Как клетка читает «иероглифы»

Генетическая информация обрабатывается в клетке в процессе прочтения «записей», оставленных природой на ДНК, и их переноса на кислоту-посредник — м-РНК (с нее считывает информацию «машина» по производству белка — рибосома). Ранее считалось, что молекула РНК — просто длинная нить с записью части наследственного кода. Но, как выяснили биологи, нить РНК преобразуется в клетке в сложнейшее архитектурное сооружение. В процессе строительства такой конструкции и идет обработка информации (часть ее выбрасывается, часть группируется определенным образом в выступах и впадинах). Так РНК становится одним из молекулярных узлов по обработке информации.

Если бы свершилось чудо и мы вдруг оказались в ядре клетки, то странный и поразительно сложный мир окружил бы нас со всех сторон. Вот колышется огромная спираль ДНК, не торопясь к ней подплывают многочисленные молекулы ферментов и принимаются за работу. По спирали ДНК, в определенном ее участке, они строят точную ее копию. Так рождается матричная РНК. Сначала это просто короткая нитка из бусинок-нуклеотидов. Но вот она медленно отплывает от гигантской спирали ДНК, и тут-то случается совсем удивительное.

Нитка начинает извиваться, сгибаться, и через минуту-другую на ее месте появляется чудовищно запутанный клубок, с выступами, петлями, отростками. М-РНК преобразилась и вполне вероятно, что во время этого процесса обработала часть информации, «списанной» с молекулы ДНК. Долгое время считалось, что РНК — просто обычная нитка из нуклеотидов. Потом клубок поплывет к рибосоме, и та, поочередно запуская в свои недра то одну, то другую петлю РНК, начнет производить по ней белки, а выступы, петли сыграют роль шифра, который разгадает рибосома, дабы процесс чтения шел в нужном порядке. Вот лишь короткий эпизод из жизни молекулярной машины для чтения и обработки информации.

Зачем молекула м-РНК принимает столь сложную конфигурацию? На этот вопрос еще нет однозначного ответа. Хотя не вызывает сомнения, что сама структура — одна из деталей «машины», выделяющей нужную информацию из бесконечного разнообразия данных, написанных на ДНК.

Теперь становится очевидным, что в язык клетки входит не только линейный «текст», записанный при помощи алфавита ДНК (оснований-нуклеотидов — А. У. Г. Ц), но и закодированная в форме молекулы инструкция о том, как его прочесть. Геометрия молекулы РНК выполняет в этом случае роль своеобразного символа, или иероглифа. В петлях и выступах «иероглифа» может быть заключена информация о порядке чтения молекулы (а петли рождаются в процессе преобразования нитки в «иероглиф»). Сначала рибосома («машина», делающая белок по коду РНК) прочтет информацию, заключенную в одном выступе молекулы, потом в другом и т. д. Выступы и петли помогают, видимо, и приостановить такое чтение.

Как же клетка ориентируется в чтении такой прерывистой информации? Очевидно, здесь снова помогает преображенная м-РНК. Сначала копия снимается со всего гена (вместе с незначащими участками), а потом последние из м-РНК вырезаются. Так «компьютер» клетки выделяет значащую информацию из незначащей!