Как один ген может кодировать два белка

Статья написана Павлом Чайкой, главным редактором журнала «Познавайка». С 2013 года, с момента основания журнала Павел Чайка посвятил себя популяризации науки в Украине и мире. Основная цель, как журнала, так и этой статьи – объяснить сложные научные темы простым и доступным языком

С классических времен генетике и молекулярной биологии известен постулат «один ген — один белок». Это кажется вполне естественным и логичным, особенно с нашей, человеческой точки зрения. Но с точки зрения природы логично как раз «все наоборот».

Уже относительно давно для нашего быстротекущего времени стало известно, что у одного из примитивнейших вирусов возможно кодирование двух белков на одном гене. Факт стал известен, но он рассматривался как очередной курьез природы. Таких много! Считалось, что у высших организмов с их мощными системами регуляции генной активности подобное невозможно. Но, по всей видимости, это не совсем так.

Недавно выделен ген одного из растительных белков — конкавалина А. Этот белок стимулирует клетки к делению, причем клетки животных тоже. Было также известно, что по составу аминокислот он очень близок к другим белкам — лектинам бобовых, которые защищают семена от насекомых и паразитов. Расшифровав последовательность аминокислот, ботаники Кембриджского университета, к своему удивлению, обнаружили, что «голова» молекулы конкавалина гомологична, то есть совпадает с «хвостом» лектина. И наоборот — хвост молекулы стимулятора делений клеток соответствует началу лектина. Исследователи пытаются определить тот участок конкавалина, который ответствен за подталкивание клеток к делению.

Возник и более общий вопрос: может ли клетка высших растений синтезировать два белка с одного гена. Если представить себе, что на каком-то гене синтезируется через посредство РНК предшественник белка, то можно предположить, что в клетке существует «конвейер», на котором белок разрезается пополам, и одна из половинок белковой молекулы «переворачивается» задом наперед. Так с одного гена клетка может получать два белка с разными функциями.