- Троицкий вариант — Наука - http://trv-science.ru -

Столпотворение Вторых Генетических Кодов

Сопряженная с открытиями слава не дает покоя многим героям научного фронта. Если читатель откроет Гугл на «Второй генетический код», он обнаружит, что таковых существует хороший десяток, и все разные. C 1988 г., после почина Шиммеля (код узнавания тРНК-аминокислота), Вторые Генетические Коды появлялись в 2001 (два), 2003, 2006, 2007, 2008 (два) гг. и, последний пока, в 2010 г. (про сплайсинг генов).

Следует заметить, что есть известная неопределенность в том, что называть кодом. В информатике это способ читать цепочку символов — текст, в котором закодировано какое-то сообщение. В простых случаях — узнавать какие-то осмысленные буквосочетания, часто подпорченные намеренным или естественным шумом. Более общее определение, семантическое, касается не только и не столько текстов. Семантический код — это правила взаимоотношений между частями обычно сложной системы, выполняющей определенную функцию. Но охотникам за Вторыми Кодами такие тонкости ни к чему. Был бы почет.

Первый Второй Код, код Шиммеля, — семантический: как молекулы аминоацил-тРНК-синтетазы узнают свои тРНК, чтобы присоединить к ним правильные аминокислоты и чтобы потом, уже в рибосоме, добавлять их к растущей цепочке белка. Заметим, что закодированную в генах инструкцию, какие триплеты отвечают каким аминокислотам, реально «читает» не рибосома, как часто говорят, а именно аминоацил-тРНК-синтетазы.

Вторым Кодом (2001) часто называют и (информационный) код метилирования ДНК, когда в ди-нуклеотидной последовательности Ц-Г (цитозин-гуанин) цитозин метилируется (в МеЦ), и динуклеотид МеЦ-Г иногда на несколько поколений остается в ДНК, что приводит к так называемым эпигенетическим явлениям. А еще один Второй Генетический Код 2001 г., семантический, сообщает о том, что гистоновые белки, вокруг которых наворачивается ДНК, тоже метилируются, в результате чего упаковка ослабляется и гены ведут себя иначе.

Четвертый Второй Генетический Код (2003) — про существование в «некодирующей» ДНК последовательностей, отвечающих за обмен кусками ДНК внутри генома. Кстати, «некодирующая» — это неосмотрительное название, введенное в 70-е годы. Тогда стало ясно, что куски и кусочки генов «плавают» в море последовательностей, которые никаких белков не кодируют и зачастую примитивны, как, например, простые длинные повторы...АТАТАТАТАТ... Словом, мусор какой-то. Как упаковочный пенопласт.

Вторые Генетические Коды

Первый. G.Kolata, Second genetic code deciphered, solving a protein synthesis puzzle, New York Times (May 13, 1988) и C. de Duve, Transfer RNAs: the second genetic code, Nature (May 12,1988) 333:117-118.

Второй. ETON Bioscience Inc., Crack the second code: Methylated DNA sequencing for epigenetic analysis (2003).

Третий. E.Young, Packaging proteins may be second genetic code, New Scientist (August 9, 2001) и TJenuwein, C.D.Allis, Translating the histone code, Science (August 10, 2001) 293: 1074—1080.

Четвертый. J.Elhai, Cracking the second genetic code: sequence patterns in noncoding DNA, Virginia Commonwealth University BBSI Symposium 1 (2003), abstract.

Пятый. E.Segal et al., A genomic code for nucleosome positioning, Nature (August 17, 2006) 442: 772-778 и N.Wade, Scientists say they've found a code beyond genetics in DNA, New York Times (July 25, 2006).

Шестой. T.Hughes, Cracking the second genetic code, The FASEB Journal (2008) 22: 262-268.

Седьмой. In: Quantum bio-informatics: from quantum information to bio-informatics. Eds: L.Accardi, W.Freudenberg, M.Ohya, World Scientific (2008) p. 441.

Восьмой. N.M.Springer, S.M.Kaeppler, Epigenetics: the second genetic code, Advances in Agronomy (2008) 100: 59-80.

Девятый. J.R.Tejedor, J.Valcarcel,. Gene regulation: Breaking the second genetic code, Nature (2010) 465: 45-46.

Инертным умом без дальнего загляда сравнительно легко (и с энтузиазмом) воспринимается идея о том, что помимо оглушительного Главного Кода, триплетного, есть еще один код. Но что их, как теперь оказывается, много и разных, — средне-ученому пониманию недоступно. А между тем уже в 1980 г. стало ясно, что есть еще по крайней мере один важный код в последовательностях ДНК, и белок-кодирующих, и «некодирующих», — код упаковки ДНК в нуклеосомы. ДНК сама инструктирует, как ее упаковывать, чтобы всё слаженно работало. И этот код сосуществует и перекрывается с триплетным кодом. Но только в 2006 г., когда упаковочный код был переоткрыт другими авторами (это уже пятый Второй Генетический Код), идея о перекрывании была, наконец-то, озвучена, даже в СМИ. Переоткрывание перекрывания (по-английски так не скажешь).

