Сегодня известно, что теория эволюции не способна ответить и на другие важные вопросы: как именно должна была осуществляться эволюция, и какой основной механизм позволил эволюционировать от одного типа организмов к другому? В связи с этим эволюционисты полагают, что в этом играют основную роль изменения внутри ядра клетки, среди которых первое место занимают «случайные» изменения, то есть мутации. Полагают, что мутационные изменения осуществляются в генах и хромосомах половых клеток, поэтому и способны передаваться потомству.
В связи с этим генетик P. Coller (1971 г.) утверждал, что мутации «необходимы для эволюционного прогресса», а палеонтолог S. Stanly (1981 г.) считал их «сырьем» для эволюции.
Следовательно, изучение эволюции было немыслимо без генетики – науки о законах наследственности и изменчивости организмов и методах управления ими. Именно развитие молекулярной генетики привело к раскрытию химической природы генетического материала и представлению о гене как об участке молекулы ДНК (у некоторых вирусов РНК) со специфическим набором нуклеотидов, в линейной последовательности которых закодирована генетическая информация. Каждый ген ответствен за синтез определенного белка (фермента или др.). Контролируя их образование, гены управляют всеми химическими реакциями организма и определяют, таким образом, его признаки. Уникальное свойство генов – сочетание их высокой устойчивости (неизменности в ряду поколений) со способностью к наследственным изменениям – мутациям, которые являются источником генетической изменчивости организма. При этом генетический код представляет собой единую систему «записи» наследственной информации в молекулах нуклеиновых кислот в виде последовательности нуклеотидов. Реализация генетического кода в клетке происходит в 2 этапа. Первый из них (транскрипция) протекает в ее ядре, а второй (трансляция) – в цитоплазме на рибосомах.
Нуклеиновые кислоты – это высокомолекулярные органические соединения, образованные остатками нуклеотидов. В зависимости от того, какой углевод входит в состав нуклеиновых кислот – дезоксирибоза или рибоза, различают дезоксирибонуклеиновую (ДНК) и рибонуклеиновую (РНК) кислоты. Нуклеиновые кислоты присутствуют в клетках всех живых организмов и выполняют важнейшие функции по хранению и передачи информации.
У высших организмов (эукариотов) ген входит в состав ХРОМОСОМ, которые представляют собой структурные элементы ядра клетки, содержащие ДНК, в которой заключена наследственная информация организма. В хромосомах в линейном порядке расположены гены. Совокупность генов, содержащихся в гаплоидном (одинарном) наборе хромосом данного организма называется геномом. В виде четких структур хромосомы различимы (при микроскопии) только во время деления клеток. Однако большое значение имеют ДНК и других структур клетки – цитоплазмы (внеядерная часть протоплазмы клеток), включающей и митохондрии – органоиды клеток.
