Аналогично в вопросе наследственности: "как человек, ищущий потерянные ключи под светом фонарного столба, мы полностью концентрируем свои мысли о наследственности на последовательностях ДНК, потому что наши возможности чтения и манипулирования ДНК лежат в основе современной биотехнологии." Однако, мы не должны забывать, что не вся наследственность объясняется молекулами рибонуклеиновых кислот (ДНК и РНК). Профессор Шапиро замечает, что все исследования по внедрению новой генетической информации в клетку вплоть до сегодняшнего дня были обусловлены наличием нетронутой клеточной структуры. Следовательно, нет полных оснований утверждать, что только ДНК или РНК содержат всю информацию о наследственности.
Рудольф Вирхов еще в 1858 году заметил "omnis cellula e cellula" ("каждая клетка из клетки"). Мы не осознаем полностью роли клеточных структур в формировании наследственности. Так, например, у млекопитающих, мы знаем, сперматозоид и яйцеклетка составляют те не ДНК-овые факторы, которые влияют на развитие зиготы в развивающийся зародыш. Отсюда следует важность структуры яйцеклетки для передачи наследственной информации у всех "высших" организмов.
Автор предлагает лишь несколько примеров не ДНК-овой наследственности в этой части введения. Так, Трейси Соннеборн (Tracy Sonneborn) в свой работе показал наследование клеточного кортекса, не зависимое от генома [1-4]. Прионы являются унаследованной формой белков, которые кодируются теми же самыми последовательностями ДНК [5,6]. Также, автор подчеркивает важность так называемых "эпигенетических" изменений комплексов ДНК, РНК и белков и их передача по наследству [7].
"Помимо этих нескольких примеров мы несомненно откроем новые стороны клеточной наследственности в ближайшем будущем. Вероятно, наследственность на основе ДНК займет окончательно свое более скромное место в нашем понимании наследования в грядущем 21-м веке."
Новая парадигма наследственности сменяет прежнюю, что удивительным образом совпадает с изменениями нашего человеческого общества. Механистическая концепция наследования признаков сменяется информационной, в которой направленное изменение материала наследственности самими организмами не кажется столь необычным. Молекулярная биология, призванная с самого начала раскрыть все физические и химические механизмы жизни, на самом деле привела к раскрытию обширных сенсорных и сигнальных сетей, без которых не может обойтись ни один мало-мальски важный процесс в клетке (метаболизм, рост, клеточный цикл и т.д.). В какой бы то ни было области молекулярной биологии, когда процесс подвергался тщательному исследованию, это приводило к выявлению неимоверного количества ключевых факторов, молекул и взаимодействий. Таким образом, биология перешла из разряда механистических дисциплин в разряд информационных, где взаимодействие специалистов из весьма различных областей является простой необходимостью.
Парадигма наследственности поменялась: "вместо клеточных и организменных свойств, пропечатанных в все определяющем геноме, мы сегодня понимаем, как клетки управляют экспрессией, репродукцией, передачей и реорганизацией молекул ДНК. Ключевые вопросы эволюции больше не концентрируются на том, можем ли мы установить связи между различными организмами [...] Сегодня, мы больше заинтересованы понять, как новые сложные функции и возможности появились в эволюции и помогли мириадам организмов выжить, размножиться, породить многообразие и изменить среду обитания на протяжении как минимум 3,5 миллиардов беспокойных лет истории Земли."
"Применяя информационный подход к геному, мы можем заключить, что системная инженерия является гораздо лучшей метафорой эволюционному процессу, нежели общепринятый взгляд на эволюцию как на отбор-ориентированный случайный процесс в бесконечном пространстве возможных ДНК конфигураций."
"Цель этой книги познакомить вас с ранее немыслимыми, но ныне хорошо задокументированными, аспектами клеточной биологии и генетики для того, чтобы вы были готовы к сюрпризам, которые с неизбежностью готовит нам эволюционная наука 21-го века."
Литература:
- [1] Sonneborn, T.M. Partner of the Genes. Sci Am 183, 30-39 (1950).
- [2] Sonneborn, T.M. The determination of hereditary antigenic differences in genically identical Paramecium cells. Proc Natl Acad Sci USA 34, 413-8 (1948).
- [3] Sonneborn, T.M. Genetics of cell-cell interactions in ciliates. Birth Defects Orig Artic Ser 14, 417-27 (1978).
- [4] Beisson, J. Preformed cell structure and cell heredity. Prion 2, 1-8 (2008)
- [5] Prusiner, S.B. Prions. Sci Am 251, 50-59 (1984).
- [6] Sindi, S.S. and Serio, T.R. Prion dynamics and the quest for the genetic determinant in protein-only inheritance. Curr Opin Microbiol 12, 623-30 (2009).
- [7] Holliday, R. A different kind of Inheritance. Sci Am 260, 60-73 (1989).
Комментариев нет :
Отправить комментарий