1. Ещё не так давно количество генов у человека оценивали в 300 тысяч. Затем эта оценка снизилась до 100 тысяч, потом — до 50 тысяч... В проекте «Геном человека» у человека насчитали менее 30 тысяч генов — вдесятеро меньше, чем первоначально предполагалось. Примерно столько же (если не больше) генов у мышей.

Возникает естественный вопрос: чем же человек отличается от мышей?

И этот вопрос становится ещё более острым, если учесть, что из каждых 100 нуклеотидных пар ДНК человека и ДНК мышей, в среднем 85 пар совпадают и только 15 отличаются. Недаром всевозможные внутриклеточные процессы вначале тщательно изучают на тех же мышах — и с большой долей уверенности проецируют результаты на человека.

Но если не гены, то что ещё может вызывать очевидные различия между животными одного класса, между человеком и другими млекопитающими?

2. И ещё один парадокс обнаружен в проекте «Геном человека»: количество известных белков в несколько раз больше, чем количество подсчитанных генов!

Приходится заключить, что прежняя догма «1 ген — 1 белок» не отражает действительность. Есть несколько способов того, как считывание одного гена может приводить к образованию серии разных белков.

а) На уровне самого гена:  его можно начинать считывать с разных «рамок», т.е. с первого, со второго или с третьего нуклеотида — и тогда смысл последующей информации будет совершенно различным; можно даже считывать ген в разных направлениях (!);

б) На уровне пре-мРНК:  в ходе её созревания (процессинга) могут образовываться различные по длине и составу зрелые мРНК.

в) На уровне пре-протеина: пептидная цепь, сходящая с рибосом, нередко разрезается на несколько более мелких белков и пептидов, — да ещё несколькими способами, что может давать до десятка разных продуктов; кроме того, возможны разные виды модификации одной и той же пептидной цепи.

Все эти обстоятельства могут привести к исчезновению самого понятия «ген». Действительно, связь между структурой ДНК и множеством белков, синтезированных как бы в соответствии с её информацией, становится просто-таки условной.

3. Выявлен и третий парадокс — пожалуй, самый удивительный. Предварительно заметим, что известны следующие функциональные участки ДНК:

а) экзоны — кодирующие части генов,

б) интроны — некодирующие части генов, обычно перемежающиеся в пределах гена с экзонами,

в) промоторы — некодирующие участки ДНК  перед генами, места связывания РНК-полимеразных комплексов;

г) и энхансеры — опять-таки некодирующие участки ДНК, но теперь это места связывания транскрипционных факторов — белков, регулирующих активность генов.

Так вот, согласно выводам проекта «Геном человека», на все эти участки у человека приходится лишь 5% всей  хромосомной ДНК. А функция прочих 95 % ДНК остаётся неизвестной.

Получается, гены человека — не просто малочисленны (что было зафиксировано выше), но и представляют собой редкие находки в своей собственной ДНК!

Последний результат произвёл самое сильное впечатление. И поскольку считалось, что ДНК должна лишь кодировать белки и для этого — транскрибироваться, то нетранскрибируемые 95 % ДНК были признаны просто «генетическим мусором» и названы «лишней», «избыточной», «эгоистической» и т.п. ДНК.

С другой стороны, это казалось очень странным: кем бы ни был человек — венцом эволюции или Божьим творением, — в любом из этих качеств ему было как-то не к лицу иметь 95 % «мусора» в своей ДНК.

Поэтому вскоре по окончании проекта «Геном человека» был запущен следующий международный проект — «ENCODE» (от «Encyclopedia of DNA Elements»), призванный перепроверить и скорректировать результаты первого.

Проверили, скорректировали — причём радикально. Было объявлено, что доля используемой, т.е. участвующей в транскрипции или её регуляции, ДНК составляет 80 % (тогда как несколькими годами раньше она не дотягивала и до 5%)!

Правда, по мнению ряда комментаторов, на самом деле эта доля — не больше 20–50 %. А «80 %» возникли под влиянием методического приёма, когда определялось только, возможно ли на тестируемом участке ДНК инициировать транскрипцию (синтез РНК) — без учёта того, не обрывается ли вскоре начатая «транскрипция» и используются ли её продукты.

Чему же верить? Задавшись этим вопросом, я попробовал оценить эту загадочную величину (долю «избыточной», или «неизвестной» ДНК) путём относительно несложного расчёта. Он описан в недавно вышедшем третьем издании «Молекулярной биологии» (Н.Н. Мушкамбаров, С.Л. Кузнецов, МИА, 2016).

Опуская способ расчёта и другие детали, сообщу здесь лишь результат. Получилось, что доля «неизвестной» ДНК — не менее 50%,  а реально  она гораздо выше, приближаясь к верхней границе интервала от 50 до 95%.

То есть подтверждается вывод проекта «Геном человека) о том, что «неизвестная» ДНК составляет значительную, даже  бóльшую, часть ядерной ДНК человека.

Таковы недавно обнаруженные парадоксы генома.

А в следующем сообщении я расскажу о том, что всё-таки известно и что можно думать о загадочной «неизвестной» ДНК.