Несмотря на решения «исторической» сессии ВАСХНИЛ в августе 1948 года, объявившей классическую генетику «лженаукой», реакционным морганизмом-менделизмом, развитие этой науки не было остановлено. Распространить решения сессии на весь мир не удалось, несмотря на то, что стенографический отчет был в 1949 году быстро переведен советскими издательствами на немецкий, английский и французский языки. Был переведен он и на языки дружественных нам социалистических стран, некоторые из которых, к сожалению, восприняли наш «опыт» гонений на классическую генетику.
Но все же далеко не весь мир принял на веру постулаты нового учения, и работа по изучению «наследственного вещества» продолжалась во многих лабораториях. Исследования в этом направлении не просто продолжались, а развивались стремительными темпами, оказывая революционизирующее влияние на смежные области науки: биохимию, биофизику, цитологию. Почти каждый год приносил сообщения о крупных открытиях, и механизм наследственности становился все более понятным. Уместно осветить вкратце основные этапы нового развития и дать характеристику главных открытий.
Достижения классической генетики и смежных с нею наук
Раскрытие биохимической структуры и функций генов
Хотя существование генов как дискретных единиц наследственности в 1936 году, как мы видим, было фактически обосновано, биохимическая природа и механизм их влияния на обмен и формообразование оставался все же предметом гипотез.
Были ясны и свойства генов — их дискретность, способность к точной саморепродукции, их стабильность и одновременно мутабильность, их способность влиять на внутриклеточные процессы, линейное расположение и т. д., однако биохимическая природа структур, обладающая этими свойствами, оставалась неясной. Примерно с 1940 года внимание исследователей в биохимической характеристике генетического материала начало переключаться с белков на нуклеиновые кислоты и прежде всего — на дезоксирибонуклеиновую кислоту — ДНК, которая содержится в клетках, именно в хромосомах. Ряд свойств ДНК указывал на то, что она является полимером более высокого порядка, чем белки, что она может «управлять» синтезом белков и что она, по-видимому, и является основным субстратом «вещества наследственности».
Изучение этой проблемы велось в нескольких направлениях. С одной стороны, вопрос решался биохимиками, изучавшими синтез белков. Основное участие в синтезе белков, как оказалось, принимает аналог ДНК — рибонуклеиновая кислота, или сокращенно РНК Синтез белков в клетке оказался процессом особого рода — он подобен сборке сложной машины из разных деталей. Разные детали — это аминокислоты, их 20 типов, и построение белковых цепей из этих деталей весьма специфично. Именно последовательность деталей определяет, какой из сотен тысяч белков создается в клетке, прочный ли коллаген, из которого строится хрящевая ткань, или ещё более прочный эластин — основа стенок кровеносных сосудов, или рибонуклеаза — белок-фермент со сравнительно небольшой молекулой, построенной из 124 аминокислотных деталей, или же гаммаглобулин — основа иммунных свойств живой ткани, белок, молекулы которого в десятки раз крупнее, чем молекулы рибонукдеазы.
Как гены управляют синтезом белков
О десятках важнейших белков известно уже все — из каких аминокислот и в какой последовательности они собраны и как складывается их длинная цепь, образуя объемную округлую или удлиненную структуру. Но как бы ни были многообразны свойства белков, сколь бы ни были многочисленны химические реакции, катализируемые белками — ферментами, они не способны к ауторепродукции, к «самообразованию». Для того чтобы данный белок образовался, нужна матрица, нужен шаблон, необходимо какое-то сборочное устройство. И вот такой матрицей оказалась рибонуклеиновая кислота (сокращенно — РНК), полимер совсем особого рода. Ее назвали матрицей по аналогии с газетной, и внешне это было правильно, ибо белок формируется именно на поверхности РНК, и нуклеотидное строение поверхности предопределяет структуру белков. И как типографские матрицы могут быть посланы из столицы в другие города для того, чтобы на месте печатать с них большие тиражи газет, так и рибонуклеиновая кислота, образуемая в ядрах на поверхности ДНК, посылается из ядра клетки на периферию — в цитоплазму, где на ее поверхности начинают образовываться разнообразные белковые молекулы.