ПРОСТРАНСТВЕННАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ ГЕНОМА МЛЕКОПИТАЮЩИХ (Вавиловский журнал генетики и селекции, 2015)
В марте 2000 г. было сделано заявление, которое произвело огромное впечатление даже на людей, далеких от биологии: геном человека секвенирован! Комментируя его, Бил Клинтон сказал, что это событие для человечества имеет значение большее, чем изобретение колеса, и он горд, что это произошло во время его нахождения на посту президента США. Секвенирование генома человека, несомненно, является огромным успехом современной биологии, но следует отметить, что секвенирование генома не означает его расшифровку. Сегодня геном человека и ряда других видов уже представлен в базах данных в виде последовательностей нуклеотидов, но оказалось, что можно и читать, и писать, понимая лишь небольшую часть написанного. В тексте «геном человека» мы понимаем отдельные «слова», а иногда и целые фразы. Однако выяснение правил языка, определяющих разбиение текста на абзацы, главы и отдельные тома, представляет собой отдельную задачу, которая, похоже, оказалась более сложной, чем простое секвенирование: «чтение–записывание» в длинные цепочки символов A, T, G, C.Некоторые проблемы обусловлены тем, что в реальной жизни геном является трех - или даже, учитывая время, четырехмерным, а записали его пока лишь в одномерном варианте, потеряв не только информацию, связанную с его пространственной организацией, но и оставив на будущее изучение самих принципов этой организации. Возможно, ситуация является еще более сложной. В ДНК записаны не только наследственная информация в виде последовательности нуклеотидов, необходимая для построения белков, но и программа ее реализации: когда и в каких клетках будет считываться информация с различных участков ДНК. Уже сейчас известно множество механизмов и систем кодирования, используемых для управления работой генов не только последовательности нуклеотидов в определенных участках генома. К таким механизмам относятся метилирование ДНК и модификации гистонов, доменная организация хромосомы и другие особенности генома, которые определяют различия между индивидуальными клетками, возникающие в ходе их дифференцировки в клетки различных тканей. То есть генетический код, определяющий аминокислотную последовательность белков через последовательность нуклеотидов, является только одним из существующих кодов. В настоящей статье мы рассмотрим только одну из проблем – пространственную организацию генома. Более того, для упрощения решения этой задачи ограничимся рассмотрением генома соматических клеток млекопитающих, что позволит оставить за рамками настоящей статьи такие особые варианты организации генома, как политенные хромосомы, хромосомы типа ламповых щеток, а также специфическую реорганизацию генома в мейозе.