G factor. Фенотип, генотип, кодоны и главный закон жизни

Фенотип, это тип, произошедший от человека, употребляющего амфетамин, или в простонародье - фен. Генотип - это тип, произошедший от Гены.

Не пугайтесь так сразу. Это я вначале дурацкую-дурацкую попытку спетросянил, чтобы на ее фоне просто дурацкие шутки далее по тексту смотрелись выгодно. Законы драматургии. Золотое сечение. Сечешь?

Теперь серьезно. Ну как серьезно. Чутка серьезней.
Для того, чтобы рассказать про отличия фенотипа и генотипа, да так, чтобы поняли, придется углубляться в дебри работы ДНК. Возможно где-то буду повторяться.

В основе ДНК лежат четыре нуклеотида, в основе которых лежат четыре азотистых основания - цитозин, аденин, тимин и гуанин.
Они парно комплиментарны друг другу.Напротив аденина может встретиться только тимин, напротив цитозина - только гуанин.

Короли женятся только на королевах, негры на неграх. Традиции в молекулярной биологии блюдут строго.

Кстати, именно так ДНК и размножается. Цепочка разрывается надвое, после чего каждому тимину по аденину, каждому аденину по тимину, землю крестьянам, фабрики рабочим, вуаля - у нас две идентичные копии. Жаль что у Ленина так не получилось.

Работает это при помощи физических законов. Если говорить грубо - то пространственная и энергетическая конфигурация нуклеотида на основе аденина такова, что тимин с ним прям таки слипается. Они подходят друг к другу как ключик к замку, как соль к текиле, как Михайлов к пожилым и одиноким женщинам.

Вот только что я вам открыл главный закон жизни. Теперь химики и ботаники должны меня убить.

Да да, все в вашем организме строится и работает примерно таким же образом. ДНК (РНК) кодирует белок, который организован в пространстве так, что подходит к другим белкам и веществам и вместе они делают всякие ништяки, типа расщепления жиров в энергию или переноски кислорода.

Почему они это делают? А почему кубики пролазят в квадратные отверстия, а в круглые - только если ты очень сильный? Физическая форма. И вот ДНК - она не про длину шеи жирафа или цвет шерсти медведя. Она в основном про белки. ДНК в силу своей физической формы производит РНК, РНК производит белки, белки, опять же в силу своей физической формы - производят всякие ништяки. Иногда это происходит опосредованно, через промежуточные вещества, но чаще всего сразу.

Сделаем тут отступление. Про генетический код.
Таккактекстнаписанныйтакимобразомчитатьоченьнеудобно, эволюция позаботилась о разбивке на структурные блоки - кодоны.
Эволюция использует триплеты. Нуклеотиды по трое формируют кодоны - буквы генетического кода. Ну и знаки пунктуации заодно. Так называемые стоп-кодоны.

Кодоны кодируют аминокислоты, из которых уже и строятся белки и все остальное.

При этом генетический код - универсален. Кодон CGU будет кодировать аргинин как внутри человека, так и внутри сине-зеленой водоросли.
В том числе на основании генетического кода делаются выводы об эволюции и происхождении всего живого от одного прародителя.
На самом деле есть небольшие исключения, когда кодон у вида кодирует не ту аминокислоту что у всех остальных, но их совсем мало и скорее всего это более поздние мутации, на второго прародителя не тянет.

Теперь обобщим. ДНК при помощи кодонов кодирует аминокислоты, аминокислоты подходящие друг другу физически и энергетически склеиваются и формируют белки, белки делают тебя тобой. Очень приближенно, но в общем верно.

Еще раз заострю внимание на том, как это выглядит.
Представьте себе детальку пазла. Мимо нее дрейфуют другие детальки, пытаясь пристыковаться. Некоторые подходят. Теперь у нас есть комплекс из двух деталек, к ним в таком же хаотичном дрейфе пристыковываются другие подходящие детальки, комплекс растет. Потом доходит до стоп-кодона, прекращает расти и начинает выполнять свои функции. Очень приближенно, но в общем верно.

Помимо непосредственно белков как строительных блоков, ДНК кодирует еще и регулирующие вещества.
Допустим некоторые аминокислоты склеиваются и образуют некий белок только в присутствии третьего, регулирующего вещества. Ну как катализатор. Тогда количество этих белков прямо зависит от наличия всех трех компонентов, двух аминокислот и регулирующего вещества.

Идем дальше. Допустим этот катализатор вырабатывается в неких клетках, и не вырабатывается вне их. И этот катализатор в силу своих физических особенностей может путешествовать с потоком жидкости в клетках или между ними. Тогда концентрация искомого белка будет градиентно падать по мере удаления от клеток, вырабатывающих это регулирующее вещество (катализатор). То есть чем ближе к ним, тем больше белка, чем дальше - тем меньше, и уменьшаться это дело будет плавно, сообразно опять же с физическими законами.

Продолжаем. Представим себе, что этот белок - пигмент, придающий окраску. Меланин например (хотя меланин не белок, но продукт распада аминокислоты, что в нашем случае эквивалентно), а место его производства - шерсть.

Что мы получаем? Мы получаем шерстинку, градиентно окрашенную от основания к кончику. Черная в начале, светлая на конце.

Добавим еще регулирующее вещество, и мы получим правила распределения темных и светлых шерстинок на шкуре - то есть окрас. Например пятнистый или полосатый.

