Страница 10 из 316
… Когда такая последовательность транслируется на рибосоме, то все идет нормально до мутантного кодона, но после него рибосома сначала вставляет неправильную аминокислоту – пролин вместо серина, а потом вообще прекращает трансляцию, потому что натыкается на стоп-кодон УАА (стоп-кодоны отмечают конец синтеза белка и в норме располагаются в последнем экзоне гена). В результате получается короткий нефункциональный мутантный белок тирозиназы.
Делецию цитозина в 975-й позиции открыли, анализируя одно американское кошачье семейство, в котором часто рождались котята-альбиносы. Когда же спустя 10 лет другие исследователи взяли кота-альбиноса в одном из французских приютов, то оказалось, что у него совсем другая рецессивная мутация,
c
2
. В 1204-й позиции гена
тирозиназы
цитозин был заменен на тимин, что привело к образованию стоп-кодона (ЦAA → УAA) и в итоге к синтезу укороченного нефункционального белка.
Пород кошек с сиамским окрасом больше, чем нормальный человек может запомнить. Помимо сиамской, о которой вы уже знаете, есть еще невская маскарадная, бирманская (не путать с бурманской
c
b
/
c
b
!), гималайская, рэгдолл, меконгский бобтейл и еще несколько. Пород альбиносов нет ни одной. К альбиносам котоводы относятся по большей части подозрительно, поэтому их разведение не поощряется. Отчего так, вы узнаете чуть позже в этой главе.
Мутации в интронах
Сиамская и альбиносная мутации произошли в экзоне 2 гена тирозиназы, бурманская мутация – в экзоне 1. Но что будет, если мутация произойдет на стыке интрона и экзона и затронет одну из двух пар нуклеотидов: ГУ или АГ, которые отмечают края интронов?
На этот вопрос могут ответить кошки окраски мокко, которую впервые заметили в Бангкоке. Мокко гораздо светлее, чем стандартная бурманская окраска.
Причиной появления мокко стала дупликация кусочка гена тирозиназы. Удвоилась половина экзона 2 и прилегающий к нему участок интрона 2. Мы не знаем почему, но белки-закройщики не распознают АГ в конце интрона 1, а идут дальше до следующего АГ, который располагается в кусочке интрона 2 перед удвоенной частью, и ювелирно отрезают все, что находится между ними, а это интрон 1 и нормальный экзон 2! Мы также не знаем, почему белкам-закройщикам понравилась именно эта пара АГ, а не какая-то другая. Получившаяся мутантная мРНК состоит из экзона 1, далее следует удвоенный кусочек интрона 2 и половинка экзона 2, а затем все остальные экзоны в полном порядке: 3, 4, 5 и 6.
Описанную мутацию назвали
c
m
. Этот аллель рецессивен по отношению к нормальному аллелю
С
и доминантен по отношению к
с
и
с
2
. Какой же будет окрас у гетерозигот
c
s
/
c
m
и
c
b
/
c
m
? Кошки
c
s
/
c
m
будут темнее, чем сиамские
c
s
/
c
s
,
но светлее, чем мокко
c
m
/
c
m
,
а кошки
c
b
/
c
m
будут светлее, чем бурманские
c
b
/
c
b
,
но темнее, чем мокко
c
m
/
c
m
. Взаимодействие всех аллелей гена тирозиназы можно представить следующим образом:
С
>
c
s
=
c
b
=
c
m
>
с, с
2
,
где знак “>” указывает на направление доминирования, а знак “=” – на промежуточное доминирование.
Плейотропия и сиамское косоглазие – 1
Открытие интронов и процесса созревания РНК опровергло одну из догм биологии: один ген – один белок. Теперь вы знаете, что благодаря перетасовкам экзонов один ген может кодировать несколько белков. Была еще одна догма: один ген – один признак. Сейчас мы и ее опровергнем.
Продукты одного и того же гена могут участвовать в разных биологических процессах, и, соответственно, мутации в этом гене приводят к изменениям не одного, а сразу нескольких признаков
[13]
[Вероятно, среди вас найдутся те, кто работает в нескольких компаниях. Или, например, днем ходит в офис, а по вечерам подрабатывает репетитором. Если вы вдруг заболеете, то пострадает не только офисная работа, но и ученики, которые останутся без своего учителя.]
. Это явление называется
плейотропией,
от греческого
pleion
– “много”,
tropos
– “направленность”.
Все кошки сиамского окраса
c
s
/
c
s
дают сразу несколько примеров плейотропии. Мало того, что они сиамского окраса, так они еще имеют глаза разного оттенка голубизны. Другие цвета им недоступны. Почему? Тирозиназа у сиамских кошек плохо работает не только в пигментных клетках кожи, но и в пигментных клетках глаза. У кошек-альбиносов
с
/
с
(или
с
2
/
с
2
) меланин не вырабатывается вообще, поэтому оттенок радужки у них еще светлее, чем у сиамских.
Действие сиамской мутации не ограничивается изменениями в цвете шкурки и цвете глаз. Косоглазие – еще одно (плейотропное!) проявление этой мутации. Но прежде чем перейти к косоглазию, давайте вспомним, как устроен глаз.
Интерлюдия о том, как устроен глаз кошки и почему он так устроен
Глаз млекопитающих часто приводят как пример чуда эволюции – так в нем все замечательно устроено. В нем есть и автоматическая апертурная диафрагма (зрачок), и линза с автофокусом (хрусталик), и HDR-фотосенсор (сетчатка с палочками и колбочками), и высокоскоростная система передачи сигнала (нейроны), и, наконец, сверхмощный анализатор изображений (зрительная зона коры головного мозга).