Загадочные соседи в клетках
У каждой живой клетки есть собственный набор органов, они называются органеллами. Ядро хранит генетический материал. Рибосомы отвечают за синтез новых белков. Комплекс Гольджи обеспечивает накопление и транспортировку разных веществ. Самые загадочные в отношении происхождения органеллы — митохондрии, «клеточные электростанции», которые отвечают за выработку энергии.
Митохондрия представляет собой круглый или овальный «мешочек», внутренняя стенка которого покрыта многочисленными складками. В них происходят процессы окисления, в результате которых и вырабатывается энергия.
Уникальны митохондрии тем, что имеют собственный генетический аппарат — митохондриальную ДНК. Она никак не связана с хромосомами. Получается, каждая митохондрия — как бы отдельная бактерия, которая тем не менее неразрывно связана с клеткой хозяина, является его незаменимой частью и не может никуда «убежать».
Ученые подтверждают, что очень давно митохондрии действительно были самостоятельными микроорганизмами. Но 1,45 миллиарда лет назад их поглотили другие клетки. Получился симбиоз. Тем не менее собственные гены митохондрии сохранили.
Неродной орган, от которого зависит жизнь
От «родных» органов человека микрофлора кишечника отличается кардинально: у нее нет постоянного состава, ее нельзя увидеть и потрогать, она состоит из безъядерных бактериальных клеток, каждая из которых обладает собственным геномом, не имеющим ничего общего с хромосомами человеческой ДНК.
Строго говоря, представители кишечной микрофлоры – чужаки в нашем организме. Но без них нельзя. Бактерии помогают переваривать пищу, синтезировать некоторые витамины, держат в тонусе иммунитет, не пускают в кишечник болезнетворных собратьев.
Кстати, бактерий в организме примерно в 100 раз больше, чем собственных клеток. Своя микрофлора есть не только в кишке, но и на коже, во рту, в дыхательных путях, в половых органах. В каком-то смысле, большая часть человека (по количеству клеток) состоит из примитивных микроорганизмов.
Враждебные для иммунитета ткани
Некоторые ткани в организме по всем параметрам «свои», но иммунитет распознает их как «чужаков» и при встрече немедленно атакует. Речь идет не об аутоиммуных болезнях. Есть ткани, которые с рождения, в норме, являются «чужеродными», поэтому они отгорожены от кровеносных сосудов специальными барьерами.
Например, уникальные антигены, которые для иммунитета все равно что красная тряпка для быка, есть у сперматозоидов, поэтому семенные канальцы отгорожены от сосудов слоем особых клеток.
В результате травм мошонки и хирургических вмешательств барьер может быть поврежден, сперма проконтактирует с кровью, и антитела начнут штурм. Атакованные сперматозоиды утратят подвижность или не смогут оплодотворять яйцеклетку. Мужчина станет бесплодным.
Фантом неродившегося близнеца
В 2002 году американка Лидия Фэйрчайлд, ставшая матерью в третий раз, обратилась за государственной помощью, так как была в разводе.
Анализ ДНК показал, что биологический отец всех троих детей – бывший муж женщины, Джейми Таунсенд, но Лидия их биологической матерью не является. Вместо материальной помощи шокированная женщина получила подозрение в мошенничестве и тяжелое судебное разбирательство.
Адвокат Лидии, Алан Тинделл, решил во что бы то ни стало разобраться в запутанном деле.
Однажды он наткнулся на научную статью, в которой был описан аналогичный случай. Когда другой женщине, Карен Киган, потребовалась пересадка почки, и врачи провели генетические исследования, также оказалось, что Карен – не мать своих детей. Позже выяснилось, что в разных клетках организма женщины есть две разных ДНК. Одна из них соответствует ДНК детей, другая – нет.
Такое явление называется химеризмом. Оно встречается у разных живых существ, у людей описано всего 30 случаев. Химеризм возникает, когда изначально есть две оплодотворенные яйцеклетки с разными наборами генов, но они превращаются в один зародыш. Внутри такого человека «живет» его незримый брат-близнец в виде ДНК, которую можно обнаружить в некоторых клетках.
Чужая ДНК в головном мозге
В 2012 году ученые заявили, что в клетках головного мозга женщин порой можно обнаружить мужскую ДНК. Неужели пресловутая телегония все-таки существует, да еще и смогла пробраться в святая святых организма – центральную нервную систему?
Нет, исследователи считают, что женщина получает ДНК во время беременности от ребенка. Такое явление было названо микрохимеризмом.
Как долго гены ребенка могут сохраняться в мозге матери? Видимо, всю жизнь. Самая старая женщина, у которой во время вскрытия была обнаружена мужская ДНК, умерла в 94 года.
Что делают гены сыновей в нервных клетках матери? У исследователей пока нет ответа. Но подобные случаи микрохимеризма встречаются и в других тканях. Иногда они повышают риск рака и аутоиммунных заболеваний.
Призраки древних вирусов в геноме
Вирусы – неполноценные организмы. У них есть генетический материал и белок, но воспроизводить себе подобных без посторонней помощи они не могут.
Когда вирус проникает в клетки человека, он встраивает свою ДНК в геном и фактически превращает тело хозяина в завод по производству новых вирусных клеток.
Даже после выздоровления вирусные гены могут «застрять» в хромосоме. В этом случае они будут копироваться при каждом делении клетки и перейдут к потомкам. Встроившаяся в человеческий геном ДНК вируса перестает выполнять какие-либо функции и превращается в бессмысленный мусор.
Сколько такого «мусора» носит в своем теле каждый из нас? В марте 2016 года ученые исследовали геномы 2500 человек. В них были обнаружены остатки 36 вирусов, причем, с 19 из них не встречался ни один современный врач. Эти остатки ДНК, видимо, принадлежат древним вирусам, с которыми сталкивались далекие предки. Из 19 вирусных ДНК 18 оказались сильно повреждены мутациями. Одна сохранилась очень хорошо – видимо, человечество получило ее относительно недавно. Если бы этот ген активировался, потенциально вирус мог бы «проснуться» и вызвать болезнь.
Ученые не считают, что такой сценарий реален – организм заставляет вирусные гены «молчать». И все же осознавать, что вы, возможно, носите в себе «призраки» древних опасных, инфекций – жутковато, не правда ли?
