Страсти по экспрессии
Как известно, структурные гены задают, через генетический код, первичные структуры белков, которые могут быть синтезированы матричным способом. Если на текущий момент идёт синтез такого-то белка, то говорят, что произошла экспрессия соответствующего гена. Но проблема вот в чём: белков в генах закодировано много — почти на все случаи жизни — а на текущий момент требуется лишь ничтожная часть из всего того, что организм способен синтезировать. Так вот, в здоровом организме синтезируются только те и именно те белки, которые требуются «здесь и сейчас». Таким образом, существует чудесное нечто, откуда-то знающее, какие белки синтезировать, и запускающее синтез именно их — т. е., управляющее экспрессией.
Молекулярная биология, которая чудес в своей епархии не терпит, а программного управления биохимическими реакциями не признаёт, громогласно заявила, что управление экспрессией происходит само собой, самым естественным образом — чисто химически. До сих пор учёные мужи полагают, что существуют такие маленькие хитренькие молекулы, которые точно знают, каким бочком куда приткнуться, чтобы экспрессию вот этих генов заблокировать, а экспрессию остальных — спровоцировать. Интриги, чисто химические интриги! Вот на чём держится вся наша жизнь!
Баечка про хитренькие молекулы обрастала, по ходу дела, всё новыми пикантными подробностями их интимной жизни. Расклад там вот какой. По высоконаучным теориям, чтобы построить белок матричным способом, сначала нужно поломать ДНК на соответствующем участке — расплести её. Быстренько отыскались специфические короткие отрезки ДНК, на которые, якобы, «охотно садится» особый фермент, к которому лучше всего подошло бы название «ДНК-расплетаза». Этот фермент, по сравнению с иными представителями того же профсоюза, выглядит круглым идиотом: если уж дорвался и «охотно сел» на ДНК, то тут же начинает ползти по ней и трепать её, совершенно не соображая — надо это или не надо. Так всё хаотически и экспрессировалось бы к чёртовой матери, если бы не хитренькие молекулы. Самых колоритных из них называют репрессорами. Это коротенькие белки, которые прилепляются к ДНК перед самыми началами кодирующих участков. Ферменту-расплетазе пришлось бы переползать через репрессора, прилипшего на самом интересном месте, и даже при всей своей тупости фермент понимает, что зря корячиться незачем. Если кому интересно, откуда берутся репрессоры, поясняем: их структура предусмотрительно закодирована особыми генами-регуляторами, которые лихо экспрессируются — что и обеспечивает матричный синтез репрессоров. Может быть, Вам интересно, каким же образом управляется экспрессия генов-регуляторов? Так Вы много хотите. Наука не обязана отвечать на все Ваши вопросы! Вы слушайте дальше: одних репрессоров оказалось недостаточно, чтобы разъяснить все тонкости химических интриг. Пришлось сделать логичный вывод о том, что молекула любого вещества, вцепившаяся в репрессора, усиливает или ослабляет «репрессию»; такие молекулы назвали эффекторами. Термин очень удачный: эффект от них, действительно, оглушительный, а спросу с них — никакого. Теперь, для полноты картины, остаётся разобраться со случаями, когда экспрессия некоторых генов не подавляется, а, наоборот, резко активируется. Так вот: активируют её не кто иные, как активаторы, которые прилепляются к ДНК вместо репрессоров, причём в гораздо больших количествах, так что перед началами кодирующих участков образуются могучие блямбы или размахрённые «розочки». Неспециалисту трудно поверить, но это не только не блокирует продвижение фермента, но, наоборот, облегчает его, действуя как своего рода «смазка» (цитата из «Лучшего зарубежного учебника», Глика и Пастернака, 2002 г.).
Ну, мало ли во что трудно поверить неспециалистам! Для специалистов же все эти вещи, включая «своего рода смазку», настолько элементарны, что они во всё это верят, не имея никаких прямых доказательств. Так же верили врачи в «Девочке с Земли» Кира Булычёва. Там Алису готовили к командировочке и сделали ей разные прививки, в том числе дали выпить «ужасно солёные капли от дрожалки Коса». Никто в мире этой дрожалкой не болел, но врачи были уверены, что без прививки кто-нибудь обязательно заболеет.
Кроме шуток: специалисты дружно скрывают от нас — с помощью каких же химических связей все ихние регуляторы экспрессии прицепляются к ДНК? Для сравнения: когда ведут речь о строении самой ДНК или белков, то приводят умопомрачительные подробности — вот связи ковалентные, вот водородные, а вот дисульфидные мостики, да вот под какими углами они торчат, да вот какие расстояния между атомами получаются… Но как только дело доходит до регуляторов экспрессии, то их сцепку с ДНК иллюстрируют символическими картинками, где репрессоры и активаторы изображаются квадратиками и овальчиками, рассчитанными на уровень восприятия дебилов.