Замысел. Как ДНК делает нас теми, кто мы есть
Шрифт:
Моя система ценностей предполагает, что нам нужно заменить меритократию справедливым обществом. Хотя жестких генетических каст не возникнет, социальная мобильность порождает генетическое неравенство, что ведет к изначальному неравенству возможностей. То есть дети, которым повезло с генетикой, имеют больше шансов хорошо учиться в школе, получить лучшую работу и заработать больше денег. Это неравенство в результатах не будет решаться косвенно через систему образования. Как уже упоминалось, если бы всех детей учили одинаково, их генетические различия все равно привели бы к различиям в их достижениях, что привело бы к различиям в результатах профессиональной деятельности. Опять же, с экономическим неравенством можно было бы бороться непосредственно с помощью перераспределительной налоговой системы, которая сокращает разрыв между богатыми и бедными.
Я думаю, что людей больше заботит честность и справедливое общество, чем экономическое неравенство как таковое. Кажется несправедливым, что 60 процентов прироста национального дохода США за последние три десятилетия приходилось только на 1 процент самых высокооплачиваемых работников, в первую очередь из-за стремительного роста заработной платы в верхней части шкалы заработной платы. Однако я бы сказал, что более важным, чем относительное неравенство доходов для этого верхнего 1 процента, является абсолютное неравенство нижней трети, чьи долги превышают их активы.
Равенство возможностей, неравенство доходов и социальная мобильность являются одними из наиболее острых проблем современного общества. Это очень сложные темы, которые сильно зависят от ценностей. Моя цель состояла в том, чтобы взглянуть на эти проблемы через призму генетики, чтобы показать, как ДНК делает нас теми, кто мы есть. Однако из генетических открытий не обязательно следует какая-либо конкретная политика, поскольку политика зависит от ценностей. Мои ценности, а не моя наука, уводят меня от меритократии к справедливому обществу.
ДНК-революция сделает все эти генетические последствия более личными, потому что мы сможем предсказать генетический риск и устойчивость, сильные и слабые стороны отдельных людей. Вторая часть Blueprint исследует революцию ДНК и ее последствия для отдельных людей, психологии и общества.
Часть вторая
РЕВОЛЮЦИЯ ДНК
10
Чтобы понять значение революции ДНК и то, как ДНК делает нас теми, кто мы есть, важно понять несколько основных фактов о плане жизни. Поэтому мне очень жаль, если эта глава иногда кажется уроком биологии, но она описывает только основы, необходимые для понимания ДНК, особенно в отношении понимания ДНК-революции, поскольку она влияет на психологию. Самое главное, что нужно знать, это то, что ДНК состоит из тупых молекул, которые слепо подчиняются законам химии. Вместе эти молекулы, одинаковые в каждой из наших триллионов клеток, создают жизнь во всей ее удивительной сложности.
В 1866 году Грегор Мендель показал, как функционально работает наследственность. Мендель тщательно удобрял тысячи растений гороха в течение многих лет в саду своего монастыря на территории современной Чешской Республики. На основе своих многочисленных экспериментов с такими признаками, как наличие у семени гладкой или морщинистой кожицы, Мендель пришел к выводу, что для каждого признака у каждой особи существует два «элемента» наследственности, и что потомство получает один из этих двух элементов от каждого родителя.
До 1950-х годов оставалось загадкой, что это за «элементы». В 1953 году Джеймс Уотсон и Фрэнсис Крик описали знаменитую структуру двойной спирали ДНК, которая прекрасно дополнила список элементов Менделя. Двойная спираль состоит из двух нитей, закрученных друг вокруг друга ( рис. 3 ).
ДНК подобна веревочной лестнице с двумя нитями веревки, скрепленными слабыми, легко ломающимися ступенями. Форма двойной спирали возникает из-за того, что веревочная лестница скручивается так, что она образует спираль. Две нити веревочной лестницы слабо удерживаются вместе перекладинами, состоящими из химических связей между четырьмя молекулами, называемыми нуклеотидами: А (аденин), С (цитозин), G (гуанин) и Т (тимин). Основа двойной спирали состоит из чередующихся
молекул сахара и фосфата. Этот сахарофосфатный остов и нуклеотидные звенья дали ДНК название: дезоксирибонуклеиновая кислота.
Рисунок 3. Двойная спираль ДНК.
В статье, занимавшей чуть более двух страниц, но по-прежнему самой важной из когда-либо опубликованных в области биологии , Уотсон и Крик писали, что «последовательность оснований в одной цепи, по-видимому, никоим образом не ограничена». Другими словами, глядя на одну ветвь веревочной лестницы, вы можете увидеть любую последовательность нуклеотидов A, C, G и T, что предполагает, что генетический код может лежать в последовательности нуклеотидов A, C, G и T каждой нити.
В 1961 году Фрэнсис Крик и Сидней Бреннер начали расшифровывать генетический код, показав, что код состоит из последовательности трех ступеней веревочной лестницы (например, ААА, или CAG, или GTT), которая подобна трехбуквенному «слову». Четыре буквы (A, C, G, T), взятые по три за раз, дают шестьдесят четыре возможных комбинации. В течение следующих нескольких лет значение всех шестидесяти четырех слов в словаре ДНК было постепенно выяснено. Например, А-АА — это одно слово, CAG — другое, а GTT — другое. Эти слова кодируют одну из двадцати аминокислот. Существуют сотни аминокислот, но только двадцать вырабатываются нашей ДНК с нуля. Например, AAA кодирует фенилаланин, CAG — валин, GTT — глютамин. Некоторые трехбуквенные слова кодируют одну и ту же аминокислоту, а некоторые обеспечивают знаки препинания, такие как сигналы начала и остановки, используя все шестьдесят четыре слова в словаре ДНК.
Почему аминокислоты? Аминокислоты являются строительными блоками белков, которые являются неотъемлемой частью всего, что мы есть. Белки необходимы для структуры, функционирования и регуляции нашего тела, включая нейроны и нейротрансмиттеры, которые являются основными элементами нашего мозга и тем, кем мы являемся психологически. Средний белок содержит уникальную последовательность из 20 аминокислот, длина которой варьируется от 50 до 2000 аминокислот. С 20 аминокислотами в любом порядке в таких длинных цепочках существует безграничное разнообразие белков. В среднем каждая наша клетка производит 2000 различных белков.
Нити двойной спирали удерживаются вместе слабыми химическими связями между нуклеотидами A, C, G и T. Эти четыре молекулы производят только четыре типа ступенек, а не все двенадцать возможных ступенек. Причина в том, что А связывается только с Т, а G связывается только с С. Итак, в веревочной лестнице ДНК есть только четыре типа ступенек: АТ, ТА, ЦГ и ГК, как показано на схематическом рисунке ДНК выше.
Эта модель ДНК, кодирующая аминокислоты, и есть то, что классически означало слово «ген» . Однако теперь мы знаем, что ДНК делает гораздо больше, чем просто кодирует аминокислотные последовательности. Только 2 процента последовательности ДНК человека работают таким образом; классических «генов» всего 20 000. Остальные 98 процентов ДНК считались мусором, но теперь известно, что они выполняют важные функции, о чем я расскажу позже.
В качестве классического примера преуменьшения Уотсон и Крик написали: «От нашего внимания не ускользнул тот факт, что конкретное спаривание, которое мы постулировали, сразу предполагает возможный механизм копирования генетического материала». Они имели в виду, что если две нити двойной спирали расстегнуть, последовательность нуклеотидных оснований каждой нити A, T, C и G будет искать своего комплементарного партнера (A с T; T с A; C с G; G). с С). Это привело бы к созданию двух идентичных двойных спиралей ДНК. Эти две ячейки создают четыре ячейки, восемь ячеек, затем шестнадцать ячеек и так далее. Он аккуратно обеспечивает механизм для объяснения того, как мы начинаем жизнь как одна клетка и заканчиваем ее 50 триллионами клеток, каждая из которых имеет одинаковую ДНК.