В стар български филм светиите, облечени в бели одежди и с дискове от плексиглас, като ореоли на главите, обсъждат как да става зачеването. Един предлага да е с поглед, друг от лунна светлина. Старче удря ядно с ръка по масата и отсича:

- Както беше, тъй да си остане!

Пълничка светица се разтапя:

- Златни ти уста, свети Йоане.

От тогава е останало Свети Йоан Златоуст.

А резултатите от проучванията са изненадващи – хората имат от 26 000 до 40 000 гена, което е значително по-малко от предсказанията. Простият червей Caenorhabditis elegans има 18 000 гена; плодовата мушица Drosophila melanogaster - 13 000. ДНК (дезоксирибонуклеинова киселина), която кодира РНК и белтъците, много трудно се разчита. Гените са разхвърляни по протежение на генома (genome, пълният набор от гени) като игли в купа сено: те съставляват само около 1 до 1.5 % от 2,9 милиарда базови двойки. Кодираните области се фрагментират в неголеми части, наречени екзони (exons), свързвани с дълга протяжна некодирана ДНК или интрони (introns). Само при процеса наречен транскрипция екзоните срастват заедно.

Компютърните алгоритми не са напълно надеждни - понякога те виждат ген където няма нищо или липса на ген когато не го разчетат (компютрите смилат числа ден и нощ). W. Haseltine вярва, че има два пъти повече гени отколкото са съобщените досега.

Според C. Venter, президент на Celera Genomics, "неголямото количество гени, означава, че няма ген за всеки признак, че се стига до белтъчно ниво. Всеки трети човешки ген прави различни други белтъци чрез "алтернативно срастване".

Повече от 200 гени от бактерия са захванати преди милиони години. Някои управляват важни човешки функции, като реакциите на стрес. Преди ученните мислели, че този тип хоризонтално предаване на гени не е возможен при гръбначните.

В общия пейзаж ген-плътните и ген-бедните области се редуват. "Има такива места, които приличат на градски области с небостъргачи от генни последователности, пакетирани една върху друга," обяснява Collins, "и след това има такива големи пустини, където не се вижда каквото и да е, проследявайки милиони базови двойки." Такива различия се явяват и между хромозомите. Хромозома 19 е около четири пъти по-богата с гени отколкото Y хромозомата.

Пустинята на гените - повече от половината на човешкия геном се състои от "отпадък, смет ДНК " с неизвестна функция. Рибата-балон има само някои от тези повторения и живее добре. Повечето от човешките гени произлизат от преместени или разместени елементи от паразитно разпростряла се DNA, която копира и вмъква техни копия на друго място. Но сега почти всички семейства транспозони (transposons), изглежда, са престанали да  бродят и само техните "изкопаеми фосили" остават. 50 гена водят началото си от транспозони, изиграли някаква роля по време на еволюцията. Един тип транспозон, така нареченият Alu елемент, се открива особено често в области, богати на G и C бази. Тези области също са пристанище на много гени и така Alu-елементите биха могли някак си да бъдат полезни около тях. Геномът е "комплексна екосистема, с всичките други елементи, опитващи се да се размножават," казва R. Waterston, директор на Genome Sequencing Center. Натрупаното осигурява отличен молекулярен запис на еволюционната история на човечеството.

Големи сегменти са дублирани повечето пъти, както в пределите така и между хромозомите. Това е позволило на еволюцията да си поиграе с различни гени без да унищожава тяхната изходна функция и останалото е от експанзията на много семейства гени.

Картирани са само един милиард базови двойки, точно и без промеждутъци. Големи части от ген-бедната повтаря богатата част на ДНК, която се счита за около 10 процента.

Предстои да се изследва как гените взаимодействат в клетката, изучавайки,  състоянието на всички гени в дадено време. Протеините, продукти на гените, също ще се изучават не в тяхната последователност, а десетки хиляди във времето.

И така, “стоим” пред картата, която е с малко цветни и повече сиви ивици и с огромни бели петна.

Това дори не е и филм, но позатрупаната с праха на вековете идея за хомункулуса отново се надига – Не може ли, следвайки инструкците, да се създаде човек?

Поучителна е следната история.

Учените дотолкова придобили самочувствие, че се изправили пред Бог и заявили:

-  Ние вече можем да направим човек от кал.

-  Добре – отвърнал Бог – опитайте!

Те започнали, но той ги спрял:

-  А, не! Направете си ваша кал!

Розовите фламинго са се събрали да се чифтосват

Когато знанията не достигат, технологиите запълват празнините. Следващите участници в драмата са Ядро и клетка  Учените от Института в Roslin в Edinburgh първи клонираха възрастна овца. Шотландските изследователи трябвало да опитват 277 пъти за създаването на клонирания организъм, наречен Доли. Обикновено ядрото извличат от развита клетка. Ядрото вмъкват в яйцеклетка с отделено ядро и заедно с пресаденото ядро имплантират в приемната овца.

