Мусорная ДНК сделала человека умнее

20-08-2012

Как понятно, генетики считают мусорной, другими словами не несущей какой-нибудь полезной инфы, до 95% всей ДНК человека
Длительное время ученым не удавалось пролить свет на то, для чего природой был сотворен таковой большой балласт.

Нередко бывает, что наследные заболевания появляются из-за того, что запись в значимую часть ДНК внесена с ошибкой. В этом случае, если вспомнить наше сопоставление с журнальчиком, может хватить даже некорректно поставленной запятой.

К примеру, из-за мутации в ДНК появляется синдром «стеклянного человека», при котором некорректно синтезируется коллаген и кости у ребенка оказываются настолько хрупкими, что ломаются от малейшего воздействия. На страничках «журнала» осталось много рисунков, комментариев и даже шаржей создателя: нарисованы динозавры, попадаются эскизы перепончатых крыльев, лохматых лап, длинноватых усов, острые ушей и лохматых хвостов…

Все это перечеркнуто, залито краской, часть рисунков затерта ластиком – ничего не разберешь: «Иных уж нет, а те далече».
Вот что, образно говоря, представляет собой наша мусорная ДНК.

В ней содержатся клочки генов и целые гены, какие-то неясные дополнения к тому, чего уже издавна не существует. Природа вроде бы гласит нам, что мы потомки издавна сгинувших в бездне времени созданий.

Важная же часть ДНК человека, в какой находятся работающие гены, занимает всего только от 4-5%, другими словами микроскопичный объем от всего количества «журнальных записей». Это приводит к тому, что для мутации либо порчи какого или из генов довольно совершенно крохотного конфигурации в работающей ДНК.

Только не так давно стало ясно, что исследователи поспешили скинуть мусорную ДНК со счетов.
«Черный ящик» из прошедшего
Давайте мы представим нашу ДНК в виде засаленного от времени, огромного и пухлого журнальчика.

Природа ведет его издревле, на страничках большущее число заметок, правок. Каждое животное в цепочке эволюции природа отмечала на этих страничках, позже еще, опять и опять, и так до того эпохального момента, когда, в конце концов, появился человек, который сумел произнести: «Cogito, ergo sum» («Мыслю, как следует, существую»).

Но в природе случаются и положительные, эволюционно счастливые варианты поломки генов. При таких мутациях белки в генах могут собираться по цепочке принципиально по-новому, что может наделить организм новыми функциями, и часто подразумевает потерю атавистических, другими словами старых черт.

Одним из самых ярких примеров этого является возникновение у человека речи, что было обусловлено мутациями с геном FOXP2 около 200 тысяч годов назад.
Прочь мусор из теории!

Мусорная ДНК присутствует не только лишь у человека, да и у животных, отсутствуя лишь у простейших вирусов. После проведения ряда исследований оказалось, что некоторые части мусорной ДНК поразительно схожи у многих видов живых существ, стоящих далеко друг от друга в процессе эволюции.

А именно, ученый Дэвид Кингсли с группой коллег из Стенфорда после своих экспериментов заявил, что имеется более 500 кусочков ДНК, идентичных у изученных животных, но отсутствующих у человека.Приведем пример: отсутствующая часть в ДНК человека выпадает на один из фрагментов генома, связанного с производством андрогенового рецептора AR, реагирующего на мужские гормоны – тестостерон и дигидротестостерон. Есть предположение, что потеря именно этого фрагмента привела к исчезновению у людей черт, свойственных шимпанзе и другим млекопитающим, а именно: жестких чувствительных волосков-вибрисс (например, усы у кошек), также кератиновых шипов на пенисе.

Эти отличительные черты имеют многие млекопитающие, начиная от мышей и заканчивая обезьянами.
Также в этом исследовании сравнили ДНК человека с ДНК нашего «близкого родственника» – шимпанзе, с которым совпадение по генам составляет 96 процентов.

Результат получился неожиданным – отличия человека от шимпанзе и многих других млекопитающих в основной своей массе заключаются не в генетических приобретениях, другими словами не в наличии каких-то новых, появившихся именно у него генов, а в генетических потерях – отсутствии некоторых фрагментов в цепочках ДНК. Удивительно, но факт: этих отсутствующих фрагментов у нас не достает именно в некодирующей, другими словами мусорной ДНК.

Соответственно, напрашивается вывод, что не такая уж она и мусорная…
РНК представляет собой довольно любопытную вещь. Как и ДНК, она может хранить информацию о биологических процессах. РНК также может использоваться в качестве генома вирусов и вирусоподобных частиц.

У эмбрионов мышей и шимпанзе, которых искусственно лишали такого фрагмента, начинали увеличиваться зрительные зоны мозга и еще ряд мозговых областей.
Так что мусорная ДНК, возможно, совсем незаслуженно считается сборником старых и ничего не значащих «записей», доставшихся нам от далеких предков.

Не играя прямой роли в переносе генетической информации, она ведет себя как «серый кардинал», другими словами контролирует окружающие гены, также «подставляется под удары судьбы», принимая на себя атаки вирусов и мутаций.
Открытие Джона Маттика

Искать черную кошку в темной комнате, тем паче если тьма составляет до 95 процентов от ее объема, дело неблагодарное. И за это первым из австралийских ученых будет удостоен премии Chen Award за выдающиеся достижения в области генетических и геномных исследований.

«Идеи, которые я выдвигал 10 годов назад, были довольно радикальными, но я всегда думал, что был прав», – сказал Маттик, ставший недавно новым исполнительным директором Гарванского института. Он поясняет: «Когда около 50 годов назад Джеймс Уотсон и Фрэнсис Крик выяснили, что ДНК состоит из двойной спирали, ученые стали полагать, что большинство генов являются письменными инструкциями для белков, стандартных блоков всех процессов тела.

Но обстоятельства могут резко измениться, если вдруг удастся темную комнату осветить, пусть даже весьма тусклым огоньком.
Австралийский ученый Джон Маттик смог пролить немного света в «темную комнату» мусорной ДНК.

Свет еще не слишком яркий, на стенах видны тени, предметы в полумраке принимают искаженные формы, но его заслуга очевидна: он смог добиться официального пересмотра представления ученых о мусорной ДНК как о сборнике балласта, доставшегося нам с древнейших времен. Это предположение было верно для бактерий, но не таких сложных организмов, как люди».

Ученый выявил, что части мусорной ДНК, помимо прочего, отвечают за производство РНК – рибонуклеиновой кислоты. А сама РНК, ранее считавшаяся полностью некодирующей, другими словами нерабочей, являет собой целую сеть, контролирующую работу организма.

«Очевидная и очень захватывающая возможность заключается в том, что есть другой слой информации, выражаемой геномом, — некодирующая РНК формирует массивную и ранее непризнанную регулирующую сеть, которая управляет развитием человека», – пришел к выводу Маттик.
Второй исчезнувший у людей кусочек ДНК находится поблизости с геном GADD45G.

Данный ген заведует ростом клеток, а его отсутствие приводит к пагубным для организма последствиям – бесконтрольному клеточному росту, приводящему к появлению и разрастанию раковых опухолей. Однако отсутствие фрагментов ДНК рядом с этим геном способствовало увеличению размера некоторых областей мозга человека.

Например, вирус гриппа на всех стадиях содержит геном, состоящий исключительно из РНК. Кроме того, РНК считается своего рода «предком» ДНК, давно передавшим все функции управления своему молодому и поболее удачливому «наследнику».

И вот выяснилось, что РНК растеряла еще далеко не все бразды правления над нашим организмом! А именно, многие ученые теперь предполагают, что РНК необходима человеку для пластичности мозга и возможности процесса обучения.

Предполагается, что дальнейшее исследование РНК поможет в понимании механизмов развития некоторых болезней.
Одним словом, генетика больше приближается к пересмотру некоторых своих основ, а в теории о мусорной ДНК остается меньше темных пятен.
Медицина 2.0 (www.med2.ru)

Читайте также: