Активное изменение РНК позволяет моллюскам быстро адаптироваться к изменениям окружающей среды.
Прежде чем ген превратится в белок, на его основе синтезируется РНК. Течение информации в направлении ДНК — РНК — белок считается базовой догмой молекулярной биологии. Однако и этот поток не неизменен: на втором шаге РНК может подвергаться модификации, что сказывается и на продуктах, белках, составляющих организм. И кальмары используют этот прием особенно активно, быстро реагируя на изменение окружающей среды, адаптируясь на уровне клеток и отдельных белков.
Действительно, экологи уже обратили внимание на тот факт, что из крупных морских животных именно кальмары подозрительно неплохо переносят резкие изменения окружающей среды океана. Они обратили внимание на то, что эти моллюски с удовольствием охотятся на мелкую живность, обитающую в «мертвых зонах» близ побережья — областях с пониженным содержанием кислорода, находиться в которых опасно для многих морских животных.
В наше время благодаря изменению климата и человеческой деятельности эти зоны быстро расширяются, и кальмары представляют собой редкий случай быстрой адаптации к успешной деятельности даже в этих частях океана. Возможно, в этом им и помог механизм, изученный недавно группой биологов из США, Израиля и Пуэрто-Рико.
Вспомним, что, прежде чем стать белком, фрагмент ДНК — ген — превращается в матричную РНК (мРНК), на базе которой и идет синтез протеиновых цепочек. Как правило, мРНК выполняет роль безучастного и точного посредника, без изменений перенося информацию от ДНК к конечному белку, выполняющему нужную организму функцию. Впрочем, это не совсем так: как правило, мРНК подвергается небольшой «доработке», которая делает ее активной. А иногда и вовсе модифицируется, из-за чего конечный белковый продукт оказывается не совсем таким, каким его «диктует» соответствующий ген.
У высших эукариот самой распространенной модификацией мРНК является A-I-редактирование — деаминирование аденозина (А), в результате чего этот нуклеозид превращается в инозин (I). В разных случаях этот процесс проходит с разной интенсивностью: A-I-редактирование может затрагивать всего один нуклеозид в цепочке мРНА, а может и больше половины. По своей роли в свертывании молекулы РНК и в кодировании белка инозин ближе другому нуклеотиду — гуанозину — поэтому такая модификация может серьезно менять конечный итог работы мРНК.
У млекопитающих A-I-редактирование происходит не слишком часто, а вот у дрозофил модификации подвергается до 3% мРНК. Впрочем, пальму первенства в этом можно отдать, по-видимому, моллюскам. Изучив A-I-редактирование у кальмара Doryteuthis pealeii, биологи обнаружили в его нейронах более 57 тыс. сайтов — «точек», в которых протекает эта модификация. По оценке авторов работы, она затрагивает около 60% белков, которые экспрессируются в нервной клетке.
«Этот процесс тканеспецифичен, — пишут исследователи, — и особенно широко протекает с продуктами генов, кодирующих функции нейронов и их цитоскелет, что позволяет предположить, что он играет определенную роль в физиологии мозга». Какую именно задачу решает столь активная модификация мРНК, сказать пока трудно.
Авторы предполагают, что она может участвовать в формировании весьма сложного поведения, которое характерно для этих «умных» моллюсков. По другой гипотезе, этот процесс изменяет количество, состав и характеристики белков, которые экспрессируются при разной температуре и других условиях среды, что позволяет кальмару быстро адаптироваться к изменениям. Во всяком случае, уже показано, что у тех же дрозофил A-I-редактирование действительно необходимо для быстрой температурной адаптации.
Источник: http://rusplt.ru/society/sam-sebe-redaktor-15671.html
