Читаем учебник “Молекулярная биология” Коничев А.С. Севастьянова Г.А. Глава 6. Структура генома эукариот. (Стр. 151).
Не удивляйтесь при чтении этого материала. Здесь речь идет о генах, которые не привычны для нас и отличаются от информационных генов, которые кодируют понятные нам белки. И даже понятие белок для данных генов какое-то особое: не белок, а конечный продукт.
“Число генов, кодирующих рРНК (р-гены, рДНК), колеблется от сотен до нескольких тысяч в зависимости от вида эукариот. Так как транскрипт р-гена дает только одну копию конечного продукта (5,8S, 18S и 28S рРНК), спрос на рРНК часто удовлетворяется за счет огромного избытка генов.” (Стр. 163-164).
Это не описание рРНК, а какой-то ребус. Получается, рРНК существует двух типов: в виде р-генов и рДНК. Откуда появились эти два типа? Это нужно прочитывать между строк. Дело в том, что при седиментации (сепарировании, то есть разделении частиц) действительно образуются такие частицы: 5,8S, 18S, 28S и другие. Это опытные данные, их не отбросишь. Ученые начинают изучать эти различные частицы и что они обнаруживают?
Оказывается, что некоторые из этих частиц состоят из нескольких обычных белков, которые нам понятны и получаются они из понятных нам информационных генов. Чтобы получить такую частицу (конечный продукт с названием XXS) следует запустить на транскрипцию сразу или в одном блоке несколько обычных информационных генов. Так мы получим р-ген. Это и будет рибосомная рРНК.
Но некоторые частицы по мимо белков содержат еще и какие-то нуклеотидные последовательности. Это тоже обнаруживает опыт. Получается такой “засоренный” р-ген. Ну и как его назвать? Так и назвали рДНК. В большинстве случаев в такой рДНК находятся не только фрагменты ДНК, но и фрагменты матричных РНК. Как уж эти фрагменты попадают в конечный продукт в этом месте учебника не сказано, но зато сказано вот это:
“Гены рРНК практически всех эукариот построены в виде длинных повторов типа «голова к хвосту». На электронных микрофотографиях фрагмента ДНК ядрышек в момент транскрипции видны несколько кластеров генов рРНК (см. рис. 148).? (Стр.164).
Я губы раскатал, думал увижу фотографии этих «голова к хвосту», полез за рисунком 148 и нашел это:
Оказалось, это не фотография, а модель М. Женодарова. Не знаю были ли в него какие-нибудь микрофотографии или другие экспериментальные данные, опираясь на которые, он построил такую модель, но у меня возникают некоторые сомнения по поводу реальности данной модели. Конечно, если бы здесь были представлены эти опытные фотографии, то можно было бы как-то точнее понять это явление, а так просто приходится сомневаться и все.
Ну скажите, как можно эту цепочку «голова к хвосту» встроить в ДНК? Это же получится не двойная спираль, а какая-то колючая проволока. Как не встраивай эту конструкцию в спираль, все равно что-то будет торчать в сторону.
Вы скажете, что ведь ученый своими глазами видел торчащие из ДНК эти объекты на фотографии. Может быть и видел, но почему он уверен, что это не гистоны. Именно они и находятся сверху молекулы ДНК, именно на них конденсируются хромосомы молекулы. Эти гистоны никак не мешают транскрипции. А как транскрибировать эту конструкцию с хвостом и головой, не совсем понятно.
“Как правило, кодирующие области генов 18S, 5,8S и 28S рРНК сгруппированы в указанном порядке в одну транскрипционную единицу (кластер). Каждый кластер р-генов длиной от 7 до 14 тыс. н.п. (в зависимости от вида) отделен от других кластеров межгенным спейсером (МГС) (рис. 84)”. (Стр.164).
Вот как представляется участок ДНК с кластерами:
Давайте рассмотрим один кластер, как единицу транскрипции. Сразу заметим, что в одном р-гене, результатом транскрибирования которого получим конечный продукт в виде объектов 18S, 5,8S и 28S, имеется всего до 14 тысяч нуклеотидных пар. В учебнике так и пишется:
“Каждый кластер р-генов длиной от 7 до 14 тыс. н.п. (в зависимости от вида) отделен от других кластеров межгенным спейсером (МГС) (рис. 84)” (Стр.164).
Как видите размер единицы транскрипции ограничен соответствующим размером, а межгенные спейсеры ничем не фиксированы.
А вот эти вставки (1), (3), (5) и (7) в единице транскрипции ничего не кодируют, но и не являются интронами. Смотрите:
“Примерно половина областей р-генов Drоsорhilа, кодирующие 26S рРНК, имеют вставки различных размеров; они не являются интронами, и кластеры с такими вставками не транскрибируются.” (Стр.164).
Тогда как же эти вставки рассматривать, если они не экзоны и не интроны? Как же их все-таки называть? Вставки, и все? А в человеческой ДНК эти вставки тоже только вставки или они что-то значат, ибо из рисунка видно, что человеческий ген все-таки транскрибируется, раз это единица транскрипции. Наверное, описка, не кластеры не транскрибируются, а эти вставки не транскрибируются. А дальше происходит следующее:
“После завершения транскрипции про-рРНК расщепляется под действием эндонуклеазы на три зрелые молекулы рРНК: 5,8S, 18S и 28S”. (Стр.164).
Мудрая эндонуклеаза, понимает, как надо точно разделить про-рРНК. Получился конечный продукт. Присмотримся к нему внимательней. Я не знаю сколько нуклеотидных пар занимают эти вставки (1), (3), (5) и (7), но хоть несколько да уменьшают эту зону от 7 до 14 тыс. н.п. Мы рассмотрим минимальную зону в 7 тысяч н. п.
Судя по размерам конечного продукта большая часть нуклеотидных пар приходится на объект 28S (можно считать чуть больше половины р-гена, около 3 500 пар), на объект 18S пусть приходится 2 500 пар и оставшиеся 1000 пар нуклеотидов отдадим объекту 5,8S.
Ну объясните мне, что можно закодировать 1000 парами нуклеотидов. В белке актине содержится 376 аминокислот, то есть его код содержит столько же триплетов или 1128 пар. Миозин 2 содержит 2 000 аминокислот, то есть 6 000 п. н. Рилин состоит из 3461 аминокислоты. И так почти со всеми белками. Что будем считать: 5,8S (не называя его белком) содержит 1 000 п. н., 18S содержит 2 500 н. п. и конечный продукт 28Sсодержит 3 500 н. п.? И что эти р-гены никак нельзя расшифровать и узнать какие аминокислоты на них синтезируются? Или на них синтезируется что-то иное, отличное от аминокислот? Может быть это какие-то очень короткие белки или что? Скажите, что. Тем более если вы видели что-то.
В ядрышке, возможно, были видны, как я писал чуть выше, белки гистоны. В самом деле длина ДНК равна примерно 2 метра, в ядрышке 46 хромосом, размер ядрышек 1-5 мкм. Разделите 200 см на 46, получите длину хромосомы примерно 4 см. Как вы втиснете ее в размер даже 5 мкм? Никак. Чтобы придать хромосоме такой размер ее надо сконденсировать, то есть на что-то намотать. Для этого и существуют в ядрышке белки гистоны. Их то и видел на фотографии (если видел) Женодаров.
И еще одной особенностью обладают гены рРНК такой, что промотор в них располагается внутри кодирующей последовательности, а не вначале последовательности, как в информационных РНК.
