|
descendenţe sănătoase.
Natura, însă, a avut grijă să înarmeze la timp
celulele cu un sistem puternic de apărare contra acţiunii factorilor
mutageni.
Savanţilor le-a revenit sarcina să descopere taina sistemului de
protecţie a celulelor.
În deceniul al şaselea s-a început studierea sistematică a
acţiunii radiaţiei asupra celulelor, şi, în primul
rând, asupra genelor lor, precum şi cercetările metodelor de
protecţie a organismelor contra iradierii.
În aceste cazuri experienţele încep prin utilizarea
organismelor monocelulare, care, de regulă, se aseamănă
între ele. Suspensiile de celule sunt expuse la raze în doze
crescânde şi savanţii caută să determine
rezistenţa lor biologică după expunere.
Odată A. Chelner a schimbat condiţiile experienţei: jumătate
din suspensia iradiată a celulelor a lăsat-o să crească la
întuneric, cealaltă jumătate - să crească la
lumină. Rezultatul a fost neobişnuit. Celulele care au fost supuse la
raze în întuneric şi apoi transferate pentru a creşte la
lumină au supravieţuit mult mai bine, decât celulele care
creşteau la întuneric.
La sfatul magistrului său M. Delbruc a numit acest fenomen
fotoreactivare, adică restabilire luminoasă.
Imediat s-a pus întrebarea - ce se produce cu ADN-ul în timpul
supunerii la raze. Sa stabilit că în timpul supunerii la raze
două timine, care se află alături, se contopesc într-o
singură structură (TT), formând o moleculă dublă,
numită dimer al timinelor. Sa constatat o corespundere exactă
între numărul dimerilor din ADN şi nivelul
mortalităţii, Legătura s-a dovedit a fi directă: cu
cât erau mai mulţi dimeri, cu atât era mai înaltă
mortalitatea. A fost clarificată şi cauza acestui fenomen. Dimerul
denaturează molecula de ADN. ADN-ul se desface în locurile dimere
şi, natural, cu cât sunt mai multe sectoarele tulburate, cu
atât el este mai puţin activ.
A devenit limpede că după fotoreactivare numărul dimerilor
din ADN, supus la radiaţie, trebuie să se reducă.
La sfârşitul deceniului al şaselea geneticiianul american C.
Rupert a dovedit că procesul fotoreactivării se realizează cu
ajutorul unui ferment special, numit ferment fotoreactivator. Rupert a dovedit
că fermentul se uneşte cu ADN-ul supus la raze şi
restabileşte integritatea lui.
S-a clarificat şi rolul luminii vizibile. Tocmai cvanţii luminii
vizibile excitau moleculele fermentului şi le permiteau să-şi
manifeste activitatea reparatoare.
La întuneric fermentul rămânea inactiv şi nu putea
tămădui ADN-ul.
Setlou, un alt savant american, a demonstrat mai târziu că fermentul
fotoreactivator desface pur şi simplu legăturile ce s-au format
între moleculele vecine de timină, şi, ca urmare, structura ADN
capătă forma lui anterioară şi se restabileşte
complect activitatea lui biologică.
Fermenţii reactivanţi au fost descoperiţi nu numai la bacterii,
dar şi în celulele plantelor şi animalelor. Însă
posibilităţile celulelor vii de a trata moleculele lor ereditare nu
se limitează la reacţia fotoreactivării. Sa constatat că
celulele pot să se tămăduiască şi la întuneric.
Dar în aceste condiţii funcţionează cu totul alte sisteme
de fermenţi.
Un alt sistem de protecţie a celulelor - reparaţia la
întuneric - s-a dovedit a fi mult mai complicat decât
fotoreactivarea. Dacă fotoreactivarea este efectuată numai de un
singur ferment, apoi în reparaţia la întuneric particpă
cel puţin 5 fermenţi. Dacă în procesul
fotoreactivării sunt înlăturate numai leziunile prin expunerea
la raze ultraviolete (UV) -dimerii timinei, apoi în timpul
reparaţiei la întuneric se vindecă şi celelalte leziuni,
inclusiv cele provocate de numeroşii agenţi chimic, care
vatămă ADN-ul.
Procesul reparaţiei la întuneric se deosebeşte radical de
procesul fotoreactivării. Sectoarele lezate sunt, pur şi simplu,
extirpate din ADN. Această extirpare se realizează în
câteva etape, precum vedem în fig. 11. La început un ferment
special taie unul din filamentele ADN-ului în apropiere de punctul lezat.
Apoi un alt ferment taie sectorul lezat. Al treilea ferment lărgeşte
breşa formată: el taie unul după altul nucleotidele în
catena lezată a ADN-ului. Al patrulea ferment începe a astupa
breşa. În conformitate cu ordinea nucleotidelor rămase în
al doilea filament al ADN-ului, ce se află în faţa filamentului
extirpat, fermentul ADN-polimeraza începe procesul de astupare a
breşei. Fermentul al cincilea - ligaza, despre care s-a mai
menţionat, uneşte polii filamentului vechi cu cei ai fragmentului nou
construit, terminând astfel restabilirea ADN-ului.
Aşa dar, dacă în cazul de fotoreactivare tratamentul constituie
un amestec «terapeutic» delicat, apoi în timpul reparaţiei la
întuneric se efectuează o adevărată operaţie
«chirurgicală». Fragmentul lezat este, pur şi simplu, extirpat din
ADN şi dat afară. Celula se autooperează. Părea stranie
tendinţa celulei de a lărgi breşa până la mărimi
gigantice după extirparea leziunii. Un lucru asemănător face
şi chirurgul, care, extirpând ţesutul bolnav, taie şi o
parte din ţesutul sănătos pentru a lichida urmele bolii.
