Мутации и полиморфизмы Гены наследуются от родителей (по половине генов от каждого, хотя это и не совсем правда, как сказано в основном тексте). Предположим, что в яйцеклетку или сперматозоид отправилась ДНК, в которую при копировании вкралась ошибка, и один нуклеотид поменялся. С учетом того что копируются миллиарды нуклеотидов, подобное время от времени происходит. Если такую ошибку не исправить, то ген потомка будет отличаться от исходного родительского на один нуклеотид. Это и есть мутация. В классической генетике различают три типа мутаций. Первый тип – это точечные мутации, при которых один нуклеотид копируется неверно. Изменит ли эта ошибка аминокислотную последовательность белка? Зависит от обстоятельств. Вернемся на несколько абзацев назад, к избыточности кода ДНК. Пусть есть кодон аланина ГЦТ в каком-то гене. Произошла мутация в этом кодоне, и он стал теперь ГЦА. Ничего страшного, этот кодон тоже обозначает аланин. Эта мутация без последствий, нейтральная. А если замена другая, например ГАТ? Новый триплет кодирует совсем другую аминокислоту – аспарагин. Ой-ой-ой! В действительности это, может быть, и небольшая беда, потому что новая аминокислота выглядит примерно как прежняя. Давайте попробуем представить аминокислотную цепочку, закодированную нуклеотидной последовательностью «затем/я/делаю/это». Произошла мутация, одна аминокислота сменилась на другую, но без особых последствий: «затем/я/делаю/эта». Большинство поймет, о чем речь; подумают, вероятно, что говорящий прибыл откуда-то издалека. А в переводе на белковый язык получится, что белок примет чуточку другую форму и будет выполнять свою функцию чуточку по-другому (может, немножко медленнее, а может, и быстрее). Но это не конец света. А если из-за мутации вставилась новая аминокислота и новый белок оказался совершенно другой формы? Последствия могут быть ужасны и даже смертельны. Теперь вместо «затем/я/делаю/это» имеем «зачем/я/делаю/это». Уже проблема. Следующий тип классических мутаций – делеции. Сценарий прежний – при копировании ДНК получается ошибка. Но вместо подстановки неправильного нуклеотида теперь он просто пропущен. Так, если в нашем примере «затем/я/делаю/это» пропущен пятый нуклеотид, то получается «затея/д/елаюэ/то». При сдвиге рамки считывания на один нуклеотид получается полная ерунда или даже совсем другое сообщение («я на третье съем торт» превращается в «я на треть съем торт»). При делециях могут отбрасываться сразу несколько нуклеотидов. В крайних случаях выбрасывается весь ген целиком или цепочка генов на хромосоме. И это определенно нехорошо. И наконец, имеются мутации вставки, или инсерции. Во время копирования ДНК для отправки в сперматозоиды или яйцеклетки нуклеотиды могут копироваться дважды, дуплицироваться. Тогда вместо «затем/я/делаю/это» получится: «затте/м/ядела/юэт». Полнейшая чепуха. А может, как и в прошлом примере, получиться совсем другое сообщение: из «учитель велел не опаздывать», добавив букву, получим «учитель велел мне опаздывать». В некоторых случаях вставляется больше одного нуклеотида. В самых крайних случаях получается дупликация целого гена. Так что, говоря о мутациях, обычно имеют в виду точечные мутации, делеции или инсерции[554]. Делеции и инсерции чаще всего приводят к серьезным последствиям, обычно они вредны для организма, но иногда этот путь ведет к созданию нового интересного белка. Вернемся к точечным мутациям. Представим, что в результате одной из них заменилась одна аминокислота и получился белок, работающий немножечко иначе, чем с правильной аминокислотой. Как уже говорилось, белок по-прежнему выполняет свою работу, но только чуточку быстрее или медленнее. И эта чуточка, это зернышко попадает в мельницу естественного отбора – если новая версия похуже исходной, снижает репродуктивный успех ее носителя, то отбор постепенно избавится от нее, вычистив из популяции. Если же, напротив, новая версия дает репродуктивное преимущество, то она заместит все исходные варианты в популяции. А если новая версия дает адаптивные преимущества лишь в некоторых условиях, в других же усложняет жизнь, то оба варианта – и старый, и новый – продолжат сосуществовать в популяции, достигнув определенного равновесного соотношения. Часть людей останется со старым белком, а у части будет работать новый. Про данную ситуацию говорят, что ген присутствует в двух формах или – что то же самое – имеет два «аллельных варианта», или «аллеля». У большинства генов имеются по нескольку аллелей. И в результате складывается индивидуальный набор функциональных генов (об этом подробно рассказывается в главе 8). И наконец, проясним путаницу в двух ходовых утверждениях о генетике. Первое – что у родных братьев и сестер (не однояйцовых близнецов) в