Сообщением о том, что в ядре каждой клетки человеческого организма содержится 23 пары хромосом, то есть 46 молекул дезоксирибонуклеиновой кислоты, в которых и закодирована наследственная информация, сегодня едва ли кого-нибудь можно удивить. Однако далеко не каждый знает, что суммарная протяженность этих 46 нитей, содержащих в общей сложности более шести миллиардов пар нуклеотидов, составляет около двух метров. Между тем, диаметр ядра соматических клеток, в котором должны поместиться все эти молекулы общей длиной 2 метра, в большинстве случаев не превышает 10-15 мкм, а микрометр - это тысячная доля миллиметра. За плотную упаковку нитей ДНК в клетке отвечают особые белки - гистоны. Но, похоже, их функция этим не ограничивается. Сегодня генетики склоняются к мысли о том, что гистоны являются - наряду с ДНК - еще одним носителем наследственной информации в клетке. Обсуждение этой гипотезы было одной из основных тем научного семинара, организованного Европейской лабораторией молекулярной биологии в Гейдельберге.
Октомер, хроматин, гистоновые хвосты
Один из участников семинара, немецкий генетик Филипп Фогт (Philipp Voigt), работающий сегодня в медицинском институте имени Хауарда Хьюза при Нью-йоркском университете, описывает гистоны так: "Они формируют своего рода шар, вокруг которого обвиваются молекулы ДНК. Собственно, это не совсем шар, а так называемый октамер, объемная структура из четырех пар гистоновых белков. Плотная упаковка молекул ДНК становится возможной благодаря тому, что отрицательные заряды фосфатных групп этих молекул нейтрализуются положительными зарядами аминокислотных остатков гистонов. Гистоновый октамер с обмотанной вокруг него молекулой ДНК называется "нуклеосомой", множество нуклеосом образуют "хроматин". Но у гистонов имеются также подвижные концевые фрагменты, выступающие из октамера в окружающее нуклеосому пространство клеточного ядра, - они называются "хвосты". На этих хвостах происходят различные модификации, в результате которых гистоны могут связываться с другими белками и выполнять тем самым определенные функции, участвуя в регуляции тех или иных внутриклеточных процессов".
Не набор сигналов, а целый язык
Понятно, что чрезвычайно высокая плотность ДНК в хроматине затрудняет работу ядерных механизмов, осуществляющих ее репликацию, трансляцию и репарацию. Чтобы обеспечить беспрепятственное протекание этих процессов, структура хроматина постоянно изменяется, открывая для считывания одни фрагменты ДНК и пряча другие. Тем самым гистоны регулируют производство белков в клетке - или, по крайней мере, активно участвуют в этой регуляции, - а значит, и сами являются носителями важной наследственной информации. Их форма - это тоже своего рода код, который предопределяет реализацию другого кода, того, что заключен в ДНК, полагают генетики.
Причем речь идет отнюдь не о простом наборе каких-то однозначных сигналов. Филипп Фогт поясняет: "Тут уже нельзя говорить о некоем примитивном коде. Сегодня мы знаем, что это весьма сложная сигнальная система. Многие эксперты предпочитают поэтому говорить не о коде, а о языке, в котором из одного и того же набора слогов можно получать, комбинируя их по-разному, разные слова".
По материалам:
dw.de