История жизни

<- Глава 7 Глава 9 ->

Часть 2. Возникновение жизни

 

    Глава 8. Генетический компьютер 

Структура генома эукариотической (ядерной) клетки оказалась неожиданной. Кодирующие участки в ДНК занимают только небольшую ее часть, у человека это всего 5-10%. Назначение остальных участков не вполне ясно. Есть регуляторные участки, с которых считываются короткие молекулы регуляторных РНК, но большую часть составляют бессмысленные вставки-интроны. У прокариот (безъядерных) интроны тоже встречаются, но их число на много порядков ниже.

Так что гены обычно не представляют собой непрерывные последовательности нуклеотидов, а разбиты на несколько участков, разделенных некодирующими интронами. Практически каждый ген имеет последовательности нуклеотидов, обозначающие его начало и конец. Кроме того, он содержит регулирующий его считывание участок, который тоже расположен вдали от «смысловой» последовательности.

Все это похоже на то, как записывается информация на свободные места жесткого диска компъютера. Части единого файла точно так же могут помещаться в самые разные сегменты диска, но на нем же записывается, где содержатся эти части и в каком порядке их следует читать. Очень важно, что ДНК – это не просто папка с файлами, а скорее программа, так как отдельные гены объединены в сообщества, имеющие общую цель. Подобное объединение ученые обнаружили в генетическом материале бактерий и назвали его оперон. Это сообщество объединяет разные гены под началом одного руководителя, именуемого оператором. Если бы гены были независимы, то и эволюция стала бы невозможной.

Как и в компьютере, в геноме есть копии некоторых генов, причем количество копий может быть очень большим, до тысячи. Но самый большой сюрприз ожидал ученых, когда обнаружилось, что отдельные гены или группы генов прокариотических и эукариотических хромосом способны перемещаться и размножаться в пределах генома. Эти перемещающиеся фрагменты назвали  мобильными генетическими элементами (МГЭ).

МГЭ повышают изменчивость генома. Особенно активизируются они в критических для организма ситуациях, что приводит к вспышкам мутагенеза. Это может способствовать приспособляемости видов. А зачастую очень полезными оказываются и сами гены, входящие в состав МГЭ. Именно у МГЭ иммунная система позвоночных научилась быстро создавать новые белки-антитела, вырезая и перемещая на новые места участки генов-заготовок. Или, например, регуляторные участки ДНК, управляющие работой соседних генов, сформировались из фрагментов «прирученных» МГЭ. А эволюционный прогресс обеспечивает не столько появление новых белков, сколько развитие новых регуляторных участков.

Чуть ли не половина генома человека состоит из МГЭ. У других животных и растений дело обстоит примерно так же. У прокариот мобильных элементов меньше, но тоже очень много. Типичный мобильный элемент представляет собой по сути дела упрощенный вариант вируса. МГЭ обладают всеми характерными свойствами вирусов, кроме одного — инфекционности. И еще МГЭ более ограничены в своих передвижениях. Они могут активно размножаться и перемещаться в пределах генома — перепрыгивать с места на место, встраиваясь в хозяйские хромосомы в разных местах и влияя на работу близлежащих генов. Они, разумеется, передаются вертикально (от родителей к потомкам, то есть наследуются), а иногда и горизонтально — подобно полноценным вирусам.

Родство вирусов и МГЭ не вызывает сомнений. Не исключено, что началось все с мобильных элементов, которые могли просто самозародиться в геномах примитивных организмов, и произойти это могло еще на заре жизни. Постепенно усложняясь, МГЭ в дальнейшем превратились в настоящие вирусы.

<- Глава 7 Глава 9 ->

 

Понравилась статья? Поделись с друзьями.

Оставить комментарий

− 4 = 2