ЭТАПЫ ЭКСПРЕССИИ ГЕНОВ

Процесс, во время которого геи создаст некий результат в теле, прекрасно изучен. Сигналы проходят через мембрану клетки и попадают в клеточное ядро. Там они входят внутрь хромосомы и активизируют нить ДНК.

Вокруг каждой нити ДНК есть белковый «футляр». Этот футляр выступает в качестве своего рода барьера между информацией, содержащейся в нити ДНК, и остальной внутриклеточной средой. Чтобы «прочитать» схем)', содержащуюся в ДНК, нужно открыть этот футляр. До тех пор пока он закрыт, невозможно «прочитать» нить ДНК и действовать на основании информации, которая в ней содержится. До тех пор пока информация не развернута, схема, содержащаяся в ДНК, «спит». Эта схема нужна клетке для того, чтобы строить белковые молекулы, которые регулируют практически все стороны жизни.

Когда поступает сигнал, белковый футляр вокруг ДНК открывается, и, при содействии РНК, на молекуле ДНК воспроизводится молекула-посредник, выступающая в качестве шаблона. С этого момента та схема, которая покоилась в футляре, вступает в действие. Именно этот процесс имеют в виду ученые, когда говорят об экспрессии генов. Генетическая информация, содержащаяся в хромосоме, перешла из состояния «спящей» схемы в состояние активной экспрессии, в результате чего внутри клетки начинаются действия по конструированию, сборке или изменению различных продуктов. Схема в ДНК, которая до этого момента была инертной, запечатанной в футляр, сейчас раскрылась и стала основой для клеточного строительства. Точно так же, как чертеж архитектора содержит информацию, необходимую для строительства здания, хромосомы содержат схемы для строительства молекулярных конструкций. До тех

пор пока схема архитектора не вынута из чертежного тубуса, не развернута и не положена на стол перед строителями, она не используется для возведения здания и обладает лишь скрытым потенциалом. Точно так же схемы, содержащиеся в наших генах, обладают лишь спящим потенциалом до тех пор, пока не началась экспрессия генов, пока они не используются для создания белков, призванных выполнять задач)' по конструированию жизни.

Белки — это те строительные блоки, которые наши тела используют для исполнения всех функций. Белки контролируют ответ иммунной системы, образуют «строительные леса», поддерживающие структуру каждой клетки, являются ферментами, катализирующими химические реакции, передают информацию от одной клетки другой — и это только несколько выполняемых ими функций. Если ДНК является схемой, чертежом, то РНК можно сравнить с необходимыми для строительных работ рабочими эскизами, а белки — со стройматериалами. Молекулы собираются в соответствующие белковые структуры под действием указаний, поступающих из ДНК. Эти структуры определяют не только анатомию — физическую форму тела, они движут нашей физиологией — сложным танцем клеточных взаимодействий, который и определяет разницу между живым человеком и трупом. У мертвого тела есть анатомия, но оно лишено физиологии. Белки в физиологии используются буквально на каждом шагу; само слово белок («протеин») восходит к греческому слову protas, что означает «имеющий первостепенное значение».

Даже простой формуле ДНК > РНК > белок недавно был нанесен сильный удар: выяснилось, что существует гораздо больше разновидностей РНК, нежели считалось раньше, и что одни из них играют важную роль в регуляторных генах, тогда как другие являются просто молекулами-переносчиками. Одна из них, под названием XIST, способна подавлять целую хромосому, вторую Х-хромосому у самок. Есть целый класс микроРНК, в котором одна-единственная молеку

ла регулирует синтез сотен различных белков: может существовать гораздо больше микроРНК, чем генов'⁴. Поэтом)' простая молекулярная картина, нарисованная Фрэнсисом Криком, превратилась в гораздо более сложную.

Вся эта цепь событий начинается с одного сигнала. Этот сигнал поступает через клеточную мембрану в белковый футляр, который открывается, чтобы дать возможность информации, содержащейся в гене, перейти из потенциального состояния в состояние экспрессии (подобно тому, как здание на чертеже превращается в законченный небоскреб). И, хотя ученые выяснили все этапы процесса экспрессии генов и сборки белков, самим сигналам, источникам инициации всего этого процесса, уделяли относительно мало внимания. Игнорирование сигнала, необходимого для того, чтобы вытащить чертеж из тубуса, было как раз тем, что позволило нескольким поколениям биологов считать, что для того, чтобы начать строительство, им хватит чертежа; именно такой подход породил догм)' генетического детерминизма.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: