Існує одна теорія, згідно якої гени – єдина справжня форма життя на Землі, а ми – лише їх інструмент для розмноження. І ця теорія має один великий недолік – вона досить переконлива та жахаюча одночасно. Насправді, гени дійсно є найважливішою і невід’ємною складовою будь-якого організму, та як зрозуміти їх будову і функцію?
Почнемо із фукнцій. Всі організми на планеті Земля відносять до білкової форми життя. Білки, які також називають поліпептидами та протеїнами/протеїдами, відіграють найважливіші функції. З них будуються клітини, всі ферменти є білками, а всі фізіологічні процеси контролюються за їх рахунок. І дуже часто можна почути, що білок – це великий будинок, побудований з амінокислот. А гени, в свою чергу, є “планом будівництва” до цього білку.
Уявіть, що Ви захотіли приготувати незнайому Вам страву. Спершу Вам потрібно взяти книгу рецептів – хромосому. Далі, в цій книзі варто знайти потрібний рецепт – ген. І вже тоді, читаючи ген, Ви будете знати, які продукти і в якій послідовності треба додавати один до іншого. А тепер уявіть, що в цьому рецепті написано: коли саме треба його використати, яку кількість блюда приготувати і для чого воно потрібне. Тобто, ген мітить не тільки “рецепт”, але і “графік” його використання.
Візьмемо для прикладу червоноплідний сорт яблук. Логічно, що він має містити “рецепт” пігменту, який забарвлює шкірку плоду. Також не є дивним, що цей ген має працювати не в кожній клітині, а лише в шкірці (місце) під час дозрівання плоду (час). А процес використання гену для синтезу білка називають експресія гена.
Дуже важливо, щоб рослина мала не один хороший ген, а вдале їх поєднання. Наприклад, ген кількості зерна в колосі пшениці не вплине на врожайність, якщо сорт не матиме сильних генів фотосинтетичного апарату, крупності зерна, кущистості, стійкості до хвороб, тощо. Така рослина може дійсно може формувати більшу кількість зернівок, але з низькою масою тисячі насінин та вмістом білка. Але якщо сорт вже має вдале поєднання генів, як досягти вищої врожайності?
Як було вказано вище, кожен ген – це не тільки рецепт, але місце і час його експресії, на які можна вплинути. Навіть ген заравлення яблука буде працювати краще чи гірше, в залежності від температури повітря під час дозрівання. Гібриди кукурудзи генетично запрограмовані рости до певної висоти, але на цей показник впливає живлення, зволоження, кількість сонячного світла. І навіть за однакових умов вирощування, один і той самий гібрид буде мати різну висоту рослин, якщо частину з них обробити ауксинами. Чому так трапляється? Тому що регулятори росту та розвитку здатні впливати на експресію генів. Саме тому їх використання є фундаментом інтенсивних технологій вирощування, адже вони дозволяють використати потенціал сорту/гібриду без втрати якісних характеристик.
Коли мова йде про практичне використання регуляторів (стимуляторів) росту та розвитку, виникає питання: що, коли і в якій кількості вносити? На жаль, більшість продуктів на ринку не є дослідженими, адже їх вплив на експресію генів може дослідити лише сучасна генетична лабораторія. Саме тому важливо удостовіритись в можливостях виробника дослідити його власний продукт, бо ефективність застосування стимуляторів росту напряму залежить від обгрунтування рекомендацій виробника, які мають базуватися на сотнях лабораторних та польових досліджень.