Лысенко был прав!

Нормальный коллаген после своего синтеза в эндоплазматической сети в виде недозрелого белка подвергается особой химической обработке — гидроксилированию, что приводит к присоединению спиртовых групп к аминокислотам цепи коллагена. Химическая обработка ведет к тому, что гибкие цепочки незрелого коллагена скручиваются друг с другом по трое и становятся очень негибкими. Коллагеновые скрутки потом транспортируются (часто просто диффундирует по трубочкам) из эндоплазматической сети в пластинчатый аппарат Гольджи и здесь образует агрегаты, в которых гибкие палочки склеиваются друг с другом вдоль оси и образуют как бы связки хвороста. Они прочны, занимают мало места и поэтому легко транспортируются по транспортному пути клетки. Если имеется мутация в молекуле коллагена, которая нарушает процесс склеивания прутиков, то 1) транспорт будет менее эффективным, 2) прочность структур соединительной ткани будет меньше и это приведет к нарушениям в развитии скелета. Во время транспорта мешков со связками коллагеновых палочек-скруток, от них отрезаются концы цепей, торчащих из скрутки. Это позволяет полученным палочкам вне клетки упаковываться в длинные канаты, очень прочные и составляющие основу нашего скелета. Обычно это происходит внутри клеток во время транспорта от пластинчатого комплекса Гольджи до плазматической мембраны.

Молекула коллагена, например, коллагена номер один закодирована в двух родственных генах COL1A1 и COL1A2. Если учесть, что человек имеет две пары хромосом, то у нас оказывается 4 гена. COL1A1' и COL1A2' в одной хромосоме и COL1A1" и COL1A2" в другой хромосоме. Гены COL1A1' и COL1A1" а также COL1A2' и COL1A2"являются генами-аллелями. Как правило, гены-аллели отличаются своими цепями нуклеотидов. Но так, что результирующая цепь аминокислот является идентичной. Реже, они отличаются и по последовательности аминокислот, но так, что результирующий белок функционирует нормально, то есть получающиеся цепи также скручиваются, а палочки также склеиваются.

Если под действием внешних факторов происходит изменение последовательности нуклеотидов в гене коллагена, то результат будет зависеть от того, как изменится функция коллагена и его способность подвергаться постранляционным (то есть происходящим после синтеза) изменениям. Если коллаген будет иметь мутацию, ведущую к невозможности осуществлять гидроксилирования молекул, то склеивание гибких цепочек будет затруднено и коллаген не будет выходить из эндоплазматической сети. То же произойдет, если в результате сдвига рамки считывания вместо коллагена будет синтезироваться совершенно другой белок. Он тоже не выйдет из эндоплазматической сети.

Будет ли это мешать функционированию соединительной ткани?

При наличии 3 оставшихся генов коллагена 1, и их некотором относительном избытке, особых изменений не будет. Если у человека встретятся два гена с подобными мутациями (вроде как рецессивный фенотип), но фенотип будет промежуточный, будет повреждение, но не выраженное, и только если встретятся 4 гена-мутанта кодирующих коллаген-1, то будет выраженный гомозиготный фенотип по рецессивному типу.

А что будет, если в молекуле коллагена изменится та часть, которая используется гидролитическими, то есть режущими белок ферментами, для отрезания концов цепей торчащих из скрутки. Обычно это происходит внутри клеток во время транспорта от пластинчатого комплекса Гольджи до плазматической мембраны. В таком случае скрутки цепочек коллагена выйдут во внеклеточную среду и будут участвовать в сборке канатов. Но так как достаточно одной скрутки с необрезанными хвостами, чтобы повредить весь канат, то даже продукт синтеза, получающийся от одного гена-мутанта, будет способен нарушить упаковку канатов из палочек коллагена полученных от трех других нормальных генов. Так возникает доминирование признака-мутации (200).

ПРИЛОЖЕНИЕ VII. МУТАЦИИ И ПРОБЛЕМА РАКА

У многоклеточных организмов неконтролируемое деление всегда проблема — возникает рак. Рак представляет собой клон (то есть, группу клеток, потомков одной клетки) мутированной дифференцированной созревшей соматической клетки или же клон мутированной стволовой эмбриональной клетки. В обоих случаях клетки, составляющие клон, выходят из-под популяционного (группового) контроля. Рак — это отказ делящихся клеток слушаться приказов, исходящих из ткани. В результате потери контроля над делением клетки начинают бесконтрольно размножатся и затем мигрируют по сосудам в другие ткани, давая метастазы.