Центральная догма молекулярной биологии гласит, что основным носителем генетической информации у организмов, наследуемой из поколения в поколение, является ДНК. Она служит матрицей для синтеза РНК, на которой, в свою очередь, синтезируются белки. Пальма первенства в этой цепочке событий принадлежит ДНК. Но уже не впервые биологи получают свидетельства того, что РНК не просто посредник в цепи передачи информации, а многофункциональная молекула.

Об особом месте РНК в ряду других биологических молекул свидетельствует то, что она, как и ДНК, может служить носителем генетической информации, а кроме того, способна принимать сложные трехмерные конфигурации и катализировать биохимические реакции, как это умеют делать белки. Вполне возможно, что у истоков жизни на Земле стояла именно РНК. В те времена она выполняла двойную функцию: служила генетической матрицей и репродуктивным аппаратом.

Поведение растения семейства крестоцветных Arabidopsis thaliana (резуховидки) являет собой еще один пример того, каким образом природа использует особые свойства РНК. Сьюзен Лолли (Susan J. Lolle) и Роберт Пруитт (Robert E. Pruitt) из Университета Пердью занимаются изучением Arabidopsis со сросшимися лепестками цвет- ков. В геноме таких растений имеются две мутантные копии гена hothead, которые отличаются от нормального гена единственной нуклеотидной парой. Как ни странно, у небольшого числа гибридов, полученных от скрещивания мутантных растений, одна копия hothead спонтанно ревертирует к нормальной форме, т.е. происходит элиминация точковой мутации. Даже одно такое событие статисти- чески совершенно невероятно, подобное может происходить только в бактериальных колониях с их несравненно более высокой частотой клеточных делений. Ученые пытались найти этому феномену какое-нибудь простое объяснение, например, они говорили о возможности перекрестного опыления мутантного растения нормальным, о необычайно большой частоте мутаций, о наличии еще одной,«теневой» копии hot head. Но все эти гипотезы были отвергнуты.

У hothead-мутантов изменения происходят и в других частях генома, и все они подходят под пару таковых у «бабушек» и «дедушек», но не у «родителей» гибридов, полученных от скрещивания мутантов. Такой характер наследования наводит на мысль, что у родителей мутантного растения имеется резервная копия генетического материала, не востребованная следующим поколением. Эту точку зрения авторы изложили в мартовском журнале Nature. Такая чехарда с наследованием признаков никак не укладывается в четкие рамки за- кона Грегора Менделя, сформулированного им в 1865 г. Авторы не могли даже представить, чтобы какую-либо роль во всем этом играла ДНК, а потому предположили, что резервной копией служит двухцепочечная РНК (большинство РНК – одноцепочечные молекулы).

«Это вполне правдоподобно, как раз такая РНК участвует в РНК-ин- терференции, одном из распространенных механизмов инакти- вации генов, – заявляет Ричард Иоргенсен (Richard Jorgensen), уче- ный из Аризонского университета. – Но почему это не может быть какая-нибудь молекула ДНК и почему РНК обязательно должна быть двухцепочечной?»

Тем не менее версия авторов представляется весьма разумной. Известно немало случаев изменения экспрессии генов или струк- туры ДНК при участии двухцепочечных РНК, не кодирующих никаких белков. У целого ряда растений и животных, в том числе у Arabidopsis, риса, мышей и человека, многие РНК синтезируются на цепи ДНК, комплементарной той, где находятся гены, кодирующие белки. «По-видимому, именно отсюда происходят некоторые резервные матрицы», – говорит Джозеф Экер (Joseph Ecker), специалист в области биологии расте- ний из Института биологических исследований Солка в Калифорнии. Как отмечает Экер, отличительной особенностью растений служит наличие у них большого количества ферментов, участвующих в дупликации РНК, а также системы их переноса между клетками.

Возможно, «генетический архив» позволяет растениям выживать в неблагоприятных условиях, например, при длительной засухе. В таких ситуациях они заимствуют из «архива» гены, которые помо- гали сохранять жизнь их предкам. В каком-то смысле все это напоми- нает еще одну странность в поведении РНК, называемую перекодированием.

Хотелось бы выяснить, насколько широко распространен этот феномен. Необъяснимые случаи спонтанной реверсии отмечаются при некоторых наследственных заболеваниях человека, но, как часто они встречаются в нормальных условиях – неизвестно. Пруитт сомневается, что рассмотренный механизм характерен только для растений. «Вряд ли природа, создав нечто уникальное, стала бы ис- пользовать это в единичном случае», – считает он.