Недаром, слу­чайно разъединившись, они развиваются са­мостоятельно и становятся идентичными копиями одного организма — однояйцевыми близнецами. Кстати, идентичными не сов­сем— из одной половинки часто развивает­ся правша, из другой — левша.

Но уже после третьего дробления клетки зародыш становится неидентичным по раз­меру, набору синтезируемых белковых мо­лекул и будущей судьбе в развивающемся организме. В результате у млекопитающих возникает около сотни различных типов клеток. Из этого многообразия на схеме показана ничтожная часть. И фактически все клетки, столь различные по форме и функциям с генетической точки зрения, от­личаются только тем, что в них синтезиру­ются разные белки, то есть транскрипция РНК идет с разных генов. В то время как геномы у них, как правило, остаются оди­наковыми. Из этого правила есть исключе­ния. Как уже упоминалось, эритроциты млекопитающих вообще теряют ядра. У ор­ганизмов со строго фиксированным числом клеток фенотипа часть материала хромосом выбрасывается из ядра — это та ДНК, ко­торая не нужна для жизнедеятельности специализированным клеткам. Особенно это наглядно у аскариды — ее хромосомы в процессе развития как бы обтрепываются, теряя значительные куски, лишь клетки, из которых развиваются половые, сохраня­ют геном в целости.

Но это — исключение. А в подавляющем большинстве случаев, как бы ни отличалась клетка от исходной яйцеклетки, набор ге­нетических инструкций в ней — ее геном стабилен. Поэтому если мы каким-то спо­собом активируем спящие, заблокирован­ные гены ядра, мы заставим клетку раз­виваться по несвойственному ей пути. В этом нас убеждают многочисленные опыты. Вот один из них, теперь широко известный, но, быть может, самый краси­вый. Английский ученый Дж. Гордон при помощи микроманипулятора — прибора, по­зволяющего разрезать бактерию на две равные половинки, вынул из клетки ки­шечного эпителия шпорцевой лягушки ядро и ввел его в яйцеклетку другой лягушки (ядро в этой яйцеклетке было убито уль­трафиолетовым излучением). Чужое ядро прижилось, яйцеклетка стала дробиться, и получился нормальный головастик. Ля­гушка, получившаяся из него, обладала все­ми признаками той особи, из которой взя­ли ядро.

Кстати, любопытный вопрос: кто мать и кто отец полученной в эксперименте ля­гушки? Для наглядности ядро извлекалось из клетки бело-розовой лягушки-альбино­са и пересаживалось в яйцеклетку обыч­ной, зеленовато-бурой. Все полученные та­ким способом особи оказались альбиноса­ми. Ясно, что донор яйцеклетки не может быть матерью. Лягушка, в яйцеклетку ко­торой было пересажено ядро,— всего лишь своеобразный инкубатор. Отец же и мать этого фантастического лягушонка — родите­ли той особи, от которой было позаимство­вано ядро.

Итак, проблема «лишней» ДНК как буд­то бы разрешается. Это в основной своей части регуляторная ДНК, диктующая клет­ке, кем ей быть. Дифференцированные клетки, в свою очередь, взаимодействуя друг с другом, как аминокислоты в поли­пептидной цепочке, образуют новые струк­туры. Эти новые структуры — ткани орга­низма. И из этих тканей возникают органы и в результате — весь организм в целом. Матричный синтез и самосборка — вот что определяет, в конечном счете, построение фенотипа.
http://clubelit.ru/archives/112/