Какво е "ген"
ЖИВ, ОЩЕ ЖИВ. ИСТИНСКИ СТРАТЕГИИ КАК ДА БЪДЕ ЖИВ
Адаптивно регулиране на генната транскрипция при еукариоти
Изминалото десетилетие на новото хилядолетие бе белязано от нови (редовни) опити за формулиране на понятието „ген“ и се оказа много объркващо. Нека се опитаме да се справим с гените там, където все още е възможно.
Ако ме попитате какво е ген, ще се отдръпна малко, завъртях очи, надрасках тила си и тогава ще кажа нещо подобно, че генът е "комплекс от причинно-следствени молекулярни събития, при които определен регион на дезоксирибонуклеинова киселина играе ключова роля. " Но това е моята лична интерпретация.
Малко история
Нека освежим това, което вече знаем. В класическата генетика ген - абстрактно понятие, единица за наследяване, която прехвърля някои качества от родител на дете. Биохимията добави първата специфичност към тази картина: тези качества са свързани с ензими или протеини, по един за всеки ген.
И с появата на молекулярната биология, гените най-накрая бяха въплътени в материално вещество - ДНК последователност, която, когато се превърне в пратеник РНК, може да се използва като основа за получаване на протеини.
Дългите спирални ДНК молекули на хромозомите бяха представени като дълги струни, върху които генните последователности са „нанизани“ като мъниста. Тази последователна картина все още съществува в съзнанието на много молекулярни учени, макар и с редица изменения на централната догма на молекулярната биология. Не че никой не се интересува какво всъщност представлява генът. Просто от чисто техническа гледна точка такова представяне често е достатъчно, за да се изолира отделно парче ДНК, което кодира ген, който може да бъде декодиран, пренаписан в РНК и след това в протеин. Имаме предвид най-простата схема на ДНК - РНК - белтък-черта. Това е една от възможните схеми, но засега е достатъчно да се разбере, че с гена всичко не е толкова просто. От тук вече започваме да танцуваме.
Ако в генома няма абсолютно никаква ДНК област, кодираща някакъв продукт, тогава можем уверено да твърдим, че няма и ген. Това е може би единственото нещо, в което можем да бъдем сто процента сигурни.
Ген-кодиращ регион на ДНК?
Ако има парче ДНК, което се чете под формата на РНК, върху което може да се синтезира протеин, това вече е ген или не? Въпросите започват от момента на четене на РНК. Обикновено винаги има последователност пред гена, която се нарича промоутър. Той съдържа редица регулаторни последователности, върху които е разположена машината за отчитане на молекулярна РНК.
Тестваме хипотезата. Взимаме ДНК последователността, в която крайният продукт е „записан“, и го прехвърляме в друг геном. Ако няма промотор, тогава няма да се „включи“, няма да има отчитане на РНК и съответно няма да има и краен продукт. Оказва се ситуация - имаме регион, кодиращ протеин, но няма продукт. За клетката и целия организъм тази ситуация се счита за отсъствие на знак. Следователно, генът е не само кодираща последователност, но и промотор - бутон, който го „включва“. Като този.
Ген - кодиращ регион на ДНК плюс промотор?
Да приемем, че сега имаме ДНК, която се състои от поне две части - кодирането на продукта и промотора. Ген ли е? За да тестваме хипотезата, ние подсказваме редица важни регулаторни последователности в промотора, така че те да НЕ бъдат разпознати от една и съща машина за транскрипция. В резултат на това синтезът на РНК не се появява отново, няма протеин. За организма това отново е ситуация, равна на „липсата на знак“. По този начин е важно само кодиращата последователност и промоторът да присъстват физически, също така е важно всички регулаторни елементи в промотора да са в пълно здраве.