Процесс создания новых генов

Едва ли не самым фундаментальным, самым жизненно необходимым для любо­го организма процессом служит процесс создания новых генов, т. е. механизм полу­консервативной репликации ДНК. Основой этого процесса является использование уже готовой матрицы. Есть ли аналог этого процесса, используемый человеком? Да, есть. Таким широко используемым аналогом является издание книг, газет, журна­лов.

В начале этого технологического процесса лежит создание исходных матриц, а потом уже с этих матриц печатаются (синтезируются) миллионы образцов, анало­гичных исходным матрицам. Причем для создания матриц также используются пер­вичные структуры (слова), которые в русском алфавите кодируются 33, а в англий­ском — 26 буквами в различных сочетаниях. Аналогия почти полная. Из слов можно создать такое же огромное количество романов, повестей, поэм и т. п. произведений, как и из аминокислот — белков.

Однако в живой природе матрицы генов так и оста­ются в принципе постоянными, они лишь постепенно меняются, а человек может создать матриц столько, сколько ему понадобится, ибо они для него не являются столь жизненно необходимым, как гены для живого организма. На этом же принципе ко­дирования готовых, создаваемых самим человеком шаблонов, матриц, форм, отли­вок, клише, основаны и некоторые другие процессы производства.

Бактерии, в отличие от всех других организмов, способны самостоятельно регулировать число копий своих генов, хотя общее число генов у них так же постоянно, как и у всех дру­гих живых существ. Процесс размножения у бактерий значительно сложнее, их ге­ном состоит уже из нескольких тысяч генов.

При температуре 37 °С и при наличии в среде источников энергии и минимума питательных веществ, необходимых для син­теза нуклеиновых кислот и аминокислот, время удвоения для Е. coli составляет около 1 ч. Таков своеобразный эмбриональный период этих бактерий, необходи­мый для воспроизводства всех компонентов клетки, прежде чем ее рост закончится формированием межклеточной перегородки и рождением двух дочерних клеток.

Зарождение и образование этих клеток происходит исключительно за счет биохи­мических процессов, протекающих еще в родительской клетке. Именно в ней осу­ществляются все первичные (эмбриональные) процессы, связанные с репликацией (размножением) генов и с реализацией всего объема генома, т. е. удвоением биомас­сы клетки.

При самых благоприятных условиях скорость размножения бактерий возрастает в 2—4 раза за счет увеличения числа копий генов и их одновременной трансляции, скорость которой также возрастает за счет увеличения числа рибосом. Увеличение суммарной скорости биосинтеза всех структурных компонентов клетки увеличивает и скорость размножения бактерий.