Ñîâðåìåííàÿ ãåíåòèêà

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 fer¬ment 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 foto¬reactivării 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 defi¬nitiv. 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 înmulţi¬re a organismelor: asexuată şi sexuată. La realizarea înmulţirii asexuate participă numai un singur in¬divid, 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 dife¬renţe 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