Контуры неканонической теории наследственности: от генов к эпигенам

Р. И. Чураев

Институт биологии Уфимского научного центра Российской академии наук
450054 Уфа, Проспект Октября, 69
e-mail: tchuraev@anrb.ru
Поступила в редакцию 03.12.2003 г.

Предложена частная теория наследственности, выходящая за пределы менделеевской генетики. В основу теории положена модель, базирующаяся на пяти достаточно очевидных положениях, принятых как аксиомы. Как следствия из них получены и сформулированы в математической форме строгие утверждения о существовании функциональной наследственной памяти, молекулярно-генетическим воплощением ячеек которой является новый класс наследственных единиц - эпигены. В эпигенах часть наследственной информации хранится, кодируется и передается потомству вне первичной структуры молекул ДНК генома. Эпигены способны сохранять последовательности функциональных состояний генов в ходе онтогенеза и обеспечивать передачу кодируемой этими состояниями функциональной информации в ряду последовательных генераций. Показано, что эпигены как наследственные единицы отличаются от генов по крайней мере по способу кодирования содержащейся в них наследуемой информации. Приведены примеры трех функционально-эквивалентных классов реально существующих механизмов эпигенов: динамического, модификационного, транспозиционного и одного гипотетического - инверсионного. Показано, что огромное количество экспериментальных данных по эпигенетическим механизмам наследования согласуется с теоретическими выводами о существовании эпигенов. Кроме того, генно-инженерными методами нами экспериментально сконструированы искусственные эпигены. Существование эпигенов означает, что получение полной размеченной нуклеотидной последовательности генома, его физических и генетических карт, а также выявление правил кодирования функции гена в его первичной структуре не означает полной расшифровки наследственной информации. Рассмотрены возможные роли эпигенных систем в онто- и филогенезе. Показано, что даже простейшие эпигенные системы могут детерминировать ключевые события онтогенеза. Эпигенные системы могут служить основой недарвиновских стратегий эволюции посредством "запоминания относительно неудачных ходов эволюции" и сохранения запасных вариантов онтогенеза. Сформулирована телеономическая гипотеза о назначении функциональной наследственной памяти. Представленная теория также объясняет феномен наследования приобретенных признаков и молекулярные механизмы стрессиндуцируемой эволюции.