Альтернативный сплайсинг: новый взгляд на эволюцию белков

Чем человек отличается от мыши? Внешним видом, набором белков и тканей. По этим показателям мышь от человека отличит даже слепой. А вот что касается генетического уровня, то здесь дело обстоит не так просто. Оказывается, у человека набор генов, кодирующих белки, отличается от мышиного всего на один процент. В чём же тут дело? На самом деле информация с одного гена спирали ДНК при образовании цепочки РНК может быть считана по-разному.

В результате одному и тому же гену соответствуют разные белки и разные ткани. Процесс образования группы различных белков из одного и того же гена был назван альтернативным сплайсингом. Этот простой молекулярный процесс в конечном итоге коренным образом отражается на эволюционном процессе. Если говорить упрощённо, то именно ему мы обязаны разнообразием окружающего нас живого мира. Установлено, что чем выше в эволюционном плане животное, тем больше у него будет альтернативных вариантов белка от одного и того же гена. Кроме того, у него будет больше генов задействовано в альтернативном сплайсинге. Так, в 2008 году установлено, что у человека альтернативному сплайсингу подвержены 94 % генов. Это означает огромное разнообразие полезных соединений, образуемых от ограниченного набора наследственной информации. Сам по себе сплайсинг – это «созревание» спирали РНК под действием конкретного гена ДНК. Частица РНК состоит из частей двух видов – экзонов («смысловых» элементов) и интронов («бессмысленных» элементов). В ходе «созревания» интроны отбрасываются, а экзоны сшиваются.

Теперь (конкретно – в конце 70-х годов) установлено, что сшиваться экзоны могут по-разному, отдельные экзоны при этом отбрасываются вместе с интронами. В результате получается несколько изоморфов одного белка (по сути, несколько разных белков), из которых строятся разные ткани организма. Этот процесс и назван альтернативным сплайсингом. На этом этапе эволюция означает усложнение спирали РНК и, следовательно, увеличения разнообразия белков. Сегодня биологи пришли к выводу, что при образовании видов в большей степени усложняется структура РНК, а не генетический состав ДНК. Это и объясняет, почему очень далёкие в эволюционном плане организмы могут иметь очень сходный генетический состав клетки. Установлено также, что в одних случаях эволюционное развитие тканей идёт по пути альтернативного сплайсинга, а в других – по пути мутации генов. От чего зависит тот или иной выбор природы, учёные пока не знают.