Классификация корреляций

Различают следующие типы корреляции:

1) Морфогенетические корреляции приурочены преимущественно к эмбриональной фазе онтогенеза. Именно на примерах этих корреляций четко выявляется природа коррелятивных зависимостей. С первых стадий развития (дробления) яйца и последующего-органогенеза морфогенетические или формообразовательные корреляции играют ведущую роль в эмбриогенезе.

Морфогенетические коррелятивные изменения происходят вследствие возникновения первичных изменений, которые влекут за собой соответственные зависимые вторичные изменения.

2) Эргонтические корреляции по преимуществу относятся к постэмбриональному периоду онтогенеза, но особенно характерны для ювенильного периода. Их значение: окончательная моделировка индуцируемых частей. Эргонтические (рабочие) корреляции возникают в результате контакта между соответственными частями организма. Особенно отчетливо выявляются эргонтические корреляции во взаимоотношениях между работающей мышцей и подлежащей костной опорой. Чем сильнее развита мышца, тем резче развиваются гребни на участках кости, к которым мышца прикрепляется. Поэтому по развитию костных гребней можно судить о степени развития мышцы, служащей эргонтическим индуктором.

Модификации, мутации и корреляции создают, таким образом, огромное многообразие индивидуумов, причем потенциальные возможности этого многообразия далеко не исчерпываются. Многообразие возрастает также под влиянием комбинативной изменчивости.

Изменчивость генома

Внешне неразличимые однояйцевые близнецы не обязательно имеют идентичные геномы. Более того, каждый из членов пары с возрастом приобретает все больше индивидуальных генетических особенностей. Это представляет интерес не только для криминалистов, которым иногда приходится выяснять, кто из близнецов причастен к преступлению, но и для молекулярных биологов — как еще одно свидетельство изменчивости генома человека.

Ни в одной из пар близнецы не были генетически идентичными. В частности, у них различалось число копий генов — какой-нибудь ген мог отсутствовать или, напротив, быть представлен в избыточном числе копий.

Несмотря на неполную идентичность однояйцевых близнецов, они генетически ближе друг к другу, чем любые другие члены популяции. Так что исследования роли средовых факторов в изменчивости генома, основанные на сравнительном анализе генетических данных по однояйцевым близнецам, сохраняют значимость. Выявление различий между геномами членов таких пар помогает идентифицировать гены, ассоциированные с различными заболеваниями.

Дивергенция однояйцевых близнецов за время их жизни свидетельствует о том, что геном человека гораздо более пластичен, чем думали раньше. Ученые сейчас пытаются выяснить, все ли клетки человека генетически идентичны или, как у близнецов, они дивергировали, и геном каждого из нас представляет собой мозаику из слегка различающихся генов.

Число копий одного и того же гена у разных людей может быть не одинаковым: у одних оно меньше, чем в среднем по популяции, у других больше. Становится все более очевидно, что такая изменчивость имеет эволюционное значение. Исследование, проведенное в 2006 г., показало, что по крайней мере 12% генома человека состоят из повторяющихся последовательностей, а в 2007 г. появилось сообщение о том, что у народов, потребляющих в большом количестве богатые крахмалом продукты, в геноме содержится больше копий генов амилазы — фермента, расщепляющего крахмал. Это предполагает, что естественный отбор может регулировать число копий генов в масштабах популяций. Отличное от нормы число копий специфических генов может стать таким же маркером заболевания, как и используемый сейчас полиморфизм длины рестрикционных фрагментов или полиморфизм коротких тандемных повторов.

Геном, хранилище генетической информации, предопределяет рост и развитие организма и вовсе не является мертвым текстом, передаваемым от поколения к поколению. Скорее он напоминает невероятно сложный биохимический механизм, действующий в трехмерном пространстве и состоящий из нескольких взаимосвязанных частей. Белок-кодирующие гены – всего одна из них и часто наименьшая. У человека на долю таких генов приходится менее 2% суммарной ДНК, но именно они в течение 50 лет считались ноcителями всех наследственных признаков. Это представление легло в основу центральной догмы молекулярной биологии. Отсюда и представление о геноме как о неизменном чертеже, по которому строится организм.

ДНК всегда считалась единственным носителем наследственной информации. Итоги нового исследования могут свидетельствовать о том, что, менее известный «брат» дизоксорибонуклеиновой кислоты РНК, который, как раньше думали, участвует исключительно в процессе создания протеинов по указке генетического ДНК-кода, тоже может передавать некоторые черты через поколения.

Причины изменчивости

В возникновении изменений организма ведущую роль играют внешние причины. По отношению к модификациям это положение не требует особых объяснений, так как модификации являются реакциями организма на внешние воздействия, определяемыми нормой реакции.

В отношении корреляций ясно, что зависимые изменения, протекающие в каком-либо органе или его части, являются реакцией на внешние по отношению к этому органу или его части воздействия; всякое первичное изменение в одном органе индуцирует изменения в другом. В системе одного и того же организма вторичного коррелятивного изменения не произойдет, если не было первичного. Следовательно, корреляции могут рассматриваться как особый тип модификационной изменчивости, определяемой внутренней средой самого организма. Только в случае изменения самого генотипа, а следовательно, и нормы реакции, другими словами, в случае мутации, характер модификаций и формы корреляций изменяются. Проблема причин изменчивости упирается в вопрос о причинах наследственных изменений (мутационных).

В чем же причина возникновения наследственной изменчивости мутации разных типов? Причины заключаются в физико-химических особенностях строения молекул ДНК, с одной стороны, и влиянии различных внешних факторов (мутагенов) - с другой. Первая причина возникает из того простого факта, что молекула ДНК состоит в конечном итоге из атомов. Атомы состоят из электронов и других элементарных частиц, находящихся в постоянном движении. Время от времени совершенно спонтанно и без участия каких-либо внешних сил могут происходить переходы электронов с орбиты на орбиту и т. п. Эти ничтожные изменения в микромире в конце концов должны как-то сказаться и на строении молекул, слагающих ДНК.

Спонтанный мутационный процесс определяет, наверное, половина мутаций, в основном на генном уровне. Внешние по отношению к коду наследственной информации факторы определяют появление мутаций на всех уровнях: генном, хромосомном, генотипном и внеядерном.

Мутации могут возникать под воздействием внешних факторов, воспринимаемых организмом. Однако характер возникающего изменения определяется не внешним фактором, а изменениями генотипа организма. Вот почему один и тот же фактор может вызвать самые различные мутации. Внешний фактор не определяет направления изменчивости, она остается единичной, объективно случайной, неопределенной.