Генному балласту нашлось достойное применение

Математические модели продвинули самые сложные науки, например, молекулярную биологию далеко вперед, а с развитием компьютерных технологий ученые смогли исследовать сложнейшие структуры и, мало того, наблюдать их в действии. Геном человека расшифрован, а вот провести подробный математический анализ ДНК решили только недавно.

Результаты оказались настолько ошеломляющими, что думается, как бы не пришлось переписывать все существующие учебники по общей биологии, начиная со школьных. Дело в том, что много лет господствовал постулат, якобы ДНК информационна не на всем протяжении, гены содержат кодирующие участки – экзоны, и не несущие никаких упорядоченных данных фрагменты – интроны. Предполагалось даже, что интроны вполне можно вырезать, что и делали в эксперименте ученые, установившие, что гены прародителей червей и мух были схожи с таковыми у человека. Считалось, что в ходе синтеза белка информация в виде обратной последовательности нуклеотидов, обозначаемых на бумаге и в моделях буквами латинского алфавита, считывается и с экзонов, и с интронов, но потом "бессмысленные" участки, считанные с интронов, попросту вырезаются специальным ферментом.

Но недавно команда исследователей из IBM путем математического моделирования выяснила, что на самом деле среди интронов наряду с абсолютно "бесполезными" есть и те, что кодируют синтез белка и играют чуть ли не ключевую роль во внутриклеточном обмене веществ. Таких последовательностей миллионы, но порядка 128 тыс. из них имеют структурные аналоги в кодирующих участках, значит, это уже не считается.

Скорее всего, открытые путем математического моделирования гены служат регуляторами транскрипции, контролирующими синтез белка в клетке. Возможно, они же кодируют образование рецепторов-трансмиттеров, осуществляющих межклеточное взаимодействие, при помощи этих посредников клетки "общаются" между собой, опознают "своих" и различают чужеродных агентов. Удивительное рядом: при всем обилии функций интроны не теряют терминирующих свойств, то есть, обозначают место, где заканчивается информация об одном белке и начинается другой фрагмент. Фермент, считывающий последовательности, которые потом станут белком, натыкаясь на такую последовательность, просто "отваливается" от матрицы.

Теперь, когда ДНК вроде доизучили, очередь за человеческими эмбрионами. Открытие кодирующих интронов поможет ученым приблизиться к разгадке тайны самой жизни, досконально изучить синтез специфических белков, появление новых и новых признаков и с точностью сказать, каким образом из микроскопического комочка практически одинаковых клеток развивается полноценный человеческий организм.