Говорят, что природа мудра и экономна, что она не делает ничего лишнего. Но как тогда объяснить ее удивительную расточительность в святая святых - в геноме живых существ?
Когда бум вокруг расшифровки генома человека поутих, начали вставать вопросы. И самый главный из них: почему на кодирование белков - по сути на создание жизни - идет всего 1,5 процента наших генов? А зачем же тогда нужны остальные? Некоторым из них ученые дело нашли, но все же более 70 процентов выглядели абсолютным балластом. На них записаны какие-то длинные генетические тексты, которые пока представляются просто абракадаброй.
Оригинальную гипотезу предложили доктор биологических наук Лев Патрушев и доктор физико-математических наук Игорь Минкевич. Ученые давно заметили такой парадокс. У разных существ размер генома различается более чем в 200 тысяч раз, причем он не соответствует биологической сложности вида. Скажем, гигантские геномы, в 34 раза больше человеческого, принадлежат хвостатой амфибии протею. Самое удивительное, что в больших геномах совсем немного "нужных" генов, а львиную долю занимает "балласт".
И по мнению российских биологов, природа создала его специально, чтобы построить дополнительный барьер защиты полезных кодирующих участков генома от химических мутагенов.
Навел на эту мысль такой факт: частота повреждений генов зависит от размеров всего генома, и чем он больше, тем повреждений меньше. Причем очень удобно, чтобы самую важную часть ДНК - кодирующие гены - "своим телом" защищала балластная часть генома. Была генетическим Александром Матросовым.
И действительно, в любой клетке, ближе к периферии ее ядра, где концентрация приходящих извне мутагенов наиболее высока, чаще располагаются именно балластные ДНК. Зато богатые полезными генами участки упрятаны в центр.
На протяжении всей жизни на гены, находящиеся в ядре клетки, обрушивается поток мутагенов. Некоторые из них прорываются в глубину ядра и повреждают ДНК. Что и является причиной многих болезней. Если мутагенов становится слишком много, то, по мнению авторов гипотезы, размер генома увеличивается, приходя в соответствие с новыми потребностями вида. При уменьшении концентрации мутагенов уменьшается и размер генома. Но вот в случае, если он становится слишком большим, то мутации почти не происходят, и эволюция вида фактически прекращается. По сути происходит его своеобразная консервация. Неслучайно гигантские размеры геномов характерны для "живых ископаемых" - древнейших животных, доживших до наших дней.