Последовательности ДНК считываются группами по три буквы, каждая из которых обычно кодирует определенную аминокислоту.
Генетический код работает как своеобразные знаки пунктуации: последовательности ДНК считываются группами по три буквы — кодонами, каждая из которых обычно кодирует определенную аминокислоту, из которых затем собирается белок. Но три особых кодона — TAA, TAG и TGA — работают иначе: они служат «точкой», сигналом остановки, после которого сборка белка прекращается. Эти сигналы сохраняют свою функцию практически неизменной на протяжении огромных отрезков эволюционной истории почти у всех живых организмов.
Исключения из этого правила существуют, и особенно часто они встречаются у инфузорий — группы одноклеточных организмов, которые передвигаются в воде с помощью крошечных ресничек. У некоторых инфузорий стоп-кодоны действительно утрачивают свою обычную функцию и тоже кодируют определенные аминокислоты. Но до сих пор ученые наблюдали устойчивую закономерность: кодоны TAA и TAG практически всегда «меняют профессию» вместе и начинают кодировать одну и ту же аминокислоту — считалось, что эти два сигнала словно скованы одной цепью в ходе эволюции.
Именно это правило и нарушил крошечный, прежде неизвестный науке вид инфузории Oligohymenophorea sp. PL0344, обнаруженный доктором Джейми Макгоуэном, в то время постдоком Института Эрлхэма, и его коллегами из Оксфордского университета под руководством профессора Томаса Ричардса. Изначально ученые вовсе не искали необычные генетические коды — они всего лишь тестировали новый метод секвенирования ДНК из очень малого количества клеточного материала. «Это чистое везение, что мы выбрали именно это простейшее для проверки нашей методики, и это прекрасно показывает, насколько мало мы вообще знаем о генетике простейших», — отметил Макгоуэн.
Инфузории — одноклеточные организмы, обитающие в пресноводных водоемах.Проанализировав геном организма, ученые обнаружили, что кодоны TAA и TAG вовсе не функционируют как стоп-сигналы, а кодируют две совершенно разные аминокислоты: TAA — лизин, а TAG — глутаминовую кислоту. Единственным «настоящим» стоп-кодоном у этого организма остался TGA. «Нам не известно ни одного другого случая, когда эти стоп-кодоны оказались бы связаны с двумя разными аминокислотами, — говорит Макгоуэн. — Это ломает некоторые правила, которые мы считали незыблемыми в трансляции генов — ведь до сих пор считалось, что эти два кодона эволюционируют только сообща».
Ученые также нашли специальные гены транспортных РНК, соответствующие новым «значениям» кодонов, что подтвердило: необычный код — не ошибка секвенирования, а подлинная особенность организма. Кроме того, в ДНК сразу после белок-кодирующих участков обнаружилось необычно много «запасных» стоп-кодонов TGA — возможно, они служат своеобразной страховкой на случай сбоев при трансляции.
Позднее та же команда обнаружила похожие, хотя и не идентичные, перестройки генетического кода еще у нескольких видов инфузорий, собранных в том числе в рамках океанографического проекта TARA Oceans, — это говорит о том, что подобные изменения возникали независимо как минимум несколько раз в ходе эволюции.
Как подытожил Макгоуэн, «ученые пытаются сконструировать новые генетические коды, но они уже существуют в природе. Там можно найти поистине удивительные вещи, если их искать. Или, как в нашем случае, даже когда их вовсе не ищешь».
Ранее российские ученые научились синтезировать длинные фрагменты ДНК.
Источник новости: hi-tech.mail.ru
