Kad 2003. gadā Cilvēka genoma projektā iesaistītie zinātnieki publicēja savu pirmo cilvēka genoma projektu, viņi jau iepriekš zināja, ka:
- Kodējošie segmenti (gēni, kas nosaka olbaltumvielas) veido nelielu daļu no kopējā DNS daudzuma katrā šūnā. Mums ir apmēram tāds pats gēnu skaits kā pelēm (apmēram 25 000), kas ir tikai 3% no visa genoma.
- Nekodējošo segmentu funkcijas (t.i., atlikušie 97%) faktiski nebija zināmas. Daudzi to sauca par “junk DNA”; viņi uzskatīja, ka šī DNS ir nepareizi nokopētas un mutētas paliekas, kuras miljonu gadu laikā atstājuši mūsu senči. Molekulārie taksonomisti ir izmantojuši šo "nevēlamo DNS" kā "molekulāro pulksteņa rādītāju" - klusējošu mutācijas vēsturi, kuru daudzu miljonu gadu laikā nav ietekmējusi dabiskā atlase, jo šai DNS nav funkcijas. Balstoties uz šo ideju, zinātnieki ir izveidojuši daudzus evolūcijas stāstus par dažādu dzīves veidu izcelsmi.
- Iepriekš tika uzskatīts, ka gēni ir DNS molekulas (eksonu) funkcionālie segmenti, kas ievietoti starp nefunkcionāliem segmentiem (introniem), kuru funkcija nav zināma. Kad gēns tiek nolasīts (kopēts, transkribēts RNS) un pēc tam tulkots olbaltumvielās, intronus sadala un eksonus salīmē kopā, lai iegūtu funkcionālu gēnu.
- Gēna kopēšana (transkripcija) sākas speciāli norādītā vietā (START) un beidzas īpašā vietā, kas apzīmēta STOP.
- Gēnu slēdži (molekulas, ko sauc par transkripcijas faktoriem) tiek novietoti uz hromosomas netālu no START gēna vietas.
- Transkripcija notiek vienā virzienā, sākot no SĀKUMA līdz STOP beigām.
- Gēni ir izkaisīti visā hromosomu garumā, piemēram, pērlītes uz virknes, lai gan dažos apgabalos ir vairāk gēnu nekā citās.
- DNS veido divas savītas spirāles, kaut kas līdzīgs savīti rāvējslēdzējam. Viena DNS virkne papildina otru, tāpat kā aizdares malas. Iepriekš tika uzskatīts, ka tikai viena DNS "sprādzes" puse (ko sauc par "jutekļu" virkni) nodrošina pareizu olbaltumvielu secību. Papildu šķipsnu sauc par “muļķību”. Tika pieņemts, ka olbaltumvielu veidošanās (izņemot retus izņēmumus) notiek tikai sensora virknes nolasīšanas rezultātā, nesaistot nesajūtu virkni. Tajā pašā laikā muļķības ķēde, pēc zinātnieku domām, spēlē veidnes lomu semantiskās ķēdes kopēšanai, tāpat kā fotoattēla veidošanai tiek izmantots fotonegatīvs.
Šūna, iespējams, izmanto visu genomu, un nav tādas lietas kā nevēlama DNS.
Tagad visa šī DNS zināšanu struktūra ir apgriezta otrādi. Nesen īstenotajā ENCODE projektā tika ziņots par rūpīgu stenogrammu (no RNS izgatavotas no DNS kopijas) rezultātiem tikai 1% no cilvēka genoma. Viņu atklājumos ietilpst:
- Apmēram 93% no genoma ir nolasīti (nevis 3%, kā paredzēts). Turpmākie pētījumi var palielināt šo skaitli līdz 100%. Tā kā transkripcijai ir nepieciešams daudz enerģijas un nevainojama konsekvence, tas nozīmē, ka šūna, iespējams, izmanto visu genomu, un molekulai nav tādas lietas kā “junk DNA”.
- Exoni nav specifiski gēniem (saistīti ar gēniem), bet ir moduļi, kas var saistīties ar daudziem dažādiem RNS transkriptiem. Vienu eksonu (t.i., viena gēna vienu daļu) var izmantot kombinācijā ar ne vairāk kā 33 dažādiem gēniem, kas atrodas uz 14 dažādām hromosomām. Tas nozīmē, ka viens eksons var kodēt vienu daļu, kuru izmanto daudzi dažādi proteīni.
- Gēni nav izvietoti tādā rindā kā “pērlītes uz auklas”, bet drīzāk ar slāņu struktūru ar daļēji pārklājošiem segmentiem. Ar šo struktūru no viena "gēna" tiek iegūti 5, 7, 9 vai vairāk norakstu.
- Ne viens, bet abi DNS molekulas virzieni (semantiskie un ne-semantiskie) ir pilnībā nolasīti (pārrakstīti).
- Transkripcija notiek ne tikai vienā virzienā - tā iet uz priekšu un atpakaļ (!).
- Transkripcijas faktori var būt desmitiem vai simtiem tūkstošu bāzes pāru (nukleotīdi no) gēnā, kuru tie kontrolē, pat dažādās hromosomās.
- Nav vienas START vietas, bet daudz, un tās atrodas katrā gēnu reģionā.
- Katrā apgabalā nav viena lasīšanas palaišanas sistēma, bet gan vesela virkne.
Autori secina:
"Šie rezultāti ir tik pārsteidzoši un šokējoši, un tāpēc mums būs nepieciešams daudz ilgāks laiks, lai izprastu procesus, kas faktiski notiek šūnās."
Šīs bažas par tik daudzu RNS molekulu drošību, kas ražotas tik mazā telpā, ir pamatotas. RNS ir vienas šķiedras molekula, nedaudz līdzīga kanāla lentei, jo tā pielīp pie jebkuras tuvumā esošās virsmas, ieskaitot sevi! Un, ja process nav skaidri koordinēts, visa RNS vienkārši sagrūs un pārvērtīsies lipīgā masā.
Un taksonomistiem un molekulārajiem biologiem, kuri ir izgudrojuši daudzas organismu attīstības evolūcijas vēstures (“filoģenēzi”), nav citas izvēles, kā atstāt šīs rekonstrukcijas, kas daudzu gadu laikā izveidotas, balstoties uz ideju par “nevēlamo DNS”, un gaidīt visu šī atklājuma seku izpausmi, lai mēģiniet visu pārtaisīt.
Viens no it kā “spēcīgajiem” argumentiem par to, ka cilvēkiem ir kopīgs sencis ar šimpanzēm, ir kopīgas “nefunkcionējošas” DNS klātbūtne. Kā redzat, šis arguments vienkārši ielidoja pīpē, zaudējot visu nozīmi.
Reklāmas video:
Aleksandrs Viljamss