При расщеплении ядра клетки пополам, в новые два ядра попадает по одной хромосоме из каждой пары, таким образом, каждая новая клетка имеет одинаковые хромосомы. Когда новые клетки подготавливаются к делению, они удваивают набор хромосом, делая их парными, и цикл повторяется.
Рис. 5 Шкафы изображают хромосомы, ящики — гены, планы — ДНК. Тем не менее, хромосомы состоят из сотен генов, а не из нескольких, как это показано на рисунке.
Если шкафы изображают хромосомы, то что же изображают ящики? Ответ — «гены». Если ящики поместить в подходящий каркас, то получится шкаф, точно также и гены, соединяясь вместе, образуют хромосомы. Они называются «гены» потому, что содержат информацию, необходимую для «генерации» или создания животного, или растения. Один ген может отвечать за цвет меха животного или за размер листьев цветка, другой отвечает за цвет
глаз. Есть гены, управляющие ростом всех сложных частей тела, таких как: сердце, легкие, мозг.
Из чего состоят гены? Внутри ящиков шкафа, как я уже говорил, находятся сотни планов и чертежей. Гены, на самом деле, состоят из длинных цепочек молекул вещества, называемого ДНК. (Его полное название—ди-окси-рибо-нуклеиновая кислота, давайте для краткости называть его ДНК!)
Винтовая лестница
Молекула — это группа или пучок атомов. Молекула воды Н20 очень проста, она состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода. Молекула ДНК очень большая, она состоит из тысяч атомов, выстроенных особым образом. Вы можете увидеть, как велика молекула ДНК, взглянув на рисунок 6, на котором представлена, сделанная из шариков, модель этой молекулы. Каждый шарик — это атом. ДНК состоит из атомов углерода, водорода, кислорода, азота и фосфора, соединенных в двойной завиток или спираль.
Это особое расположение атомов также можно рассмотреть на Рис. 6. Молекула ДНК внешне очень напоминает винтовую лестницу. Две стороны лестницы создают двойную спираль, а ступеньки соединяют между собой эти спирали.
Существует четыре вида ступенек, состоящих из различных групп атомов. Назовем эти четыре вида ступенек видами А,Б,В и Г.
Хотя одна молекула ДНК содержит в себе многие тысячи ступенек в этой винтовой лестнице, каждая ступенька называется либо А, либо Б, либо В, либо Г. Нам легче будет представить себе это, если мы вообразим, что разные виды ступенек окрашены в разные цвета. Представьте, что у вас четыре банки краски: красная, синяя, зеленая и желтая. Вам поручено покрасить ступеньки длинной винтовой лестницы. Любую ступеньку можно покрасить в красный (А), синий (Б), зеленый (В) или желтый (Г) цвет. Сколько существует вариантов покраски первых десяти ступенек?
Рис. 6 Небольшое звено молекулы ДНК.
Верхний рисунок показывает «винтовое» строение молекулы. На нижнем рисунке показаны атомы в молекуле. Каждый шар представляет один атом.
Представьте себе, к примеру, такие варианты::
красный — синий — желтый — синий — зеленый и т. д.
синий — красный — зеленый — зеленый — желтый и т. д.
желтый — красный — желтый — красный — зеленый и т. д.
Так сколько же вариантов?
Ответ вас очень удивит. Существует более миллиона различных способов покраски первых 10 ступенек вашей лестницы! Точная цифра 1.048,576!
Участок молекулы ДНК, длиной всего 10 ступеней, может быть построен более чем миллионом способов, в зависимости от того, как располагаются ступени А,Б,В и Г. Количество различных молекул ДНК длиной в 100 ступенек — миллион миллионов. Если же в молекуле тысяча ступенек, то получается число с восемнадцатью нулями!
Какое это имеет значение? Очень большое. Потому, что точный порядок чередования ступеней А,Б 3 и Г служит своего рода кодом, или набором инструкций.
Предположим, что вы живете на улице, на которой дома выглядят совершенно одинаково. Невозможно отличить один дом от другого, ни на одном из них нет ни номера, ни названия. Представьте еще, что к двери каждого дома, от дорожки поднимается небольшая лестница.
Чтобы отличить дома, можно было бы покрасить ступеньки лестницы в четыре цвета, чередуя их по-разному. Если в каждой лестнице десять ступеней, мы сможем покрасить лестницы более чем миллиона домов, ни разу не повторяясь.
Порядок чередования цвета ступенек подскажет вам, где ваш дом. Также будет узнавать, где чей дом и почтальон. Чередование цветов будет кодом, инструкцией. Точно также, порядок четырех ступенек ДНК служит кодом, дающим инструкции не почтальону, а другим молекулам клетки. Именно поэтому, мы изобразили группы ступеней молекулы ДНК как планы или чертежи. Чертеж на бумаге служит инструкцией для рабочего, ступени ДНК служат инструкцией для клетки. Таким образом, мы имеем: