Откуда берутся гены? — Карл Циммер

Смотреть урок полностью: http://ed.ted.com/lessons/where-do-genes-come-from-carl-zimmer

Когда 4 миллиарда лет назад на Земле появилась жизнь, у самых первых микроорганизмов был набор базовых генов, которые успешно помогли им выжить. В эпоху человека и других крупных животных генов стало намного больше. Откуда взялись все эти новые гены? Карл Циммер исследует вопрос мутации и увеличения числа генов.

Урок — Карл Циммер, анимация — TOGETHER.

В вашей ДНК около 20 000 генов.

В них зашифрованы молекулы,
из которых состоит ваше тело, —

от кератина в ногтях
до коллагена на кончике носа

и дофамина, бушующего
внутри вашего мозга.

У других биологических видов
свой набор генов.

У паука есть гены,
отвечающие за паутину.

У дуба есть гены для выработки хлорофилла,
превращающего свет в энергию дерева.

Откуда же взялись все эти гены?

Ответ зависит от конкретного гена.

Учёные полагают, что жизнь на Земле
началась около 4 миллиардов лет назад.

Ранние формы жизни
были примитивными микробами

с базовым набором генов
для выполнения простых задач по выживанию.

Они передавали
эти базовые гены потомству

в течение миллиардов поколений.

Некоторые гены всё ещё выполняют те же задачи
в наших клетках, к примеру, копируют ДНК.

Но у микробов не было генов
для паутины или дофамина.

Сейчас на земле гораздо больше генов,
чем было тогда.

Оказывается, многие новые гены
появились в результате ошибок.

Когда клетка делится,
она создаёт новые копии ДНК.

Иногда она случайно
копирует участок ДНК дважды.

При этом она может создать
ещё одну копию гена.

Сначала лишний ген работает так же,
как исходный.

Но спустя поколения он может
подвергнуться новым мутациям.

Эти мутации могут изменить
работу нового гена,

и этот ген может снова удвоиться.

Удивительно, сколько мутировавших генов
возникло не так давно,

многие из них —
за последние несколько миллионов лет.

Новейшие появились после того, как люди
отделились от своих собратьев, высших обезьян.

Хотя процесс появления
новых генов из одного

может занять больше миллиона лет,

учёные считают,
что когда появляются новые гены,

они могут быстро начать
выполнять основные функции.

К примеру, у нас есть сотни генов
для белков в носу,

связывающих молекулы запаха.

Мутации позволяют им
связывать различные молекулы,

давая нам возможность
распознавать триллионы запахов.

Иногда мутации сильнее влияют
на новые копии генов.

Они могут заставить ген
вырабатывать белок в другом органе

или в другом возрасте,

или белок может начать
выполнять совсем другую функцию.

Змеи, например, имеют ген белка,
убивающего бактерии.

Давным-давно ген удвоился,
и новая копия мутировала.

Эта мутация изменила место,

где этот белок
должен вырабатываться.

Вместо активизации
в поджелудочной железе,

смертельный для бактерий белок
стал вырабатываться у змеи во рту.

Когда змея кусала свою жертву,
этот фермент попадал животному в рану.

Когда оказалось, что белок ядовит

и помогает змее поймать больше добычи,

он стал передаваться по наследству.

Ген поджелудочной железы
стал отвечать за выработку яда во рту

и убивать змеиную жертву.

Есть ещё более невероятные способы
получить новый ген.

В ДНК животных,
растений и других видов

есть длинные участки,
не содержащие генов, кодирующих белки.

Учёные полагают,
что это случайные последовательности

генетического кода,
не несущего никакой функции.

Эти участки ДНК иногда мутируют так,
как это делают гены.

Иногда такие мутации
делают ДНК доступным

для прочтения клеткой.

Внезапно клетка начинает
производить новый белок.

Сначала этот белок может быть бесполезным
или даже вредным,

но дополнительные мутации
могут изменить его форму.

Белок может начать
делать что-то полезное,

что сделает организм
более здоровым, сильным,

более приспособленным к размножению.

Учёные обнаружили, что такие новые гены
работают во многих органах животных.

Итак, наши 20 000 генов
имеют разное происхождение:

одни с нами с начала жизни на Земле,
другие появляются заново.

Пока на Земле есть жизнь,
она будет давать начало новым генам.