«Молекулярдык биологиянын борбордук догмасы ДНКдан белокко РНК аркылуу ырааттуу маалыматтын калдыктар боюнча деталдуу өткөрүлүшүн карайт. Анда мындай маалымат ДНКдан белокко бир тараптуу жана белоктон белокко же нуклеин кислотасына өткөрүлүп берилбейт деп айтылат» (Крик Ф.,1970).
Стэнли Миллер алгачкы жер чөйрөсүндөгү жашоонун келип чыгышын түшүнүү жана чечмелөө үчүн 1952-жылы жана 1959-жылы дагы бир эксперимент жүргүзүп, 2007-жылга чейин жашаган. Анын убагында ДНК маанилүү биологиялык молекула, чындыгында маалыматтык полимер жагынан эң маанилүү биологиялык молекула катары кабыл алынган. Бирок, Миллер өзүнүн эмгектеринде жана ойлорунда "нуклеин кислотасына байланыштуу маалыматтык молекула" жөнүндө ачык айтпай калгандай сезилген.
Миллердин экспериментинин бир кызык жери, ал эмне үчүн Жердин алгачкы шарттарында нуклеин кислотасынын маалымат полимерин издөөнү унутуп, бир гана аминокислоталарга көңүл бурган? Бул анын фосфордун прекурсорлорун колдонбогондугунанбы, бирок фосфор алгачкы жанар тоо атылуу шарттарында болушу мүмкүнбү? Же ал белок маалымат полимери гана болушу мүмкүн деп ойлоп, ошондуктан бир гана аминокислоталарды издегенби? Ал белок жашоонун келип чыгышынын негизи экенине жана ошондуктан экспериментинде бир гана аминокислоталардын бар экендигине ишенгенби же белоктор адам денесиндеги бардык функцияларды аткарып, биздин фенотиптик жактан негизибиз болуп саналат жана ошондуктан нуклеин кислоталарынан маанилүүрөөк деген фактыны, ал ошол учурда ойлогон болушу мүмкүнбү?
70 жыл мурун белоктор жана алардын иштеши жөнүндө көп нерсе белгилүү болгон, ал эми нуклеин кислотасы жөнүндө ал кезде азыраак болгон. Белоктор денедеги бардык биологиялык реакцияларга жооптуу болгондуктан, Миллер алар маалымат алып жүрүүчү болушу керек деп ойлогон; жана ошондуктан протеиндин курулуш материалдарын эксперименттеринде гана издеген. Нуклеин кислотасынын курулуш блоктору да пайда болгон, бирок татаал аспаптардын жетишсиздигинен улам аны аныктоо мүмкүн эмес болгон мынчалык микросхемаларда болгондугу акылга сыярлык.
ДНКнын түзүлүшү бир жылдан кийин, 1953-жылы ачылган, анда ДНКнын кош спираль түзүлүшү сунушталган жана анын репликациялык касиети жөнүндө сөз болгон. Бул 1970-жылы атактуу окумуштуу Фрэнсис Крик тарабынан белгилүү "Молекулярдык биологиянын борбордук догмасын " жараткан! 1 Окумуштуулар борбордук догмага ушунчалык көнүп, ынанышкандыктан, алар алгачкы жер шарттарында нуклеин кислотасынын прекурсорлорун издешкен эмес.
Окуя Миллер менен бүтпөйт окшойт; эч ким нуклеин кислотасынын прекурсорлорун алгачкы жер шарттарында көптөн бери издебегендей - бул илимдин бул тез өзгөрүп жаткан этабында абдан таң калыштуу нерсе. Пребиотикалык контекстте адениндин синтези жөнүндө маалыматтар бар болсо да2, бирок нуклеотиддик прекурсорлордун пребиотикалык синтези жөнүндө маанилүү маалыматтар Сазерленд тарабынан 2009-жылы жана андан кийин болгон. 2017-жылы изилдөөчүлөр 4 Миллер менен Юрей тарабынан РНК нуклеобазаларын электрдик разряддарды жана жогорку кубаттуулуктагы лазер менен башкарылуучу плазмалык таасирлерди колдонуу менен өндүрүү үчүн колдонулган окшош калыбына келтирүүчү шарттарды симуляциялашкан.
