Ученые нашли микроорганизм с уникальным генетическим кодом

Генетический код отвечает за сборку белков на основе инструкций, записанных в ДНК. У большинства живых существ эти правила имеют схожую структуру, однако исследователи выявили микроорганизм, у которого два стандартных сигнала остановки сборки белка обозначают разные аминокислоты. Об этом пишет Известия.

Это открытие указывает на то, что генетический код может быть более сложным, чем считалось ранее. О том, как ученые обнаружили этот необычный механизм и что он может сказать о процессе эволюции, рассказывается в исследовании.

Неожиданная находка в оксфордском водоеме

Исследование необычного генетического кода было опубликовано в журнале PLOS Genetics. Ученые нашли его у микроорганизма Oligohymenophorea sp. PL0344, обнаруженного в пресном водоеме на территории Оксфордского университета. Изначально исследователи тестировали метод секвенирования ДНК, который позволяет изучать генетический материал. Однако во время анализа генома они заметили, что микроорганизм применяет необычные правила считывания генетической информации.

Чтобы понять важность этого открытия, необходимо знать, как клетки собирают белки. Генетическая информация считывается небольшими группами по три нуклеотида, которые называются кодонами. Большинство кодонов обозначает определенные аминокислоты, из которых формируется белок. Другие же служат сигналами остановки: они информируют клетку о завершении сборки.

Два сигнала остановки стали обозначать аминокислоты

Обычно остановку сборки белка обозначают три кодона: TAA, TAG и TGA. У обнаруженного микроорганизма два из них получили иное значение. TAA обозначает аминокислоту лизин, а TAG — глутаминовую кислоту. Только TGA сохранил свою обычную функцию сигнала остановки.

Джейми Макгоуэн, научный сотрудник постдокторнатуры в Институте Эрлхэма, отметил, что почти во всех известных случаях TAA и TAG меняют значение одновременно. Когда они перестают быть стоп-кодонами, каждый из них обозначает одну и ту же аминокислоту.

Как клетка справляется с необычными правилами

Ученые обнаружили в геноме специальные гены транспортных РНК. Эти молекулы помогают клетке доставлять необходимые аминокислоты в процессе сборки белков. Их наличие объясняет, как микроорганизм использует необычные значения кодонов.

Исследователи также нашли большое количество кодонов TGA сразу после участков, содержащих инструкции для белков. Такие сигналы могут помогать останавливать сборку, если клетка продолжает считывать генетическую информацию за пределами нужного участка.

У других инфузорий генетический код тоже отличается

Необычные варианты генетического кода были обнаружены и у других простейших. В еще одном исследовании, опубликованном в журнале PLOS Genetics, ученые описали несколько таких вариантов у инфузорий. У пяти изученных видов кодон UAG, который обычно служит сигналом остановки, обозначал другую аминокислоту — лейцин или глутамин. При этом кодон UAA сохранил свою функцию остановки.

Сравнение геномов показало, что изменения генетического кода возникали независимо в разных эволюционных линиях. Это указывает на то, что различные группы микроорганизмов могли прийти к схожим изменениям разными путями. При этом механизм, обнаруженный у Oligohymenophorea sp. PL0344, отличается от описанных вариантов у других инфузорий.

Что открытие говорит об эволюции

Обнаружение необычного генетического кода помогает понять, насколько разнообразными могут быть механизмы, с помощью которых клетки создают белки. Сравнение различных микроорганизмов позволяет исследовать, как эти правила изменялись в ходе эволюции и почему у большинства живых организмов они остаются похожими.

Такие знания могут быть полезны для синтетической биологии — области, в которой ученые исследуют возможности изменения генетического кода. Однако точный путь возникновения необычной системы у обнаруженного микроорганизма пока не установлен. Это открытие демонстрирует существование альтернативного механизма, но не объясняет полностью, как и почему он сформировался.

Больше новостей и эксклюзивных видео смотрите в канале Самара Онлайн 24 в MAX