Вы видели когда-нибудь фракталы? Это такие, математически описанные рисунки. Выглядят очень сложно и иногда даже красиво, но описываются набором несложных формул. Вот тут тот же принцип.

Количество наших регулирующих веществ, расстояние, на которое они могут удаляться от места синтеза, пропорции в которых регулирующее вещество катализирует производство нашего меланина - это все переменные или константы в нашем уравнении. Все сложнейшие узоры на шкурах кошачьих или крыльях бабочек можно описать набором уравнений, а этот набор уравнений выразить в терминах аминокислот, их производных и регулирующих веществ.

И теперь если мы добавляем мутацию, ну например которая приводит к перепроизводству регулирующего вещества, мы меняем одну из констант или переменных в нашем уравнении, и на выходе получаем совсем другой окрас.

Одной, даже точечной мутации может быть достаточно, чтобы полностью перекроить внешний вид животного, если эта мутация относится к регулирующему окрас веществу. Добавим вторую мутацию, которая меняет пространственную конфигурацию пигмента, и следовательно его светоотражающую способность, и мы получаем помимо другого распределения пятен и полос на шкуре еще и другой цвет шерсти.

Буквально за пару мутаций мы можем из полосатой черно-белой зебры получить пятнистую или монотонно окрашенную пегую.
Другое дело, что этой пегой в стаде кобылы давать не будут, а то и выгонят, потому что они не любят, когда кто-то выделяется своим внешним видом.
Если ты зебра - будь как все, не выпендривайся. Оставь все эти разные рубашечки и шарфики людям, у них на этом целая индустрия построена.
То же самое относится и ко всему остальному. И к шее жирафа, и к длине хвоста павиана. Только регулирующее вещество в данном случае ограничивает не производство пигмента, а допустим производство костной или мышечной ткани. Вот так вот например выглядят собаки, у которых ученые отключили гены, отвечающие за остановку производства мышечной массы.

Любому качку на зависть.

Увеличилось количество регулирующего вещества - выросла шея длиннее, не выдержала нагрузки, сдох тузик. Ну или как там у жирафов клички бывают? Сдох жирафик.

Так это и работает. С одной стороны мутации постоянно производят все новые и новые варианты окраса, пропорций, повадок и тд. С другой - естественный и половой отбор элиминирует неудачные варианты.

Так вот! К чему я это все.
Внешний вид и пропорции и вообще все остальное в организме - это фенотип.

Генотип - это инструкция по сборке. Причем не ясная и понятная, а наподобие икеевских. Можешь собрать шкаф с тремя полочками, можешь с пятью, можешь вообще этажерку на выходе получить. Ну или как обычно - кусок неустойчивого и хлипкого шведского говна.

Результат зависит от имеющихся питательных веществ, условий среды и тому подобного.
Ну или в случае с икеей - от кривизны рук сборщика и жадности, приведшей к желанию сэкономить на профессионалах.

И еще раз. Повторение, мать вашу.
Надо же как-то компенсировать общую путанность моей мысли.

Генотип - это инструкция, или набор прессформ для белков и других строительных блоков организма + набор прессформ и правил для производства регулирующих веществ.
Фенотип - это то, что получается в результате следования этой инструкции, и зависит как от генотипа, так и от условий среды. И еще немножко от случайностей.

Формирование фенотипа из генотипа происходит путем последовательного взаимодействия аминокислот, белков и других веществ, большая часть которых происходит просто из-за подходящести физической и энергетической формы этих веществ.

И еще. Большая часть мутаций, даже если мы отбросим все вредные, нейтральные и синонимичные - не влияет на видимую нашему глазу часть фенотипа. Мутация может вызывать ну например изменение проводимости определенных нейронов, и это сделает тебя чуточку умнее или эмоциональнее. Мутация может увеличить эффективность расщепления АТФ, или захвата и переноса кислорода, и это сделает тебя чуточку сильнее и выносливее. Мутация может повлиять на эффективность расщепления жиров, и потом ты будешь хвастаться своей фигурой и с умным видом будешь рекомендовать тем, кому не так повезло - поменьше жрать.
Мутация может повлиять на твою способность расщеплять или усваивать продукты распада этилового спирта, и это повлияет на тяжесть твоего похмелья и, соответственно на шансы стать алкоголиком. Чем тяжелее похмелье и меньше получаемый кайф - тем меньше шансы спиться, и наоборот, чем легче похмелье, тем больше шансы незаметно для себя стать зависимым. Так что если вы не пьете, не спешите себя хвалить за силу воли, возможно у вас просто фенотип такой, неудобный для того чтобы стать алкашом.

Но чаще всего мутация в одном отдельно взятом организме не делает вообще ничего. Слишком многое должно совпасть, чтобы случайная мутация оказала какой-то ощущаемый эффект.

P.S. Текст из старого блога, вообще вдохновение отключилось сегодня, а денег то хочется (как будто зря я про альтруизм пишу вторую неделю, кстати к выходным будет третья, последняя часть).
К счастью (или к несчастью), годных старых текстов у меня осталось максимум штуки три, так что недолго мне осталось самовлюбленно копировать самого себя, как будто я сраный гуру.
Но я надеюсь что в скором будущем появятся результаты моей работы в рамках "учебника", там вообще круто должно быть, по идее.