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

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Оценить: 
Звёзд: 1Звёзд: 2Звёзд: 3Звёзд: 4Звёзд: 5 (Пока оценок нет)
Загрузка...
 
 
 

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: