http://elementy.ru/genbio/resume?artid=106

Журнал общей биологии. Резюме статей. Том 66, 2005. № 2, Март-Апрель, Стр. 99–122

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.

Abstract http://elementy.ru/genbio/abstracts?artid=106

Zhurnal Obshchei Biologii (Journal of General Biology). Abstracts

Volume 66, 2005. N 2, pp. 99–122

The frame of canonical theory of heredity: from genes to evolution

R. N. Tchuraev

Institute of Biology, Ufa Research Centre, Russian Academy of Sciences

450054 Ufa, Prospect Oktyabrya, 69

e-mail: tchuraev@anrb.ru

Particular theory of heredity that exceeds the limits of mendelian genetics is suggested. The model based on five sufficiently obvious assumptions (accepted as axioms) As consequence of these axioms the strict statements concerning functional heredity memory were formulated in mathematical terms. Molecular-genetic realization of the memory cells appears as new class of heredity units — epigenes. In the epigenes part of hereditary information is contained, encoded and transmitted beyond the primary structure of DNA molecules of genome. Epigenes capable to conserve sequences of genes functional states in the course of ontogenesis and provide transmission of information contained in this states throw consequent generations. It was shown that epigenes differ from genes at least by encoding method of heredity information. There are three functional-equivalent classes of really existing epigenes mechanisms: dynamic, modificational and transpositional; and there is one hypothetical class — invertional. It was shown that a lot of experimental data concerning epigenetic mechanism of heredity is in accord with theoretical conclusions concerning epigenes existence. Moreover, we constructed an artificial epigenes by genetic engineering methods. The existence of epigenes means that obtaining complete genome sequence, its physical and genetic maps, as well as distinguishing the rules of genes function encoding by its primary structure do not provide complete decoding of hereditary information. The role of epigenes in ontogenesis and phylogenesis was examined. It was shown that even elementary epigenetic systems could determine key ontogenesis events. Epigenetic system could serve as the basis of non-darwinian evolutionary strategies by means of "memorization of rather unsuccessfully steps of evolution" and conservation of alternative variants of ontogenesis. Teleonomic hypothesis on functional heredity memory was formulated. This theory provides explanation of phenomena of acquired features inheritance and molecular mechanisms of stress-induced evolution.