Прекрасное ночное зрение млекопитающих вызвано нецелевым использованием ДНК. Ненужные с генетической точки зрения участки ДНК в их глазах фокусируют слабые потоки света.
Группа европейских ученых смоделировала прохождение света через глазные «палочки» у ночных животных. Оказалось, что клетки, ответственные за ночное зрение, имеют систему фокусировки, в которой микролинзами работают фрагменты ДНК.
Палочки и колбочки
На сетчатке глаза есть два принципиально разных типа фотосенсорных клеток. Первый – это «колбочки». Существует три типа колбочек, которые воспринимают излучение в трех областях спектра. Еще один тип фоторецепторов – «палочки». Подобно колбочкам, свое название они получили из-за формы клеток: продолговатые цилиндры. Их ключевые отличия заключаются в том, что они обладают намного большей фоточувствительностью, зато на динамические изменения реагируют хуже. Пигмент у колбочек только один, так что в темноте человек не обладает цветным зрением, да и вообще видит довольно плохо.
ДНК
Генетическая информация о большинстве живых существ находится в молекулах ДНК. Если растянуть ее в длину, то получится нить длиной порядка метра. Однако в клетках биомолекулы не существуют в таком виде: физико-химические взаимодействия скручивают их в невероятно компактные структуры. Именно в таком виде они и функционируют. Комплекс биомолекул в ядре клетки называется хроматин. Менее плотные участки, которые несут большую часть генетической информации, называются эухроматином. Более плотные, где генетической информации существенно меньше – гетерохроматином.
Кошки не похожи на людей
У человека и подавляющего большинства млекопитающих палочки устроены так, что менее плотно упакованные участки генетической макромолекулы располагаются в центре ядра клетки. С точки зрения эволюции это легко объяснимо: чем ближе к центру, тем больше степеней свободы и возможностей осуществлять необходимые процессы, такие как, например, деление клеток. А у границы ядра возможность подвести дополнительный химический материал или белки, участвующие в осуществлении этих процессов, намного меньше.
Зато легко нашлось исключение, только подтверждающее это правило. Это представители кошачьих. Они намного лучше человека видят в темноте, что достигается иным строением палочек.
У них несущие информацию фрагменты вынесены на периферию ядра, а вот более плотные фрагменты – гетерохроматин – сцентрированы. Как показали результаты компьютерного моделирования, плотные участки играют роль линзы – они фокусируют слабые потоки света на той точке, где располагается «приемник» излучения.
Результаты работы опубликованы в пресс-релизе Общества Макса Планка.
