Знание-сила, 2004 № 03 (921)

Факт этот состоял в следующем. В то время как число генов в организме, как мы уже сказали, вроде бы не имеет прямой связи со степенью сложности этого организма, длина джанка, напротив, напрямую с этой сложностью связана. Напомним, чтоджанк по своей длине намного превосходит собственно генную часть генома. У человека, например, гены занимают всего 2 процента длины всех молекул ДНК, а джанк — остальные 98. Поэтому можно смело сказать, что длина генома (то есть общая длина всех молекул ДНК) практически определяется длиной его джанка. И вот эта длина, как оказалось, действительно грубо соответствует степени сложности организма. К примеру, общая длина молекул ДНК у человека и человекообразных обезьян (она составляет около 3 миллиардов единичных химических звеньев, так называемых нуклеотидов) — самая большая в животном мире.

Можно было бы сказать, что, дескать, эволюция просто "накопила" эти миллиарды звеньев по мере того, как усложняла свои создания, но попутно она выводила из действия все уже "пройденное", "отработанное" и перебрасывала его в "бесполезный джанк".

Но в самые последние годы обнаружилось, что дело обстоит намного сложнее. И вот одно из многочисленных тому доказательств. Недавно группа исследователей из американского Института генома провела сравнение геномов человека, коровы, собаки, свиньи и нескольких других видов на предмет выявления сходных участков. Таких участков, отличающихся лишь небольшими изменениями в порядке следования нуклеотидов, они обнаружили около 1200. Поскольку эволюция сохраняет их почти неизменными, можно думать, что эти участки имеют важное значение для всех перечисленных видов. Так вот лишь около 250 из сходных (то есть "общих" для разных видов) участков пришлись на собственно генную часть ДНК. Около 800, то есть две трети, оказались сосредоточенными в так называемых интронах — это относительно короткие куски джанка, разбросанные внутри самих генов.

До сих пор интроны считались абсолютно бесполезными для организма. Такое убеждение подкреплялось тем давно обнаруженным фактом, что при передаче генетической информации от гена к белку информация, соответствующая интронам, просто выбрасывается. И ют теперь оказывается, что эти "бесполезные" интроны чем-то так важны, что эволюция, переходя от вида к виду и все более усложняя их. сохраняет целые участки этих интронов почти без изменений. Более того, одновременно оказалось, что оставшиеся полтораста сегментов, "общих" для разных видов, вообще располагаются в джанке.

Все это говорит о том, что, вопреки прежним представлениям, у джанка, видимо, есть какие-то функции и эти функции, по всей видимости, очень важны для организмов самых разных видов. Невольно вспоминается анекдот о человеке, обидевшемся, когда ему сказали о "сером веществе" его мозга: "Не такое уж оно у меня серое!" Не такой уж он "мусор", этот джанк.

Вообще говоря, это не такая уж новость. Многие факты в сумме позволяют думать, что кроме генов, хорошо изученных в прежние десятилетия и составляющих те самые 2 процента хитины ДНК, есть еще множество каких-то иных генов (или действующих как гены участков), скрытых во "внегенной", джанковой части этих молекул.

Тут, однако, необходимо на минуту остановиться, потому что мы невольно сами создали путаницу. В самом деле, как это понять: "Гены, скрытые во внегенной части ДНК"? "Внегенные гены"? Нет ли туг противоречия?

Есть, конечно. И, как это обычно бывает, противоречие возникло из-за недоговоренности в самом определении. Что это, собственно, такое — ген?

Генетика как наука началась с определения гена как мельчайшей ("неделимой", наподобие атома) единицы наследственности. Затем, по мере выяснения молекулярной структуры генов, стало ясно, что это определенный участок молекулы ДНК (точнее, на одной ее цепи, ибо молекула ДНК состоит из двух свернутых спиралью цепей). В ходе жизнедеятельности клетки две эти свернутые друг вокруг друга цепи ДНК время от времени развертываются в нужных местах, обнажая какой-либо ген, то есть участок одной цепи, состоящий из определенной последовательности нуклеотидов. К этим нуклеотидам по определенному правилу тотчас прикрепляются дополнительные к ним нуклеотиды, образуя одноцепочечную молекулу РНК. (Кроме одноцепочечности, молекулы РНК отличаются от молекул ДНК еще двумя особенностями: их "позвоночник" составлен из химических ipynn сахара рибоза, а не дезоксирибоза, как в ДНК, и нуклеотид тимин у них заменяется нуклеотидом урацил.)

Галочками на схеме обозначены те участки "мусорной ДНИ" (то есть как бы ненужной), где. как показывают последние исследования, спрятаны важные элементы, регулирующие многие стороны деяятельности ДНИ. Подробнее об этом - на с. 68

Этот процесс переписывания информации с гена на РНК называется "транскрипцией". При такой транскрипции на разных генах в зависимости от их типа могут образоваться несколько разных видов молекул РНК. Долгое время генетикам были известны только три: информационная, транспортная и рибосомная.