Наука плоского мира IV: Судный день

Основным фактором этого обмена являются вирусы, коих на планете существует великое множество количество вирусных частиц, вероятно, в десять раз превышает суммарное количество всех прочих организмов. Так вот, может показаться, что с учетом всех этих генных обменов отследить наследственные линии, или родословные отдельных бактерий практически невозможно. Как ни странно, но это не так; во всяком случае, не совсем так. Ключом к разгадке служит расположение генов, которое можно обнаружить во многих вирусах; кроме того, знание об организмах, на которых паразитируют вирусы, также дает полезные зацепки. Некоторые паразитируют как на бактериях, так и на археях, а значит, можно с полной уверенностью предположить, что подобный паразитизм имел место еще до разделения этих групп. Ко всему прочему такие вирусы обладают РНК-геномом. Брюссов выдвинул довольно убедительное предположение о том, что подобные вирусы могут быть отголосками древнего РНК-мира. Более того, заражение древними ДНК-вирусами могло привести к тому, что ДНК стала частью наследственной информации всех известных нам существ, из-за которых мы теперь поднимаем такой шум. Так что некоторые отщепенцы и физики, вероятно, были правы с самого начала, пусть даже причины их заключений и были неверны.

Если это действительно так, то нам нужно по-новому взглянуть на те роли, которые РНК играет в современных организмах. Согласно стандартной теории, которая некоторое время оставалась без изменений, РНК выполняет скромную функцию курьера, доставляющего наиважнейшую ДНК-последовательность к рибосомам, гигантским молекулярным структурам, в которых происходит сборка белков. Существуют также короткие РНК, которые доставляют аминокислоты к рибосомам для последующей сборки белка. Рибосомы, в свою очередь, тоже состоят из нескольких видов РНК, и, согласно предположению некоторых ученых, играют главную роль в процессе синтеза клеточных белков, который и составляет их важнейшую функцию.

Но вскоре ситуация может измениться.

За последние десять лет в биологии нуклеиновых кислот произошел переворот, который почти целиком связан с РНК. Матричная и транспортная РНК это всего лишь самые прозаичные роли, которые РНК играет в живых клетках. Но у нее есть и более важные функции пожалуй, нам стоит назвать их «поэтическими» в противовес упомянутым «прозаичным» ролям. Когда ДНК считалась самой важной молекулой клетки, а сборка белков ее важнейшей функцией (многие учебники так считают до сих пор), цепочки ДНК, управляющие построением белков путем транскрипции в матричную РНК, назывались генами. Соседние фрагменты ДНК, в которых не были закодированы какие-либо белки, по большей части считались «мусорной ДНК», бесполезной для организма. Мусорная ДНК была всего лишь случайным побочным продуктом, доставшимся по наследству от прошлого, а поскольку ее репликация обходилась дешево, у эволюции не было причин от нее избавляться.

Собственно говоря, в ДНК есть немало следов старых генов и довольно много последовательностей, появившихся в результате вирусных атак они могут оказаться самым настоящим мусором. Тем не менее, оказывается, что, хотя «мусорная ДНК» не содержит инструкций для построения белков, почти вся ДНК, расположенная в промежутках между генами, транскрибируется в РНК. Эти РНК-молекулы образуют главную управляющую систему клетки: от них зависит, какие гены будут активированы и когда именно, а также время жизни различных матричных РНК. В бактериях они, помимо прочего, управляют генами, но часть молекул РНК защищает клетку от вирусных атак. Это примитивная иммунная система. Так что если ДНК это солист, то РНК можно сравнить с оркестром.

Принимая сказанное во внимание, мы можем вернуться к рибосомам, молекулярным фабрикам, отвечающим за сборку белков. Это крошечные частицы, которые большей частью состоят из РНК. Будь то бактерии, археи, животные, растения или грибы, каждая их клетка обладает собственным набором рибосом; более того, на протяжении всей жизни в них встречается практически одна и та же РНК, хотя и в сочетании с различными белками.