Какими только способами ни пытались ученые прошлого подобрать ключи к «таинству жизни» — передаче признаков по наследству! И в клетку пробирались, в надежде усмотреть там «колесики», приводящие в движение сложный процесс деления клеток, и всевозможные скрещивания производили, чтобы по их результатам судить о наследственных и ненаследственных признаках организма. Большинство ученых вроде бы понимало, что какие-то неведомые «гипотетические отдельности» должны отвечать за развитие признаков (за окраску глаз — одна гипотетическая отдельность, за курчавость волос — другая, за форму носа — третья; итак: сколько признаков, столько и отдельностей), но в руки эти отдельности не давались.

Каких только названий не придумывали факторам, определяющим наследственность! Спенсер называл их физиологическими единицами, Дарвин — геммулами, Нэгели — мицеллами, Геккель — пластидулами, Визнер — плазомами, Энгельман — инотагматами, Вейсман — биофорами, Биль — биобластами, Форстер — сомакулами, О. Гертвиг — идиобластами, де Фриз — пангенами, Уатмен — идиосомами, Гааке — геммами, Бешамп — микросомами... Что ни новый ученый брался за решение проблемы, то новое название,— как будто по примеру жрецов прошлого надеялись заклинаниями добиться успеха...

Но назвать — это еще не значит понять. XX век начался с переоткрытия законов Менделя. Они дали первое понятие об этих отдельностях и о том, как они себя ведут при скрещиваниях. Наука о наследственности взяла разбег. Поэтому, когда в 1909 году Нэгели предложил термин «ген» (буквально «рождающий»), все ученые как-то разом согласились, что удобнее и короче ничего не придумаешь. С тех пор элементарные единицы наследственности стали называть генами, а саму науку о наследственности — генетикой.

Знания о генах быстро накапливались. Постепенно поиски «гипотетических отдельностей» сосредоточились в ядре клеток. Генетики вместе с цитологами неопровержимо доказали, что именно ядро — вместилище наследственной информации. Затем круг поисков еще сузился. В передаче плана развития от родителей детям оказались повинны хромосомы.

Теперь на очереди стояла задача настолько же важная, насколько сложная: понять, что же такое гены и как они упакованы в хромосомах.

Ген как единица функции

Первое и основное свойство гена — управлять развитием признака. Еще ничего не зная о хромосомах, Мендель тем не менее вполне четко показал, что все единичные признаки — окраска венчика цветка, или форма семени, или высота стебля — связаны с определенными наследственными факторами. Ген может быть либо доминантным, либо рецессивным, но только в одном из этих состояний.

Впоследствии наблюдения Менделя значительно упрочились. В первые два десятилетия XX века генетика обладала доказательствами того, что отдельные признаки являются проявлением независимых генов. Стоило удвоиться гену Bar, как резко менялась морфология подшефного признака: глаз мухи принимал щелевидную форму. Подобных примеров было найдено достаточно, чтобы считать, что это правило, а не исключение.

Коррективы были внесены лишь в один пункт. Выяснилось, что ген нередко принимает участие в формировании сразу нескольких признаков организма. Складывалось впечатление, что те команды, которые ген посылал из ядра в клетку, адресовались сразу нескольким признакам. Но это скорее говорило о том, что надо пересмотреть представление о тех признаках, которые мы принимаем за единичные, чем о самих генах.

Диапазон активности некоторых генов расширился, но функции одного гена, как показали исследования, оставались всегда одними и теми же. Например, ген А управлял образованием щетинок на теле дрозофилы и мог затрагивать очертания крыльев, но именно этой совокупностью признаков нормальный (немутантный) ген А отличался от генов В, В, Г, Д и др.

Свойство гена определять развитие четко ограниченного признака (или группы признаков) было первой твердо доказанной характеристикой гена. Правило гласило: ген — это элементарная единица наследственности, характеризующаяся вполне определенной функцией.