Что говорить: ясно, что кодов много. Несмотря на нелепый сбой в нумерации. Невозможно без гримасы смотреть на эти перегонки со Вторыми Кодами. Как, интересно, предыдущие герои соотносят себя с последующими? Уж, наверное, не любят. А те, что сообразили, что и до них были эти геройские коды, еще и (вероятно) совестятся. И вообще, что, у них у всех памяти нет? Не читают? Или уж очень «хоцца»? В какой-то момент кто-то из них узнает, наконец, или догадается, что кодов-то на самом деле много, и тогда появится Третий Генетический Код. А откуда считать? То есть появятся несколько Третьих кодов, каждый отправляясь от одного из Вторых. Какой-то вселенский водоворот.

Но может быть, мы зря всё валим на горе-великих ученых. Ведь зачастую эти почетные титулы не самозванны, а назначены научными корреспондентами, падкими на звонкое словцо. Нет, не зря. Никто из этих ученых никогда не протестовал. Некоторые даже держат свои звания первооткрывателей (второоткрывателей? третьеоткрывателей?) на своих сайтах, в цвете. Лестно же иметь статью о себе, скажем, в «Нью-Йорк Таймс». Стыд пройдет, а почет останется.

Шестой Второй Генетический Код (2007) связан с многочисленными регуляторными белками, каждый из которых связывается с определенной последовательностью в ДНК, длиной в 10-15 букв. После такого связывания ген либо включается, либо выключается. Седьмым Вторым Кодом (2008) названа проблема предсказания структуры белка по его аминокислотной последовательности. Этот код еще не расшифрован. Восьмой код (2008), названный эпигенетическим, объединяет под новым авторством уже открытые два Вторых Генетических Кода от 2001 г. Наконец, девятый, последний пока, Второй Генетический Код (пора сбиваться со счета) 2010 г. сложно объясняет, как узнать, в каких местах ген должен сплайсироваться, без упоминания о том, что основные элементы этого кода были сформулированы еще в 1980-м.

Генетический код — таблица соответствий между кодонами (тройками нуклеотидов, элементарных единиц нуклеиновых кислот, являющихся носителем наследственной информации) иаминокислотами (элементарными единицами белков, основных функциональных молекул живой клетки). Генетический код практически универсален, за исключением относительного небольшого числа различий, затрагивающих единичные аминокислоты в некоторых группах организмов. Генетический код был определен в начале 1960-х годов усилиями нескольких групп исследователей. Он реализуется транспортными РНК (тРНК), доставляющими аминокислоты к растущему белку и распознающими текущий кодон, и рибосомами — сложными белок-нуклеиновыми комплексами, осуществляющими синтез белка.

Код тРНК-аминокислота — соответствие между аминокислотами и транспортными РНК. Реализуется специальными ферментами, аминоацил-тРНК-синтетазами, присоединяющими аминокислоту к тРНК, которая может распознать соответствующий кодон.

Сплайсинг генов (точнее, транскриптов) — процесс вырезания из транскрипта (копии участка ДНК, кодирующей ген) незначащих вставок, интронов, и соединения оставшихся белок-кодирующих участков, экзонов, в зрелую информационную (матричную) РНК (мРНК), с которой покодонно считывается закодированный белок. Встречается практически у всех эукариот,организмов, клетки которых содержат ядро (например, у человека).

Нуклеосомы — белковые комплексы, состоящие из белков-гистонов, на которые намотана ДНК в клетках эукариот.

Так что же это всё значит? Ненасытная жажда славы? Коллективная потеря памяти? Наглое игнорирование приоритетных работ или воинствующая неграмотность? Просто помпезная глупость, начиная с неспособности считать дальше двух? Недоумение уже прозвучало в Гугле. На девяти-десяти, возможно, счет остановится, но конечно же торжественные прокламации такого же покроя будут и дальше рядиться в атласные одежды. Бедные студенты. Да и есть ли, кто бы объяснил?

Замечательный опыт провели однажды биологи. Они заходили в палатку, где на яйцах сидела курица, спугивали ее, и она бегала вокруг палатки, пока все не выйдут. Считала. На счете семь она начинала ошибаться. Но это курица! Уж человек мыслящий должен бы считать хотя бы до трех.

Эдуард Трифонов,
профессор Университета Хайфы

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Связанные статьи