Эгер Миллер белокту маалыматтык полимер деп эсептеген болсо, анда "белок чындыгында маалыматтык полимерби?" деген суроо туулат. "Борбордук догманын" жарым кылымга жакын үстөмдүгүнөн кийин, биз Куниндин 2012-жылдагы "Борбордук догма дагы эле сакталып калабы?" деп аталган 5- макаласын көрөбүз. Ооруну пайда кылган туура эмес бүктөлгөн белок болгон приондун окуясы буга мисал боло алат. Эмне үчүн денедеги туура эмес бүктөлгөн прион белогу иммундук жоопту козгобойт жана/же системадан чыгарылат? Анын ордуна, бул туура эмес бүктөлгөн белок CZD оорусундагыдай эле, өзүнө окшош башка белокторду "жаман" кылып чыгара баштайт. Эмне үчүн "жакшы" белоктор башка "жаман" белок тарабынан туура эмес бүктөлгөн абалга жеткирилет/диктацияланат жана эмне үчүн клеткалык механизм муну токтотпойт? Бул туура эмес бүктөлгөн белоктун башка ушул сыяктуу белокторго "өткөрүлүп" жана алар башаламан иштей баштаган кандай маалыматы бар? Андан тышкары, приондор өтө адаттан тыш касиеттерди, атап айтканда, жогорку дозадагы ультрафиолет нурлануусу 6 сыяктуу эң кичинекей нуклеин кислотасынын молекулаларын да активдештирбеген дарылоого өзгөчө туруктуулукту көрсөтөт . Приондорду 100°C жогору температурада жуучу каражаттардын катышуусунда алдын ала ысытуу жана андан кийин ферменттик иштетүү аркылуу жок кылууга болот 7.
Ачыткылар боюнча жүргүзүлгөн изилдөөлөр прион белокторунда жакшыдан "жаман" белокко өтүүнү шарттаган башаламан прион аныктоочу домен бар экенин көрсөттү 8. Приондун конформациясы өзүнөн-өзү төмөнкү жыштыкта (10-6 тартибинде) 9 пайда болот жана прион абалына өтүү жана андан өтүү стресс шарттарында жогорулайт 10. Мутанттар гетерологиялык прион гендеринде бөлүнүп алынган, приондордун пайда болуу жыштыгы алда канча жогору 11.
Жогорудагы изилдөөлөр туура эмес бүктөлгөн прион белокторунун маалыматты башка белокторго өткөрүп, балким кайра ДНКга прион гендериндеги мутацияларды козгоо мүмкүн экенин көрсөтүп жатабы? Прионго көз каранды фенотиптик тукум куучулуктун генетикалык ассимиляциясы мүмкүн болушу мүмкүн экенин көрсөтүп турат. Бирок, бүгүнкү күнгө чейин, тескери которуу (ДНКга протеин) ачылган эмес жана борбордук догманын күчтүү таасиринен жана мындай аракеттерди каржылоонун потенциалдуу жетишсиздигинен улам ачылышы өтө күмөндүү көрүнөт. Бирок, протеинден ДНКга маалымат берүү каналынын негизги молекулярдык механизмдери гипотетикалык тескери которуудан такыр башкача жана кандайдыр бир убакта жарыкка чыгышы мүмкүн. Бул суроого жооп берүү кыйын, бирок, албетте, эркин чексиз изилдөө руху илимдин өзгөчөлүгү жана догма же культ менен баш кошуу илимге антема болуп саналат жана илимий коомчулуктун ой жүгүртүүсүн программалоо мүмкүнчүлүгүнө ээ.