среднем 50 % общих генов[555]. Второе – что у нас с шимпанзе 98 % общих генов. Значит ли это, что мы больше похожи на шимпанзе, чем на родных братьев и сестер? Нет, конечно. Сравнение с шимпанзе предусматривает поиск общих типов признаков. То есть у нас имеются гены, кодирующие признаки, скажем, глаз, мышц, дофаминовых рецепторов, но при этом нет тех, что связаны с жабрами, антеннами, пестиками и тычинками. И эта общность на уровне типов признаков дает 98 %. А сравнение двух людей проводится на уровне вариантов этих признаков – у обоих имеются, понятное дело, гены, кодирующие, к примеру, цвет глаз, но что это за аллельные варианты, одинаковые или различные? То же самое относится и к группам крови, дофаминовым рецепторам и т. д. На этом уровне сравнения у родных братьев и сестер сходство окажется 50 %. Список сокращений АКТГ – адренокортикотропный гормон БЛМ – базолатеральная миндалина ВГКН – врожденная гиперплазия коры надпочечников вмПФК – вентромедиальная префронтальная кора ВТУ – височно-теменной узел ГАМК – гамма-аминомасляная кислота ГКГ – главный комплекс гистосовместимости ГнРГ – гонадолиберин (гонадотропин-рилизинг-гормон) длПФК – дорсолатеральная префронтальная кора ИАТ – имплицитный ассоциативный тест КГР – кожно-гальваническая реакция КРГ – кортиколиберин (кортикотропин-рилизинг-гормон) ЛВД – лобно-височная деменция ЛГ – лютеотропин МАО-А – моноаминоксидаза А МРТ – магнитно-резонансная томография ОНП – однонуклеотидные полиморфизмы ОС – охотники-собиратели ОСД – ориентация на социальное доминирование ПВЯ – паравентрикулярное ядро гипоталамуса ПМК – премоторная кора ПНС – парасимпатическая нервная система ППК – передняя поясная кора ПТСР – посттравматическое стрессовое расстройство ПФК – префронтальная кора СДВГ – синдром дефицита внимания и гиперактивности СНА – синдром нечувствительности к андрогенам СНС – симпатическая нервная система СТЭ – Стэнфордский тюремный эксперимент СЭС – социоэкономический статус ТГ – триптофангидроксилаза ТМС – транскраниальная магнитная стимуляция ТФ – транскрипционный фактор ЦСВ – центральное серое вещество ЭЭГ – электроэнцефалограмма ЯЛКП – ядро ложа конечной полоски BDNF (brain-derived neurotrophic factor) – нейротрофический фактор мозга СОМТ (catechol-O-methyl transferase) – катехол-О-метилтрансфераза DAT (dopamine active transporter) – дофаминовый транспортер GWAS (genome-wide association studies) – полногеномный поиск ассоциаций Аббревиатуры в ссылках Чтобы хоть как-то сэкономить бумагу (читай – спасти дерево), в ссылках указываются только первый или два первых автора, а также используются следующие сокращения для полных названий журналов или отдельных слов в их названиях: AEL: Applied Economics Letters. AGP: Archives of General Psychiatry. Am: American. AMFP: American Journal of Forensic Psychology. Ann: Annual. ANYAS: Annals of the New York Academy of Sciences. Arch: Archives of. ARSR: Annual Review of Sex Research. BBR: Behavioral Brain Research. BBS: Behavioral and Brain Sciences. Behav: Behavior или Behavioral. Biol: Biology или Biological. Biol Lett: Biology Letters. BP: Biological Psychiatry. Brit: British. Bull: Bulletin. Clin: Clinical. Cog: Cognitive или Cognition. Comp: Comparative. Curr: Current. Dir: Directions in. EHB: Evolution and Human Behavior. Endo: Endocrinology. Evol: Evolution. Eur: European. Exp: Experimental. Front: Frontiers in. Horm Behav: Hormones and Behavior. Hum: Human. Int: International. J: Journal или Journal of. JAMA: Journal of the American Medical Association. JCP: Journal of Comparative Psychology. JEP: Journal of Economic Psychology. JESP: Journal of Experimental and Social Psychology. JPET: Journal of Pharmacology and Experimental Therapeutics. JPSP: Journal of Personality and Social Psychology. JSS: Journal of Sports Sciences. Med: Medical или Medicine. Mol: Molecular. Nat: Nature. NEJM: New England Journal of Medicine. Neurobiol: Neurobiology. Neurol: Neurology. Nsci: Neuroscience или Neurosciences. Nsci Biobehav Rev: Neuroscience and Biobehavioral Reviews. PLoS: Public Library of Science. PNAS: Proceedings of the National Academy of Science, USA. PNE: Psychoneuroendocrinology. Primat: Primatology. Proc: Proceedings of the. Prog: Progress in. PSPB: Personality and Social Psychology Bulletin. PSPR: Personality and Social Psychology Review. Psych: Psychology или Psychological. Rep: Report или Reports. Res: Research. Rev: Review или Reviews. SCAN: Social, Cognitive and Affective Neuroscience. Sci: Science или Sciences. Sci Am: Scientific American. Soc: Society или Social. TICS: Trends in Cognitive Sciences. TIEE: Trends in Ecology and Evolution. TIGS: Trends in Genetic Sciences. TINS: Trends in Neuroscience. Источники иллюстраций