Ñîâðåìåííàÿ ãåíåòèêà

reciproc, acţiunea uneia dintre ele se combină armonios cu acţiunile altora exact în felul în care se îmbină armonios acţiunile tuturor interpreţilor dintr-o orchestră simfonică bine dirijată.

Dar intervine momentul producerii mutaţiei, care determină modificarea uneia dintre însuşirile organismului. Organismul mutant încă nu s-a acomodat de¬finitiv la condiţiile reale de viaţă, gena care a suferit o modificare încă nu s-a înscris în constelaţia altor gene din sistemul genetic, acţiunea ei întră în contradicţie cu direcţia generală de acţiune a întregului genotip.

Dacă o asemenea mutaţie are un caracter dominant, adică se manifestă imediat în fenotip, atunci purtătorul acestei mutaţii are puţine şanse să-şi continue existenţa. Bunăoară, plantele de grâu cu tulpină lungă şi subţire au puţine şanse să se menţină în poziţie verticală în timpul irigării, comparativ cu exemplarele cu tulpina groasă şi scurtă. Dacă, însă, muta¬ţia are un caracter recesiv, un timp ea se menţine în stare recesivă fără să producă vre-o daună purtătorului ei. Dar, începând cu cea de-a doua generaţie, această mutaţie începe să treacă treptat în stare homozigotă şi acţiunea ei se va răsfrânge asupra organismului. De regulă, prin selecţia naturală aceste organisme sunt eliminate din populaţie-tot aşa cum, să zicem, conducătorul unui ansamblu de dansuri înlocuieşte dansatorul, având un picior luxat, pentru ca acesta să nu încurce celorlalţi.

Cu alte cuvinte, probabilitatea ca mutaţia numai ce produsă să prezinte imediat valoare adaptivă pentru organism este extrem de mică. Această probabilitate poate fi asemănată cu felul în care un meşter-ceasornicar scoate pe achipuite din cutia cu piese de schimb anume piesa care este necesară pentru marca de ceasornic adus la reparaţie. Se poate mai degrabă aştepta să-i nimerească o piesă asemănătoare de la o altă marcă de ceasornic, fapt care n-ar îmbunătăţi, ci, din contra, ar conduce la o mai proastă funcţionare a întregului mecanism. Aşa stând lucrurile, în sistemul genotipului dat sunt «achiziţionate» doar acele mutaţii care sunt aprobate prin selecţie naturală.

De remarcat faptul că noţiunile de nocivitate sau utilitate a mutaţiilor, de caractere dominante şi recesive sunt cât se poate de relative. In dependenţă de condiţiile concrete în care trăieşte organismul dat, aceste noţiuni pot să treacă dintr-o categorie în alta. Astfel, la nord blana albă a ursului alb reprezintă un caracter util, iar în regiunile centrale ale planetei el va deveni dăunător, îl va împiedica să se poată ascunde de duşmani, inclusiv de vânători.

Mai sus am menţionat că prin interacţiunea eredităţii cu mediul se formează fenotipul organismelor. Dar în ce măsură caracterele organismului depind de ereditate şi în ce măsură de mediul ambiant? Iată rezultatele unei experienţe. Dacă sunt crescuţi în in¬cubator, iepurii himalaeni rămân absolut albi, lipsindu-le porţiunile negre de pe anumite părţi ale corpului. iar dacă unui epure himalaeani se vor smulge de pe o porţiune perii de culoare albă şi locul gol apărut se va menţine la o temperatură joasă, perii cres¬cuţi din nou vor fi negri. Aceasta înseamnă că gena culorii la epurele himalaean nu determină în mod nemijlocit apariţia perilor negri sau albi. Ea condiţionează numai reacţia specfică a perilor la acţiunea termică: la o temperatură scăzută a corpului (ca şi în cazul răcirii artificiale a unor porţiuni ale pieii) cresc peri de culoare neagră, iar la o temperatură ridicată perii rămân albi.

Majoritatea caracterelor cantitative depind în mare măsură de mediul ambiant. Genotipul determină cadrul în care va decurge dezvoltarea organismului, iar factorii externi determină dezvoltarea în limitele stabilite de genotip. Câinele care a fost bine hrănit este mai mare decât cel ţinut flămând. Dar un ţânc de rasă vînătorească silit să îndure foame va creşte, totuşi, un câine mai mare decât ţâncul bine hrănit al unui câine de cameră.