***
Колдонулган адабияттар:
1. Крик Ф., 1970. Молекулярдык биологиянын борбордук догмасы. Nature 227, 561–563 (1970). DOI: https://doi.org/10.1038/227561a0
2. МакКоллом ТМ., 2013. Миллер-Юрей жана андан кийинки: Акыркы 60 жылда пребиотикалык органикалык синтез реакциялары жөнүндө эмнелерди билдик? Жер жана планета илимдеринин жылдык сереби. 41-том: 207-229 (Томдун жарыяланган күнү, 2013-жылдын май айы) Алгач онлайн режиминде алдын ала сереп катары 2013-жылдын 7-мартында жарыяланган. DOI: https://doi.org/10.1146/annurev-earth-040610-133457
3. Паунер, М., Герланд, Б. жана Сазерленд, Ж., 2009. Пребиотикалык жактан ыктымалдуу шарттарда активдештирилген пиримидин рибонуклеотиддеринин синтези. Nature 459, 239–242 (2009). https://doi.org/10.1038/nature08013
4. Ферус М, Пьетруччи Ф жана башкалар 2017. Миллер-Юрей калыбына келтирүүчү атмосферасында нуклеобазалардын пайда болушу. PNAS 2017-жылдын 25-апрели 114 (17) 4306-4311; биринчи жолу 2017-жылдын 10-апрелинде жарыяланган. DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.1700010114
5. Кунин, EV 2012. Борбордук догма дагы эле күчүндөбү?. Biol Direct 7, 27 (2012). https://doi.org/10.1186/1745-6150-7-27
6. Беллингер-Кавахара К., Кливер Ж.Е., Динер ТО, Прусинер С.Б.: Тазаланган скрапи приондору ультрафиолет нурлануусунун таасири астында инактивдештирүүгө туруктуу. J Virol. 1987, 61 (1): 159-166. Онлайн режиминде https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/3097336/ дарегинен тапса болот.
7. Langeveld JPM, Jeng-Jie Wang JJ, et al 2003. Инфекцияланган бодо малдын жана койлордун мээ сабагындагы прион протеининин ферментативдик бузулушу. Жугуштуу оорулар журналы, 188-том, 11-саны, 1-декабрь 2003-жыл, 1782–1789-беттер. DOI: https://doi.org/10.1086/379664.
8. Мукопадхьяй С, Кришнан Р, Лемке Э.А., Линдквист С, Дениз А.А.: Жергиликтүү түрдө жайылган ачыткы прион мономери кыйраган жана тез өзгөрүп турган структуралардын ансамблин кабыл алат. Proc Natl Acad Sci US A. 2007, 104 (8): 2649-2654. 10.1073/pnas.0611503104..DOI:: https://doi.org/10.1073/pnas.0611503104
9. Чернофф ЙО, Ньюнам ГП, Кумар Ж, Аллен К, Зинк А.Д.: Ачыткыдагы белок мутаторунун далилдери: Hsp70 менен байланышкан шаперон ssbнин [PSI] прионунун пайда болушунда, туруктуулугунда жана уулуулугунда ролу. Mol Cell Biol. 1999, 19 (12): 8103-8112. DOI: https://doi.org/10.1128/mcb.19.12.8103
10. Халфманн Р., Альберти С., Линдквист С.: Приондор, белок гомеостазы жана фенотиптик ар түрдүүлүк. Trends Cell Biol. 2010, 20 (3): 125-133. 10.1016/j.tcb.2009.12.003.DOI: https://doi.org/10.1016/j.tcb.2009.12.003
11. Туйте М, Стояновски К, Несс Ф, Мерритт Г, Колотева-Левин Н: Ачыткы приондорунун жаңыдан пайда болушу үчүн маанилүү клеткалык факторлор. Biochem Soc Trans. 2008, 36 (5-бет): 1083-1087.DOI: https://doi.org/10.1042/BST0361083
***
Комментарийлер жабылган.