Рисунок 1. Биосинтез белка. Реализация наследственной информации в ходе биосинтеза.
Схема поясняется и дополняется. При обсуждении информации возникает вопрос. Кто или что руководить «работой» или «включением» генов? Почему только 2 % генома — структурные «рабочие гены», а остальная информация для чего?
В 1961 году была предложена гипотеза регулирования генома внешними причинами.
Рисунок 2. Гипотеза Жакоба и Мано 1961 г.
Структурные гены «включаются» генами регуляторами через ген-оператор или подавляются «репрессируются» посредством синтеза особого белка. Так кишечная палочка в среде, где присутствует лактоза (молочный сахар) хорошо на ней развивается, если же заменить лактозу на глюкозу, то после небольшой задержки кишечная палочка начинает производить ферменты, с помощью которых она может развиваться на глюкозе. Как установили ученые, это происходит благодаря «включению» одних ферментов и «выключению» других.
— Давайте постараемся предложить свою гипотезу работы генома человека и заполним блок: «Наша гипотеза о работе генома». Геном человека отличается от генома кишечной палочки, но и в нем тоже происходит «включение» одних генов и «выключение» других. Возможно, в этом кроется ответ, почему в геноме человека не работают 98 % генов. Что же собой представляют эти гены?
Если сравнить белки с целыми фразами, первоисточником которых является ДНК, то можно провести интересные аналогии между словами и белками. О подобии ДНК речи человека высказал гипотезу ученый-биолог П.П.Гаряев.
Представим, что ДНК — это роман о каждом организме, и читается он самим человеком всю его жизнь. Перестановка фраз, изменение знаков препинания, удаление слов и введение новых — это результат свободной воли, так как главный сюжет лишь намечен, но не прописан до конца. Как человек может повлиять на смысл «своего романа»?
— Допустим, языком белков в геноме, в определенной его части, записано три слова:
казнить — нельзя — помиловать.
Если репрессированы первые два слова, то остается — помиловать, а если — первое, то нельзя — помиловать.
Можно предположить, что влияют на смысл предложения и смысловые знаки. От изменения запятой (только одного нуклеотида), изменяется смысл целой фразы (группы белков) на противоположный смысл:
— казнить нельзя, помиловать,
— казнить, нельзя помиловать.
В геноме могут быть временно репрессированы последовательности нуклеотидов, отвечающие за раковые заболевания, так называемые протоонкогены, в онкогены они могут превратиться в результате многих причин.
— В начале урока мы пришли к выводу, что человек — существо нравственное, а, если безнравственное, что будет тогда?
В.И.Вернадский разум человека называет «природным космическим явлением». Если, осознавая себя, разум начинает быть опасным для биосферы и более высоких структур Мироздания? Кто его остановит? А может быть в самой природе генома человека заложен механизм коррекции, переписывания, изменения заложенной генетической программы?
— Выскажите свои гипотезы работы генома человека.
Организуется работа в группах, обсуждение и окончательные решения записываются на отдельных листах, затем прикрепляются к третьему блоку и таким образом «дописывается» опорный конспект.
Итогом урока будут те нравственные уроки, которые можно извлечь, зная работу генома человека.
Возможны различные высказывания участников мастер-класса. Заполнять эту часть конспекта можно начать с предложений учителя:
— Геном построен по определенному порядку и подчиняется закону Иерархии. Урок, который мы можем из этого сделать — в жизни не могут быть все главные, если ты для кого-то главный, то одновременно ты должен уметь подчиняться.
— Геном несет в себе избыточную информацию, но реализуется лишь ее малая часть. Урок для нас — в нас много способностей, но мы не все реализуем.
— Геном высшая структура клетки, но внешние условия могут корректировать ее работу. Урок для нас — расширяйте свой кругозор, создавайте условия для реализации своих способностей. От вас зависит, каким быть.
— Человек — часть природы, часть биосферы, если он становится опасен для природы и биосферы, то в геноме могут «включиться» механизмы самоуничтожения, коррекции.
Высказывания учеников записываются на доске как итог урока.
К концу урока доска представляет собой то пространство, которое заполнялось в ходе совместной деятельности — это прожитый итог с определенными результатами.