Многие из нас, услышав слово "Мутации", представляют себе Человека-паука или людей Х. Конечно, тема мутаций в генетике очень сложна, требует глубоких познаний молекулярной биологии, и на уровне этого курса не может быть раскрыта целиком. Но давайте попробуем все же разобраться: каким образом в научно-фантастических фильмах и книгах персонажи получают сверхъестественные способности? Смогут ли они передать их потомству? Насколько сложны происходящие в них перемены и имеет ли человечество шанс в будущем действительно расширить возможности человеческого организма?
В творческом задании для этой главы мы предлагаем вам вооружиться знаниями, полученными из лекций и дополнительной литературы по теме и рассказать о генетической мутации вашего любимого персонажа фильма или книги, а возможно, и придумать своего супергероя. Если к своему описанию вы приложите картинку, то это будет замечательно!
Росомаха — мутант, имеющий сверхчеловеческие способности.
Он обладает регенерацией, которая позволяет ему выживать после тяжёлых ранений, смертельных для обычного человека. TREEs - "усиливающие элементы регенерации тканей" (tissue regeneration enhancer elements,). Они могут включать гены в местах травм и даже изменить способность животных к регенерации.
Большинство ядов и болезней также не могут убить и нанести тяжёлый вред здоровью Росомахи. Ген AS3MT помогает организму расщеплять мышьяк и не позволяет ему достигнуть опасного уровня концентрации, поэтому обладатели этих микроскопических мутантов могут травиться в своё удовольствие. Мутация гена ADH4 даёт повышенное количество белков, удаляющих алкоголь и другие химические вещества из организма
Он обладает повышенной выносливостью и ловкостью, за это могут отвечать гены ACTN3. Они присутствуют в каждом человеческом теле, но если небольшой процент из них начинает мутировать, то организм вырабатывает очень специфическое вещество. Это белок альфа-актинин-3, который отвечает за управление быстрым сокращением мышечных волокон, что и позволяет нам двигаться. Рост его количества приводит к колоссальным выплескам мышечной силы, что даёт возможность демонстрировать выдающиеся результаты. При мутации гена SCN11A, понижающей уровень натрия, нервные клетки не имеют возможности отправить эти сигналы, что делает тело полностью невосприимчивым к боли. Ген определяет количество натрия в клетках организма, нервные клетки используют натрий, чтобы решить, когда нужно послать сигнал боли.
Изменения в гене HGF играют важную роль в остроте зрения.
Его органы чувств обладают сверхчувствительностью.
Продолжительность жизни Росомахи, видимо определяются следующими мутациями, которые были изучены у мышей:
- мутация в гене, кодирующем адаптерный белок p66shc, повышает устойчивость мышей к стрессу и продлевает их жизнь на ~30 %. Белок p66shc участвует в ответе на окислительный стресс. Клетки мышей, у которых отсутствует p66shc, демонстрируют повышенную устойчивость к апоптозу, который типично следует за окислительным стрессом в клетках мышей дикого типа. При этом в клетках дикого типа стресс приводит к фосфорилированию p66shc, что, видимо, необходимо для стресс-индуцированного апоптоза. Не совсем ясно, почему мутантные по p66shc мыши живут дольше. Одна из гипотез состоит в том, что снижение у мышей клеточности в результате стресс-индуцированного апоптоза способствует старению, а у мутантов этого не происходит вследствие отсутствия p66shc. Другая возможность состоит в том, что отсутствие p66shc в первую очередь снижает степень повреждения, вызываемого окислительным стрессом, что положительно влияет на здоровье мышей и также снижает вероятность апоптоза.
- показано, что рецептор IGF-1 участвует в регуляции продолжительности жизни: гетерозиготные мыши Igf1r+/- живут в среднем на 26 % дольше мышей дикого типа, при этом не наблюдается изменений в их питании, физической активности, фертильности, энергетическом метаболизме. Для мутантов Igf1r+/- развитие карликовости не свойственно. Эти мутанты демонстрируют также повышенную устойчивость к окислительному стрессу. Гомозиготные мыши lgf1r-/- не выживают.
Скелет Росомахи отличается от человеческого наличием шести лезвий, похожих на кинжалы и острых, как бритва. Лезвия выдвигаются из перепонок между пальцами (в каждой руке по три лезвия).
Чтобы объяснить эту способность Россомахи необходимо вспомнить стомы нематод.
Кишечный канал нематод подразделяется на три отдела: переднюю, среднюю и заднюю кишку. К передней кишке относится ротовая полость, стома и пищевод. Стома представляет собой стилет – характерный орган фитонематод. Стилет имеет удлиненно-коническое острие, цилиндрический корпус и основание с утолщенными стенками, у более сложно устроенного стилета в основании имеются утолщения в виде 3 базальных головок. К ним прикрепляются мышцы - протракторы, выдвигающие стилет через ротовое отверстие наружу в процессе питания. Стилет имеет внутри узкий, почти капиллярный канал, по которому в пищевод поступает жидкая пища. Стилет нематод работает по принципу колюще-сосущего ротового аппарата, выдвигается через ротовое отверстие, прокалывает ткани растений, вводит ферменты пищеварительных желез и высасывает полупереваренное содержимое. Росомаха получил мутацию генов, которая вызвала такую особенность.