Posibil că această lărgire a breşei este determinată de
faptul că pentru funcţionarea corectă a fermentului el trebuie
să-şi înceapă munca de la un anumit punct. Acest punct de
«start» pentru începutul muncii ADN-polimerazei poate fi hotarul genei.
În timpul unor experienţe autorii au notat că breşa era
lărgită în unele celule până la 1000 de nucleotide,
în altele - doar cu câteva zeci de nucleotide, după care
lărgirea breşei se oprea. Să vedem din ce motiv se
întâmplă acest lucru,
V. Soifer încă în anul 1969 a presupus că pentru a se
evita greşeli în cursul operaţiilor posterioare de vindecare a
leziunii, este necesar ca filamentul lezat să fie distrus complect
până la capătul genei în care a apărut iniţial
leziunea. În cazurile când leziunea se afla în apropiere de
hotarul genei, nu e nevoie a se extirpa atât de multe nucleotide.
În toate celelalte cazuri e necesară extirparea unor porţiuni
mult mai mari.
Am vorbit numai despre două sisteme de reparaţie a celulelor care
îşi protejează materialul genetic de acţiunile
dăunătoare ale razelor UV şi ale radiaţiei ionizate.
Deoarece partea covârşitoare a energiei radiante o formează
aceste feluri de radiaţie, este limpede ce proprietate de valoare
constituie capacitatea celulelor de a-şi repara structurile genetice
după acţiunea acestor raze.
Asupra structurilor genetice exercită, însă, influenţă
şi alţi factori cu diverse mecanisme de acţiune. De aceea
celulele au elaborat diferite mecanisme de autoprotecţie, dintre care
multe au fost studiate doar parţial, majoritatea lor
rămânând încă necunoscute şi este puţin
probabil ca în viitorul apropiat să fie clarificate definitiv.
Natura a înzestrat fiinţele vii cu multe enigme şi procesul de
descoperire a tainelor vieţii de bună samă nu se va
sfârşi niciodată.
V. DETERMINISMUL GENETIC AL SEXULUI 5.1 De ce sunt necesare două sexe?
Indivizii diferitelor specii se deosebesc printr-un şir de
trăsături, care în ansamblu formează aşa-numitul
dimorfizm sexual. La animalele superioare şi la om aceste
diferenţe sunt atât de accentuate, încât au fost puse la
baza clasificării în două sexe - masculin şi feminin.
Sexul constituie unul dintre cele mai complicate caractere ale organismului,
având o determinare genetică. În sens larg prin sex se
înţelege ansamblul de caractere şi însuşiri ale
organismului, care asigură reproducerea şi transmiterea
informaţiei genetice. La majoritatea speciilor el se
diferenţiază încă în stadiul embrionar de dezvoltare
a organismului. Când se vorbeşte de diferenţierea sexului, se
are în vedere procesul dezvoltării în cursul căruia se
formează deosebirile sexuale la masculi şi femele. Sexul şi
caracterele sexuale joacă un rol esenţial la înmulţire.
Există două modalităţi fundamentale de înmulţire
a organismelor: asexuată şi sexuată. La realizarea
înmulţirii asexuate participă numai un singur individ, care
produce o generaţie identică lui. La înmulţirea
sexuată iau parte doi părinţi. Din punct de vedere genetic
această deosebire în modul de realizare a înmulţirii are
o mare importanţă, deoarece în urma înmulţirii
asexuate urmaşii nu prezintă nici un caracter nou, în timp ce
prin înmulţirea sexuată de fie-care dată apar indivizi
care prezintă anumite diferenţe în raport cu
părinţii.
Înmulţirea asexuată se întâlneşte în
temei la organismele unicelulare, iar cea sexuată este caracteristică
pentru majoritatea speciilor de plante şi animale superioare. Sub raport
evolutiv înmulţirea sexuată este superioară celei
asexuate.
Superioritatea acestei căi de înmulţire constă în
faptul că prin ea are loc combinarea caracterelor ereditare, aceea ce
determină apariţia unor diferenţe genetice la
descendenţă. Înmulţirea sexuată este realizată
prin încrucişarea unor indivizi de sexe diferite. Aşa
stând lucrurile, este limpede că încrucişarea este
necesară pentru formarea varietăţii genetice.
Dar întotdeauna oare, pentru realizarea înmulţirii, sunt
necesari indivizi de două sexe?
Unele specii de şopârle sunt compuse numai din indivizi de genul
feminin. Ele depun ouă ne fecundate din care apar de asemenea numai
femele. Reiese, deci, că pentru perpetuarea speciei masculii nu
întotdeauna sunt absolut necesari.
O altă formă curioasă de reproducere o prezintă caraşii
argintii. Şi ei sunt reprezentaţi numai prin femele, dar care
apelează în schimb... la serviciile masculilor de altă specie.
Produsele sexuale ale acestor masculi le activizează icrele,
stimulându-le dezvoltarea. Adevărata contopire, însă, a
nucleelor celulei masculine şi a celei feminine - adică fecundarea -
nu se produce. Din punct de vedere genetic masculii nu participă în
acest caz la formarea descendenţei şi de aceea nu pot să
pretindă dreptul de paternitate.
La unele specii de animale se întâlnesc cazuri de tratare cât
se poate de nedreaptă a masculilor. Astfel, la o serie de specii de
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65
|