Diferitele rase de vite cornute mari şi unii indivizi luaţi aparte din cadrul aceleiaşi rase se deosebesc prin genotipuri, care determină cantitatea de lap¬te format. Atunci, însă, când o vacă cu un genotip bun este prost hrănită, ea poate să dea chiar mai puţin lapte decât una având un genotip mai inferior, dar care este întreţinută în condiţii mai bune. În aceste cazuri este important să se stabilească în ce măsură pot influenţa condiţiile de mediu asupra potenţelor ereditare ale organismului. Cu alte cuvinte, este necesar să se creeze astfel de condiţii în care posibilităţile potenţiale conţinute în genotip să se manifeste plenar în fenotip, adică în organismul matur.

Protejarea acţiunii genotipului de influenţele dăunătoare ale mediului în timpul formării caracte¬relor cantitative reprezintă una dintre cele mai importante (dar şi dintre cele mai dificile) sarcini, ce stau în faţa geneticiienilor şi a selecţionatorilor.

IV. BAZELE MOLECULARE ALE EREDITĂŢII

4.1 Acizii nucleici

Cromozomii, în care sunt localizate genele, sunt nişte structuri cu caracter molecular, alcătuite dintr-un mare număr de elemente de natură chimică diferită. Aproximativ 90% din masa totală a cromozomilor o constituie aşa-numitul complex nucleo-histonic, format din acid dezoxiribonucleic (ADN) şi proteine histonice. În afară de aceasta, în componenţa cromozomilor mai intră şi mici cantităţi de proteine bazice, de lipide, acizi ribonucleici (ARN) şi cationi ai unor metale (calciu, magniu ş. a.).

Să vedem, ce funcţii îndeplinesc fiecare dintre aceste componente şi care molecule sunt înzestrate cu proprietăţi ereditare.

La dezvoltarea cunoştinţelor despre moleculele ereditare o mare contribuţie a adus remarcabilul savant N. CE- Colţov. Încă în anul 1927 el a emis o serie de ipoteze şi presupuneri în legătură cu natu¬ra chimică a substanţei responsabile de păstrarea, transmiterea şi realizarea capacităţilor ereditare (genetice) ale organismelor. Colţov a exprimat aceste idei privind mecanismul care asigură continuitatea materialului ereditar prin formula: «Omnis molecula ex molecula»: «Fiecare moleculă provine din altă moleculă».

Către acest timp, datorită lucrărilor lui Morgan, şi-a câştigat încredere unanimă ideea că genele sunt aranjate într-o ordine strict determinată în cadrul structurilor liniare cromozomale. Dar structura moleculară a cromozomilor rămânea complet necunoscută.

Pornind de la raţionamente pur logice, Colţov a ajuns la concluzia că fiecare cromozom conţine două molecule gigantice absolut identice. El a făcut presupunerea, că aceste molecule ereditare sunt nişte pro¬teine. Mai mult, el a propus şi explicaţia mecanismului de autodublare a moleculelor ereditare, mecanism care a fost demonstrat pe cale experimentală abia peste 30 de ani. Conform opiniei lui Colţov, la diviziunea celulelor trebuie să aibă loc procesul de formare pe baza moleculei deja existente a unei a doua molecule identice cu prima. În această privinţă Colţov s-a dovedit a fi un adevărat profet, deşi ideea despre natura proteică a materialului ereditar era greşită. Mult timp mai târziu a devenit cunoscut faptul că informaţia ereditară se conţine în moleculele acizilor nucleici.

Ce reprezintă acizii nucleic? Primele cercetări asupra acizilor nucleic au fost întreprinse în anul 1868 de către tânărul savant elveţian F. Miescher. În laboratorul lui E. Hoppe-Zeiller - cunoscut biochimist german - el s-a ocupat de studierea compoziţiei nucleelor leucocitelor. Miescher a reuşit să extragă din acestea o substanţă bogată în fosfor, pe care a numit-o nucleină (de la latinescul «nucleus» - «nucleu»).

Cercetările întreprinse ulterior au arătat, că nucleina nu este o substanţă