Аллельные гены, контролирующие альтернативные признаки, являются результатом генных мутаций. На основе их изучения и были сформулированы законы наследования. Закономерности наследования хромосомных и геномных мутаций — совсем иное дело. Они не подчиняются законам Менделя. Особенности их поведения при размножении клеток были изучены много позже.
Термин «мутация» введен, как говорилось, Г. Де Фризом. Его работа — как раз тот пример, когда в отличие от злополучной ястребинки, с которой намучился Мендель, неправильное описание выявленного события не помешало правильной формулировке новых генетических понятий. Дело в том, что, работая с растением энотерой (или, по-русски, ослипником), Де Фриз обнаруживал в его потомстве скачкообразные изменения. Именно их ученый назвал мутациями, полагая, что речь идет о возникновении новых видов. На самом же деле энотера — один из немногих видов растений, у которых довольно часто происходит ненормальное распределение хромосом во время образования зародышевых клеток. Новые признаки в потомстве растений обусловлены в действительности не мутациями. Они являются результатом сложных хромосомных перегруппировок, вызванных либо увеличением числа хромосом, либо предыдущими межвидовыми скрещиваниями. Таким образом, у Г. Де Фриза «отклоняющиеся» растения были не мутациями в строгом смысле слова, а просто растениями сложного гибридного происхождения.
Так или иначе, но понятие «мутация» было введено. Именно мутации, послужившие основой для изучения наследственности, стали в последующем объектом глубокого генетического, цитологического и молекулярного изучения. А когда шаг за шагом были открыты все типы мутаций (как выше упоминалось — генные, хромосомные, геномные), то стал изучаться мутационный процесс, осуществляемый в организме в целом.
Разумеется, путь этот был сложным и длительным. Так, первые два десятилетия существования генетики характеризуются изучением мутаций как процесса, эндогенно (от греч. «эндо» — внутри) возникающего в виде скачкообразных спонтанных изменений. И только в 1925 году начался новый этап в изучении наследственных изменений. Потому что именно к этому времени впервые было получено доказательство мутагенных свойств ионизирующей радиации сначала (1925 год) советскими учеными Г. А. Надсоном и Г. С. Филипповым на дрожжах, а через два года американскими генетиками Г. Мёллером на дрозофиле и Л. Стадлером на кукурузе. Что же дало исследователям это открытие?
Мощное оружие «манипулирования» генами. Но что значит — «манипулировать» геном?
Прежде всего изменять его свойства с помощью ионизирующих излучений. И, разумеется, использовать измененные свойства с определенными научными или практическими целями. Переоценить возможности нового открытия трудно. Так, например, с тех пор, как Г. Мёллер доложил V Международному генетическому конгрессу (1927 год) о получении им с помощью рентгеновского облучения мутаций у дрозофилы, прошло изрядно времени, значение этой работы от этого нисколько не уменьшилось. Ведь случайное обнаружение мутации в природе — дело чрезвычайно редкостное. Успех его во многом зависит от удачливости экспериментатора. А Мёллер дал науке уникальную возможность создавать наследственную изменчивость по желанию экспериментатора.
Теперь мы знаем, что получение мутантов возможно и под воздействием химических веществ, вирусов, с помощью ультрафиолетового излучения и некоторых других факторов. Но в данном случае речь, собственно, идет не о том, как и с помощью какого способа изменить природу гена. Важно другое — ее оказалось возможным изменить. Насколько это была трудная и многоплановая задача, можно судить хотя бы потому, что решение ее Г. Мёллером было отмечено Нобелевской премией.
Итак, ген и хромосома стали объектом экспериментального воздействия, что, в свою очередь, явилось мощнейшим орудием, высокоразрешающим приемом для изучения тонкой структуры гена. Продемонстрировать это можно на примере двух независимых пионерских работ крупнейших советских ученых, изучавших действие радиации на гены. Данные работы являются примером того, как новый методический прием может быть использован для научного анализа сложных явлений.
Вообще говоря, правильно поставленная задача может быть решена разными методами, в том числе и старыми. Для решения ее подбирается нужный метод. Но если нет хорошей цели или четкой задачи, то использование старых методов в экспериментах ничего нового не приносит, а только увеличивает количество ненужной информации. В таких случаях подметить что-то новое маловероятно. В отличие от этого применение новых методов даже без четко поставленной задачи все-таки дает некоторую новую информацию, особенно вначале.