Vědci objevili neočekávanou genetickou variaci u nového druhu protist, což zpochybňuje zavedené chápání translace DNA na protein a podtrhuje záhady, které příroda stále má.
Vědci testující novou metodu sekvenování jednotlivých buněk nečekaně změnili naše chápání pravidel genetiky.
Protistový genom odhalil zdánlivě unikátní variaci v… DNA Symbol označuje konec genu, což naznačuje, že k lepšímu pochopení této různorodé skupiny organismů je zapotřebí více výzkumu.
Dr Jamie McGowan, postdoktorand z Earlham Institute, analyzoval sekvenci genomu mikroorganismu – protista – izolovaného ze sladkovodního rybníka v parcích Oxfordské univerzity.
Cílem této práce bylo otestovat sekvenační potrubí DNA pro práci s velmi malým množstvím DNA, jako je DNA z jedné buňky. Dr. McGowanová spolupracuje s týmem vědců z Earlham Institute a se skupinou profesora Thomase Richardse z Earlham Institute. Oxfordská univerzita.
Neočekávané genetické nálezy u protistů
Když se však výzkumníci podívali na genetický kód, protistům Hymenoforie sp. PL0344 se ukázal být nový Klasifikovat S nečekanou změnou v tom, jak se jeho DNA převádí na proteiny.
„Je štěstí, že jsme si vybrali tyto protisty, abychom otestovali naši sekvenční linii, ukazuje to, co tam je, a zdůrazňuje, jak málo toho víme o genetice protistů,“ řekl doktor McGowan.
O protistech jako skupině je těžké se vyjádřit. Většinou se jedná o jednobuněčné mikroskopické organismy, jako jsou améby, řasy a rozsivky, ale existují i větší mnohobuněční protistové – jako řasa, slizák a červené řasy.
„Definice protista je volná – je to v podstatě jakýkoli eukaryotický organismus, který není zvíře, rostlina nebo houba,“ řekl Dr McGowan. „To je samozřejmě velmi obecné, protože protistové jsou velmi variabilní skupina.“
„Někteří jsou blízcí příbuzní zvířatům, jiní jsou blízcí rostlinám. Jsou tu lovci a kořist, parazité a hostitelé, plavci a hlídači a jsou tací, kteří mají pestrou stravu, zatímco jiní fotosyntetizují. V zásadě jich dokážeme vyrobit jen velmi málo zobecnění.“
Ciliární společnosti a změny genetického kódu
Hymenoforie sp. PL0344 je řasinka. Tyto plovoucí protisty lze vidět mikroskopem a lze je nalézt téměř všude, kde je voda.
Cilia jsou hotspoty pro změny genetického kódu, včetně přeřazení jednoho nebo více stop kodonů – kodonů TAA, TAG a TGA. Téměř ve všech organismech se tyto tři stop kodony používají k označení konce genu.
Variace v genetickém kódu jsou extrémně vzácné. Mezi několika dosud hlášenými variantami genetického kódu mají kodony TAA a TAG vždy stejnou translaci, což naznačuje, že jejich evoluce je spojena.
„Téměř ve všech ostatních stavech, o kterých víme, se TAA a TAG mění v tandemu,“ vysvětlil Dr. McGowan. „Když to nejsou stop kodony, každý specifikuje stejnou aminoskupinu.“ kyselý„.
Abnormality translace DNA
DNA je jako stavební plán. Sama o sobě nic nedělá, spíše poskytuje pokyny pro práci, která má být vykonána. Aby měl gen účinek, musí být plán „přečten“ a poté začleněn do molekuly, která má fyzický účinek.
Aby mohla být DNA přečtena, je nejprve zkopírována do souboru RNA Kopírovat. Tato kopie se přesune do jiné oblasti buňky, kde je přeložena AminokyselinyKteré se spojí a vytvoří trojrozměrnou molekulu. Translační proces začíná u start kodonu DNA (ATG) a končí u stop kodonu (obvykle TAA, TAG nebo TGA).
v Hymenoforie sp. PL0344, TGA působí pouze jako stop kodon – ačkoli Dr. McGowan zjistila, že v DNA řasinek je více kodonů TGA, než se očekávalo, což by mělo kompenzovat ztrátu dalších dvou. Místo toho TAA specifikuje lysin a TAG specifikuje kyselinu glutamovou.
„To je velmi neobvyklé,“ řekla doktorka McGowanová. „Nejsme si vědomi žádného jiného případu, kdy by tyto stop kodony byly spojeny se dvěma různými aminokyselinami. Porušuje to některá pravidla, o kterých jsme si mysleli, že víme o genové translaci – tyto dva kodony byly považovány za párové.“
„Vědci se snaží zkonstruovat nové genetické kódy – ale existují i v přírodě. Jsou úžasné věci, které můžeme najít, pokud je hledáme.“
„Nebo v tomto případě, když je nehledáme.“
Odkaz: „Identifikace nekanonického ciliárního jaderného genetického kódu, kde UAA a UAG kódují různé aminokyseliny“ od Jamie McGowan, Estelle S. Killias, Elizabeth Allacid, James Lipscomb, Benjamin H. Jenkins, Karim Gharbi, Jamie J Kethakuttil, Ian C Macaulay, Sianna MacTaggart, Sally D. Waring, Thomas A. Richards, Neil Hall a David Swarbrick, 5. října 2023, Genetika PLOS.
doi: 10.1371/journal.pgen.1010913
Tento výzkum byl financován Wellcome Trust jako součást projektu Darwin Tree of Life a podpořen základním financováním Earlham Institute od Biotechnology and Biological Sciences Research Council (BBSRC), součásti UKRI.
„Hudební učenec. Spisovatel. Zlý slanina evangelista. Hrdý twitter narkoman. Myslitel. Milovník internetu. Jemně okouzlující hráč.“
