«Мусорная» днк помогает включать гены

На активность гена воздействуют тщетные фрагменты ДНК, находящиеся в самого гена.

В то время, когда мы говорим о геноме, то воображаем себе некоторый текст, в котором любой ген – это как бы одно слово. Такое сравнение весьма комфортно и до некоей степени корректно: так как гены в ДНК вправду выглядят как чередование четырёх химических «букв» – азотистых оснований аденина (А), тимина (Т), гуанина (G) и цитозина (C).

Arabidopsis thaliana, либо резуховидка таля, в далеком прошлом стала одним из главных модельных объектов в биологии. (Фото: kovalvs / Depositphotos.) Ген с двумя экзонами и интроном между ними. (Иллюстрация: Wikipedia.) Только что синтезированная РНК (pre-mRNA) содержит в себе как экзоны, так и интроны. На протяжении сплайсинга интроны исчезают, а экзоны соединяются совместно. (Зеленым обозначены регуляторные области, воздействующие на синтез белка.) (Иллюстрация: Wikipedia.) ‹ ›

Суть генетических «слов» проявляется, в то время, когда заключенная в них информация преобразовывается в белок: сперва с гена сходит РНК-копия, которую позже просматривают белок-синтезирующие автомобили, собирающие протеиновую молекулу совершенно верно соответствии с тем, что записано в РНК (синтез РНК именуется транскрипцией, синтез белка – трансляцией).

Действительно, тут стоит не забывать о двух вещах. Во-первых, генетические «слова со смыслом» перемежается кусками какой-то бессмыслицы – между генами находятся последовательности ДНК, каковые никаких белков не кодируют. Во-вторых, сами «слова»-гены складываются из фрагментов, каковые именуются интронами и экзонами.

Экзоны – «смысловые» фрагменты, в интронах же никакой информации для синтеза белка нет. Представим себе слово «корова», в котором между слогом «ко-» (один экзон) и оставшейся частью «-рова» (второй экзон) имеется какая-то тщетная последовательность букв (интрон), и дабы прочесть «корову», нам необходимо выкинуть эту бессмыслицу. Что-то похожее происходит и на молекулярном уровне: в то время, когда на гене в ДНК синтезируется его РНК-копия, она сначала включает в себя все как имеется, и интроны, и экзоны.

Но позже РНК проходит через процедуру, которая именуется сплайсинг: особые ферменты вырезают интроны и соединяют экзоны в осмысленное слово.

И некодирующую ДНК между генами, и интроны в свое время назвали мусорной ДНК. Выдвигались различные догадки о том, как и для чего она по большому счету показалась на протяжении эволюции, тем более – в таком количестве (интроны, к примеру, составляют в сумме 90 процентов последовательностей генов). Но сейчас появляется все больше данных, в следствии которых слово «мусорная» нужно брать в кавычки.

Выясняется, что такая ДНК может оказывать влияние на активность генов: в ней находятся регуляторные области, каковые подавляют либо стимулируют синтез РНК-копий на «осмысленных» участках ДНК, в «мусорной» же ДНК довольно часто бывают закодированы разнообразные регуляторные РНК – они не несут протеиновой информации, но снова же являются мощным инструментом регуляции генетической активности.

Что до интронного «мусора», то со временем обнаружилось, что в случае если из гена всецело убрать эти ненужные последовательности, то ген станет малоактивным. Интроны возможно сравнить с регуляторами громкости: пускай ген формально трудится, но от интронов зависит, как интенсивно на нем будет идти транскрипция, сколько копий РНК будет сделано на гене.

Но, как продемонстрировали опыты исследователей из Калифорнийского университета в Дэвисе, интроны смогут играть роль не только регуляторов громкости, но и генетических включателей. По большому счету включателями для генов помогают особенные последовательности в ДНК называющиеся промоторы: они находятся перед геном и «приманивают» на себя белки, каковые занимаются синтезом РНК-копий. Промотор – необходимая регуляторная последовательность, без нее ген в случае если и будет трудиться, то весьма, весьма не хорошо.

Но в некоторых случаях, как выяснилось, функцию включателя-промотора смогут брать на себя интроны.

Дженна Гайегос (Jenna Gallegos) и Алан Роуз (Alan Rose) экспериментировали с растениями Arabidopsis thaliana. Они присоединяли к одному из генов арабидопсиса ген, что давал светло синий пигмент: в случае если личный ген растения трудился нормально, то вместе с ним трудился и добавочный «светло синий» ген, так что арабидопсис становился синим. В то время, когда у гена убирали интроны, то, как и ожидалось, он прекратил трудиться, и светло синий оттенок у растения не оказался.

Но позже у гена убрали промотор, а интроны, напротив, покинули, где они и были. И арабидопсис посинел. Другими словами ген, лишенный последовательности включателя, все равно получил – благодаря присутствию интронов.

Сам авторы работы сравнивают это с тем, как если бы радио, выдернутое из розетки, все равно получило, в то время, когда ему развернули ручку громкости.

Детально результаты опыта обрисованы в статье в The Plant Cell. Сейчас перед исследователями стоит задача расшифровать фактически молекулярный механизм того, что происходит (другими словами как интроны, каковые находятся в гена, воздействуют на ферменты, каковые взаимодействуют с началом гена), и заодно узнать, у каких генов имеется еще и интронный включатель, а каким хватает лишь промотора. Быть может, посредством таких включателей удастся усовершенствовать способы генетической инженерии, сделав их более действенными и недорогими.

Создатель: Кирилл Стасевич

Источник: жизнь и Наука (nkj.ru)

Случайные записи:

• На черепе ричарда iii нашли следы смертельного удара
• Нанозолото против рака

Мусорная ДНК полезна? Дмитрий Штокало @ Эврика!

Похожие статьи, которые вам понравятся:

• Когда вирусы помогают иммунитету

  Дремлющие вирусные последовательности в ДНК иммунных клеток оказывают помощь им запустить синтез антител в ответ на появления в организме чужеродных…

• Рнк помогает ремонтировать днк

  Дабы заделать разрыв в ДНК, клетка может применять в качестве шаблона не только другую нить ДНК, но и РНК, которую ранее синтезировала на повреждённом…

• Магниты помогают в любви

  Магнит как знак притяжения двух любящих сердец усиливает эмоции влюблённых – по крайней мере, на некое время. В психологии имеется феномен прайминга, в…

• Днк помогает дружить

  Гены друзей имеют больше неспециализированных линия, чем гены полностью посторонних друг другу людей, причём степень генетического родства между…