За материализм в биологии - Страница 5

Нельзя не затронуть и вопрос о специфичности самого воздействия. Не во всех случаях имеет место столь строгая специфичность, какую нужно было бы ожидать, если бы ДНК была «наследственным веществом». Ваурека (Vaureka, 1948) показал, что некоторые штаммы стафилококков, устойчивые к пенициллину, становятся чувствительными при совместном их выращивании с другими микроорганизмами, и не только стафилококками но и дифтерийной палочкой (Corynebacterium diphtheriae), стрептококками и пневмококками. Капокаччи (Capocaccia, 1956) обнаружил у четырех из двадцати трех штаммов сальмонелл переход R-форм в S-форму при воспитании их на среде, содержащей не ДНК, а молоко и глицерин.

Имеется уже немало фактов, которые говорят о том, что один и тот же эффект вызывает не только специфическая ДНК, но и другие агенты. Хочкис (Hotchkiss, 1951) установил, что устойчивость к пенициллину можно передавать с помощью ДНК, выделенной из устойчивых пневмококков. Но устойчивые к пенициллину формы пневмококков также легко возникают при выращивании чувствительных форм на среде, содержащей пенициллин. Чем отличаются эти две формы устойчивости, — неизвестно. Правда, сторонники хромосомной теории одну форму связывают со специфическим влиянием ДНК, а другую — с отбором готовых мутаций, но это, конечно, не объяснение, а лишь уход от него.

Сходные результаты получили Хантер и Батлер (Hunter, Butler, 1956) по индуцированному синтезу Р-галактозидазы у бактерии Bacillus megatherium при воспитании ее на среде, содержащей РНК (рибонуклеиновую кислоту), выделенную из В. megatherium, которая выращивалась на среде с лактозой. Но такой же индуцированный синтез Р-галактозидазы можно получить и без воздействия специфической РНК, а при выращивании микроорганизмов на среде, содержащей соответствующий сахар (Ryan, 1952).

Балашша (Balassa, 1955, 1956), воздействуя ДНК, извлеченной из клеток клубеньковых бактерий люцерны (Rhizobium meliloti), изменил штаммы клубеньковых бактерий, специфичных для сои (Rhizobium sojae), которые приобрели способность образовывать клубеньки на корнях люцерны. Н. А. Красильников (1945, 1949, 1955) путем воспитания клубеньковых бактерий одного вида на среде, содержащей фильтрат направляющей культуры, изменял их в сторону этой культуры. Сходные явления удавалось получать и иным путем. Через 3–5 лет повторного выращивания сои на опытных делянках или в сосудах, где в почве не было Rhizobium sojae, эти бактерии появились. Красильников считает, что в этом случае «индуктором», изменяющим почвенные бактерии, являются корневые выделения сои.

Наконец, необходимо преодолеть и те трудности, которые неизбежно возникают при попытке представить механизм проникновения в бактериальную клетку гигантской (молекулярный вес 5–6 млн.) молекулы ДНК, которая в растворе представляет собой развернутый завиток от 5 000 до 10 000 Å в диаметре. Существующие в настоящее время представления о мембранной проницаемости не позволяют устранить эти трудности.

В качестве другого прямого свидетельства монопольной по существу роли ДНК в наследственности называются результаты исследований Херши и Чейз (Hershey, Chase, 1952). Названные авторы заражали кишечную палочку (Escherichia coli) фагом Т, меченным радиоактивными изотопами фосфора и серы. Они показали, что в бактериальную клетку проникает только фосфор, меченая же сера, входящая в состав аминокислот, в клетке не обнаруживается. Это позволило сделать заключение, что в бактериальную клетку при ее заражении фагом проникает только нуклеиновая кислота последнего, в которую входит фосфор, тогда как белковая часть фага, содержащая серу, остается за пределами клетки. Несмотря на это, проникшая внутрь бактериальной клетки ДНК обеспечивает не только синтез ДНК, специфической для бактериофага, но и синтез его белковой части. Тем самым демонстрировалась ведущая роль ДНК в синтетических процессах, обеспечивающая построение фаговой корпускулы вместе с ее белковой частью.

Эти результаты произвели такое сильное впечатление, что некоторые генетики до сих пор приводят их как прямое доказательство генетической роли ДНК, несмотря на то, что Херши в 1955 году внес существенную поправку к прежним наблюдениям. Анализ, выполненный в более строгих условиях, показал, что в бактериальную клетку проникает не только ДНК, но и меченый по сере и углероду белок фага, который Херши назвал «неосаждаемым». Попытка показать отсутствие связи этого белка с нуклеиновой кислотой пока не увенчалась успехом.

Нельзя не отметить и нерешенность вопроса о механизме заражения бактериальной клетки фагом. Опыты Херши и Чейза в их первом варианте заслуживают внимания только при допущении, что содержимое фага изливается через «хвост», которым он прикрепляется к бактериальной клетке, а его оболочка остается снаружи, как это описывается рядом исследователей. Однако Крисс и Тихоненко (1957), в результате проведенного ими электронно-микроскопического изучения строения корпускулы бактериофага, оспаривают подобный механизм заражения.

Ограничимся только сказанным; из этого видно, что «прямые доказательства» генетической роли ДНК наталкиваются на ряд вопросов, требующих ответа. Число таких вопросов уже сейчас очень велико, а с расширением исследований будет все увеличиваться.

Еще в работе Эйвери с сотрудниками (1944) указывалось на то, что, возможно, не только ДНК отвечает за эффект трансформации. Необходимо подчеркнуть, что в настоящее время нет ясности и в этом важнейшем вопросе. Так, по мнению Маалое (1957), в случаях трансформации «химическая чистота трансформирующего фактора настолько хорошо установлена, что можно считать несомненным, что трансформацию производят молекулы ДНК, содержащие в себе детерминанты специфических наследственных признаков». В то же время этот автор считает, что в случае трансдукции такая отчетливость отсутствует: «Нужно признать, что основания приписывать эту функцию молекулам ДНК во втором случае (т. е. в случае трансдукции. — Н. Н.) не столь вески, как в первом, так как мы не можем инфицировать бактерию ДНК фага, которая была бы искусственно освобождена от белка».