В Infigen спояват цялата донорна клетка с яйцеклетка с отделено ядро с помощта на електрически импулс. Тези донорни клетки са неспециализирани  и са взети от зародиш, достигнал делене на около 16 клетки. Той се разрушава. Получените клетки сами се сливат с яйцеклетки с извадени ядра. Тези клетки второ поколение се имплантират в приемните майки. Телето "Gene" е клонирано от плодни клетки.

Защо се прави всичко това?

В сътрудничество с Института в Roslin са модифицирани 5 агнета от плодни клетки с ген за човешки белтъци, които биха се появили в млякото.

Фибропласти от зародиши могат леко да се манипулират чрез насочена замяна на гени за получаване transgenic животни, чрез впръскване на ДНК в ядрото. Планира се в такива животни, нервната тъкан да е имунологично съвместима с човешката.

Зародишните клетки могат да се диференцират във всяка тъкан; те биха могли да помогнат при болести като Parkinson, Alzheimer и диабет. Тази способност да се превръщат в кръв, мускул или нервна тъкан може да създаде “златен” стандарт при замяна на лошата тъкан с добра.

Неуспехи на всяка крачка

Dolly страда от преждевременен артрит и бързото остарява, твърди С. Антинори. Много клонирани животнии са прекалено пълни.

Списание Nature Genetics съобщава, че мишките, клонирани от соматически клетки, имали значително по-къс живот от техните естественно родили се двойници. Atsuo Ogura от Института за инфекционни болести в Tokиo клонирал 12 мъжки мишки и сравнил тяхното развитие с животни със същия генетичен фон, родени при естествено чифтосване или in vitro оплождане (IVF). Първата клонирана мишка умряла след 311 дни, а 10 – в течение на 800 дни. Само една от 7 “естествени” мишки умряла за 800-те дни. IVF мишки също живели по-дълго. Клонингите страдали от тежки пневмонии, чернодробни поражения и намаляваща продукция на антитела.

Групата на Hans R. Schöler от Университета в Пенсилвания изследвала гена наречен Oct4,  известен като произвеждащ белтък свързан с транскрипцията и експресията на другите гени. Зародишът не може да оживее без Oct4, както и с твърде много или твърде малко Oct4. Зародиши на мишки клонирани от възрастни клетки, при 90 % от клонингите, отказали да запуснат гена в точното време, на нужното място и на нужното ниво, за да разреши по-нататъшното развитие и това става причина за 98 % честота на несполуките.

По-лесно е (за оценка на изписаното) да се приемат някои

Принципи:

1. Животът се е развил от простото към сложното. Основата са биохимичните реакции. От различните нива са останали характерни реакции. Някои белтъци са с метални центрове. Замяната на металите при прехода от “груби” към по-фини реакции е с цената на значително разрастване на веригите.

2. Повечето междинни форми са измрели.

3. Живите организми са от различни нива – някои са предпочели да останат "в миналото".

4. В ранните етапи живото с охота е включвало готови фрагменти или цели други организми.

5. Всеки организъм в ембрионалния си стадий изминава набързо основните етапи от целият предшестващ еволюционен път.

6. Наследственият апарат също има няколко нива, останали от усъвършенстването му.

7. Живото ограничава разрастването на записите за минали събития и редуцира наследствения апарат.

8. Съществува и обратен път към библиотеката на гените.

9. Някои организми не са приели общите условия на интегрирано съжителство, действали са деструктивно за своето репродуциране и са разрушавали приелите ги структури. Те се преместват хоризонтално, като търсят организми, които могат да превземат отвътре.

10. По-висшите организми, над определено ниво, могат да си позволят изграждането на имунни системи за защита. По-низшите се противопоставят с разграждащи чуждия живот съединения.

11. Живото е променило цялата планета и се чувства по-удобно в новите условия.

12. Животът никога няма да бъде същия. Той не “иска” да се връща в началото си. Друг е въпросът, че понякога му се налага.

 “Процесът на копиране внася грешки; те се натрупват даже ако има програма за изправяне. Най-опасни са грешките, внасяни в хода на копиране на самите тези програми. Даже ако съществува втора система за поправка, тя също трябва да се реплицира, а значи и тя не е застрахована. У всички организми, адаптивни в дадена среда, не всеки ген може да се счита за оптимален. Поради игрите на случайността и най-добрите линии на еволюционно развитие неизбежно изчезват. Рулетката се върти бавно и залозите, направени от живота, пропадат и популацията постепенно измира.” Според разчетите на автора “клетъчна популация, включваща повече от трилион клетки, може да противостои с плодовитостта си. Това обяснява изобилието на едноклетъчни организми, господствали в течение на 4/5 от геологичното минало.

Уязвимостта е най-висока в два стадия на възпроизвеждане: когато се копират и поправят лентите с инструкции и когато отделните части се събират в единно цяло. Репликацията у многоклетъчните е разделена – линиите на половите и соматически клетки рязко се различават и у миниатюрния нематод и човека. Линията на последните бавно натрупва не особено вредни грешки. При стареенето органите излизат извън строя вследствие бавно снижаване ефективността на репарационните механизми. Човешките клетки се реплицират 40-60 пъти. Възрастен човек се формира от оплодена яйцеклетка в резултат, примерно, на 37 синхронизирани клетъчни деления.

Отговорът на живото на клоналното стареене е полов процес, несвързан с половете и даже с размножението – при конюгацията у инфузориите всъпват две клетки и в резултат остават също две – обезпечава се информационно разнообразие с премесване на гени на две различни линии от поколенията.”

Количеството на ДНК нараства с времето.

Количеството на генетичния материал, най-общо, съответства на сложността на организма. Геномът на вируса е 1300 има20 000 нуклеотидни двойки (НД – мономери, способни да се обединяват по двойки, изграждайки двуверижната ДНК). Бактериите съдържат средно 4 милиона.

Но пропорционалност не се наблюдава винаги: у някои растения, саламандри и примитивни риби, в една клетка се съдържат 10 милиарда н.д. Най-много – 1000 милиарда НД са у някои сравнително прости видове амеби и у растението Psilopsida, примитивен родственик на папратите.

Споменатите Alu, с дължина коло 300 НД, са в 300 000 копия. При мишките фрагмент със 100 НД се повтаря милион пъти. Подозира се заложен в самите молекули стремеж на всеки участък в ДНК да се самовъзпроизвежда. При полиплоидизацията се удвоява броят на хромозомите спрямо предходното поколение и потомството репродуктивно се изолира от родителите. Към такива видове спадат 47% от цъфтящите растения.

Генът на колаген α2(1) на пилетата, с тегло 38 000 НД, съдържа 54 екзона, всеки с по 9 нуклеотида с общ произход – тройката кодиращи аминокиселини винаги започва с глицин, а една или две от другите е пролин и т.н.

Битката на клетката с ядрото

По отношение на клетката ядрото се явява нещо като администрация, а за нея е характерно, че винаги се стреми да се разраства. Всяко следващо поколение трябва да изминава в ембрионалния стадий все по-дълъг път и е естествен стремежът той да бъде съкратен. Трябва да се инактивират инструкциите, свойствени на предходните и ненужни етапи или тяхната активност да е кратка, ограничена във времето. Достатъчно е в една дума да се разместят букви и тя става неразбираема.

Защо клетката се стреми да ограничи своята администрация? За да пести ресурси. Аденозинмонофосфатът, тази субтухла на ДНК, изпълнява десетки функции в организма и е нещо като разменна сребърна монета. Има и бронзови монети и т.н. Второ – заради безсмислието, администрацията сама си намира работа: подрежда разписки и разписки за разписки в архива. Живото реже количеството ДНК наполовина (в половата клетка) и я “съшива” с друга половина на другата полова клетка. Там където не си паснат, едната доминира над другата.

Яйцеклетката представлява портокал с часовников механизъм. Той започва да отброява тактовете след сливането с друга клетка. Вместо това генетиците отстраняват нейното ядро и добавят ядро от друга клетка. Но тази клетка вече е живяла, как да запусне отново собствения си часовник, на който пружината почти се е развила? На всичкото отгоре, в историята на донорната клетка са записани и болестните състояния и натрупаните грешки.

Генетично отдалечените родители дават възможност да се дезактивират повече от несъвпадащите отрязъците на ДНК.

Чарлз Дарвин е отглеждал гълъби. В “Произход на видовете” той пише: “Аз направих кръстосване на бели тръбачи, предаващи своите признаци със забележително постоянство, с черни индийски (Barb). Хибридите се получиха черни, сиви и петнисти.  Също направих кръстосване на индийския гълъб (Barb) с петнистия (Spot) – бяла птица с рижа опашка. Хибридите бяха тъмносиви и петнисти. Тогава направих кръстосване между хибриди тръбачо-индийски и индийско-петнисти и се получи птица с превъзходна небесносиня окраска, с бяло коремче, двойно-черна полоса на крилата, опашни пера с бели ивици, съвсем като у дивия скален гълъб!” – той завършва изречението с удивителна, върнал е лентата назад, стигнал е до извора!

Ето огромното предимство на половото размножаване – отстраняването на отклоненията и възвръщане към устойчивото. Дарвин просто е увеличил броя на мълчащите гени.

Ако си представим за миг, че човечеството се състои изключително от клонинги, то тогава изведнъж върху всеки един ще се стоварят стотици хиляди години. Това ще е старост в аванс. И ще може ли въобще да се говори за вид, чиято дефиниция се състои в репродуктивната изолация? След време клонингите сами ще открият спасението си – редукция и смесване на гени. Спомнете си за организмите с огромни количества ненужен генетичен материал. Те са изтеглили много непечеливши билети от лотарията и няма как да се освободят от тях. За тях еволюционните пътища са затворени.

Продължителността на развитие и упадък на висшите видове е средно 7 милиона години. Някъде, подтиснат от човешката експанзия, неизвестен вид търпеливо чака да излезе на сцената. 

Е – 2346