Как ГМО спасает планету и почему люди этому мешают

В литературе есть такой жанр, как книга-игра. Такую книгу можно читать подряд, от первой главы к последней, и получить одно развитие сюжета. А перетасовав порядок глав, случайно или согласно авторскому сценарию, получить еще с десяток вариантов его развития и развязки. И все по одной книге. Моя любимая в этом жанре – «Игра в классики» Хулио Кортасара. В конце каждой главы есть числовой указатель с вариантами, какую главу можно прочесть следующей. Честно говоря, моей силы духа пока хватило лишь на два варианта – книга слишком уж не из легких.

Почти все гены эукариот как этот роман: они состоят из нескольких «глав», и читать эти главы можно в разном порядке. Первым делом, как и в рассмотренной нами ранее истории для бактерий, происходит считывание с ДНК в РНК всего гена. Получившаяся РНК содержит в себе и интроны, и экзоны. Такая РНК еще незрелая. Чтобы стать пригодным рецептом для изготовления белка, ей придется пройти ряд трансформаций – в частности избавиться от ненужных частей и в правильном порядке собрать нужные информационные кусочки. В самом классическом варианте сплайсинга порядок и состав экзонов останется прежним. Рассмотрим пример. Пусть незрелая РНК выглядит так:

Экзон 1 – Интрон 1 – Экзон 2 – Интрон 2 – Экзон 3 – Интрон 3 – Экзон 4

(для краткости будем записывать это как Э1-И1-Э2-И2-Э3-И3-Э4).

Тогда после вырезания интронов и склейки экзонов в изначальном порядке мы получим новую, уже готовую матричную РНК (мРНК), которая будет состоять из:

Э1-Э2-Э3-Э4.

Такая мРНК уже готова отправиться на молекулярный «завод» – в рибосому. Там по матрице мРНК будет произведена постройка аминокислотной цепочки – то есть белка. В человеческом геноме помимо такого «классического» варианта почти 94 % генов имеют и альтернативный[142]. Да, как правило, еще и не один, а сразу несколько. Большинство наших генов по современным оценкам в среднем могут производить по три различных варианта белка![143] А некоторые и того больше. Вариантов сплайсинга существует множество, они называются альтернативный сплайсинг. Самые простые и распространенные варианты альтернативного сплайсинга – варианты, когда вместе с интронами «случайно» вырезается и какой-то из экзонов. В нашем примере такими вариантами могли бы стать следующие мРНК:

Э1-Э2-Э3,

Э1-Э3-Э4,

Э2-Э4.

Реже встречается интереснейший механизм, при котором склеиться для образования зрелой мРНК могут экзоны из разных молекул незрелой мРНК, обычно входящие в состав разных генов![144] Такой вариант сплайсинга называется транс-сплайсинг. Как это может выглядеть: обозначим первый транскрипт как Э1-И1-Э2-И2-Э3-И3-Э4, а второй как э1-и1-э2-и2-э3, тогда продуктом их транс-сплайсинга может стать:

Э1-Э2-э3 или э1-э2-Э3.

Не так давно ученым стало известно, что изредка даже может меняться порядок экзонов при построении мРНК[145], и получится что-то вроде:

Э2-Э1-Э4 или Э3-Э4-Э2-Э1.