Концепции современного естествознания. Биология. Анисимов А.П. - 50 стр.

организм) к простому, низшему (бесклеточная мертвая материя). Законы диалектики
утверждают, что развитие как конечный процесс с самого начала в скрытом виде
содержит тенденции, ведущие от низшего к высшему и обратно. То есть развитие
имеет векторный, направленный характер.
       Чем же задается этот вектор? Чем детерминировано (предопределено)
индивидуальное развитие? Где программа развития и как она реализуется? Как из
оплодотворенного яйца - из одной клетки - получается сложный многоклеточный
организм, в котором тканевые клетки с одинаковым набором генов (одним генотипом)
имеют разную структуру и функции (разный фенотип)? Поставленные вопросы
составляют основной научный смысл науки эмбриологии или, говоря шире, биологии
индивидуального развития. Они имеют и практическое медико-биологическое
значение, так как нарушение процессов развития приводит к болезни и сокращает
сроки полноценной жизни человека.
       Чтобы сократить путь к пониманию программы развития, вспомним главную
идею о том, что развитие находится под контролем двух начал - генетического
(внутреннего) и эпигенетического (внешнего). Найдем эти начала в развивающемся
организме.
       Внутренняя, генетическая программа развития заложена в ДНК зиготы.
Это генотип организма. Помним, что при размножении клеток - от зиготы до самой
последней клетки тела - ДНК каждый раз удваивается и делится поровну, так что все
клетки получают полный набор генов. В ДНК записана информация о всех белках
организма.
       При этом надо иметь в виду, что существуют гены и белки двух классов:
структурные и регуляторные. Первые обеспечивают построение рабочих структур
клеток и межклеточного вещества, ферментативный катализ, транспорт и прочие
жизненно важны функции. Вторые регулируют активность первых, то есть гены-
регуляторы производят соответствующие регуляторные белки, которые управляют
активностью структурных генов. Сейчас установлено, что и среди регуляторных генов
есть взаимозависимость - одни гены активируются другими. Таким образом, гены
образуют функциональные цепи с заранее предопределенной последовательностью
включения. Работает принцип домино: продукт первого гена активирует второй ген,
продукт второго - третий и т. д. Благодаря слаженной работе таких конвейеров
контролируются тесно увязанные шаги морфогенеза, развитие приобретает
динамичный и направленный (векторный) характер.
       Однако организм - очень сложная система, чтобы ее развитие было выстроено
по простому алгоритму домино. Отдельные морфогенетические процессы часто идут
независимо и параллельно. В разных зачатках эмбриона, а потом в клетках разных
тканей эти процессы расходятся, идет дифференциация клеток по функциям. Но при
этом все клетки имеют один и тот же набор генов (!). Возникает ключевой вопрос
проблемы клеточной дифференциации - почему при одинаковом наборе генов
синтезируются разные белки и получаются разные клетки? Современная биология
развития дает ответ и на этот сложный вопрос.
       Внешняя, эпигенетическая программа развития контролирует и направляет
реализацию генетической программы. Под действием внешних сигналов, биологически
активных веществ, через посредство клеточных рецепторов и внутриклеточных
мессенджеров (молекул-посланников) происходит избирательная активация одних
генов и подавление других. В итоге в дифференцированных клетках разных органов и
тканей работают не все гены, а только та их часть, которая ответственна за данную
тканевую функцию. Генетики называют этот механизм дифференциальной экспрессией
генов. Но встает новый вопрос: что является самой первой командой к
дифференциации клеток? Ведь развитие начинается с одной клетки - зиготы.
       Установлено, что в онтогенезе работают, сменяя друг друга, три системы
регуляции.