Наука Плоского Мира III: Часы Дарвина

Многочисленные примеры, как старые так и новые, опровергают каждый аспект популярной взгляда на ДНК и процесс эволюции. В конце мы решили привести один особо важный и обнаруженный совсем недавно пример, значимость которого для биологического сообщества становится совершенно очевидной. Возможно это самое сильное потрясение, которое могла испытать клеточная биология с момента открытия ДНК и самой важной догмы: ДНК определяет информационное-РНК, которое в свою очередь определяет белки. Открытие не было сделано через большую и широко разрекламированную исследовательскую программу вроде проекта «геном человека». Его сделал некто, кого очень интересовало то, почему его петунии бывают полосатыми. Когда весь мир пытается расшифровать Геном Человека, не так-то легко получить грант на исследование полосатых петуний. Но то, что открыли петунии для медицины оказалось куда более важным чем весь проект «геном человека».

Поскольку белки являются основой структуры всех живых существ, и поскольку ферменты контролируют процесс жизни, очевидно что жизнь контролирует ДНК, и мы можем расшифровать ДНК-код всех жизненно важных функций. Мы можем определить функцию каждого белка, поэтому можем предположить, что ДНК, в котором содержится код для этого белка в конечном счёте отвечает за соответствующую функцию. Одна из ранних книг Ричарда Докинза укрепила идею одного гена, одного белка и одной функции (хотя он осторожно предупреждал своих читателей, что не хотел оставлять именно такого впечатления) и это вдохновило прессу на такие преувеличения как называть геном человека «книгой жизни». И картина представленная в «эгоистичном гене» сделала абсолютно вероятным то, что огромные участки генома существовали только по эгоистичным причинам, то есть были никак не связаны с интересами организма.

Биологи в основном заняты в биотехнологической промышленности, которая обслуживает сельское хозяйство, фармакологию, медицину и даже некоторые инженерные проекты (мы имеем в виду не «генную инженерию», а всего лишь производство улучшенных моторных масел), и все они разделяют центральную догму, несколько незначительных изменений и исключений. Все они прекрасно осведомлены о том, что практически большая часть генома человека это «мусор», который не кодирует никакие белки. И хотя некоторые из них могут иметь важное значение для процессов развития или контроля некоторых «настоящих» генов, особо волноваться о них не нужно.

Правда, довольно большая часть ненужного ДНК легко транскрибируется в РНК, но это всего лишь короткие отрезки, которые находятся в жидкостях клетки, и которых не нужно принимать в расчёт, если вы занимаетесь важными делами по созданию белков с настоящими генами. Напомним, что последовательность ДНК настоящих генов состоит из мозаики экзонов, которые кодируют белки, разделённых другими последовательностями под названием интроны. Интроны должны быть вырезаны из РНК-копий чтобы получить «подлинную» последовательность, кодирующую белок, называемую информационную-РНК, которая проходит в рибосомы подобно магнитной ленте в магнитофон. Информационое-ДНК определяют какие именно белки будут созданы и на их концах есть последовательности, которые определяют будет ли создано множество копий этого белка или только пара молекул.

Никто не беспокоился об этих вырезанных интронах, лишь кусочки РНК бесцельно бродят в пределах клетки пока их не разрушать ферменты. Теперь же наоборот. В своей статье в октябрьском номере за 2004 год Джон Маттик сообщает, что «главный принцип совершенно не подходит для описания молекулярной биологии эукариотов.» Белки играют роль в экспрессии генов эукариотов, но скрытая, параллельная система регулирования состоит из РНК, которая непосредственно воздействует на ДНК. РНК и белки снова в деле. Такая скрытая сигнальная система РНК возможно позволила человеку достигнуть структурной сложности за границами одноклеточного мира.

Это объяснили петунии. В 1990 году Ричард Иоргенсен и его коллеги пытались вывести новые виды петуний с более яркой и интересной окраской. Очевидным является подход спроектировать в геноме петунии несколько дополнительных копий гена, который кодирует выработку пигменты. Чем больше ферментов, тем больше пигмента, верно?

Не верно.

Меньше ферментов?

Не совсем так. Там, где раньше был равномерно окрашенный лепесток, появились полоски. На некоторых участках пигмент вырабатывался, а на некоторых — нет. Этот эффект был настолько удивительным, что ботаники хотели узнать точно, почему так происходит. И то что они обнаружили называется «РНК-интерференцией». Определённые последовательности РНК могут выключать ген и не производить белок. Это случается и со многими другими организмами. Фактически, это широко распространённое явление. А это свидетельствует о чём-то крайне важном.