Limbile de oameni sunt ambigue, multe dintre cuvintele pe care le au nu una, ci mai multe sensuri. De obicei, vom prinde sensul din contextul a ceea ce a fost spus. Celulele proprii de limbă, pe care le folosesc in sinteza proteinelor. Acest cod genetic, format din 64 de triplete de nucleotide (codonii), dintre care 61 sunt semnificative pentru a codifica anumiți aminoacizi și trei codoni stop determina terminarea moleculei sinteza proteinelor (difuzare). Dar codoni, se pare, poate avea un sens diferit, și să-l înțeleagă, avem, încă o dată, să se concentreze asupra contextului.
Despre invarianța codului genetic este scris în manuale, dar experții știu că nu este. Pentru prima dată ambiguitatea găsită în 1985 în ciliate, apoi algele verzi și diplomonad, precum si in genomul mitocondrial. În aceste cazuri, codoni stop nu numai terminarea sintezei proteinelor, dar, de asemenea, codifica în ea orice aminoacid. Și cum, eu întreb, ribozom distinge cazurile în care codonul care urmează să fie citit, și în care - pentru a face față cu ea? Răspunsul la această întrebare este în căutarea de specialiști Berna si la Universitatea din Pisa, sub conducerea profesorului Berna Mariusha Novatski (Mariusz Nowacki).
Cercetatorii au analizat baza de date cu transcriptome extinsa (set de toate moleculele de ARN) eucariotelor unicelulare marine (Marine Microbial eucariota transcriptomului Sequencing Project, MMETSP), pentru a detecta și a clasifica reatribuit codoni. Realocate trei codoni stop se gasesc in genomul de mai multe specii de ciliate: UAA și UAG codifică glutamină, cisteină sau tirozină și UGA - triptofan. Fiecare semantic codon corespunde ARNt casei, aducând un aminoacid particular, și cu un stop-codoni interactioneaza cu proteine specifice - factorii de terminare a traducerii. Astfel, pentru fiecare dintre codonii concurează realocate cel puțin un ARNt, și factorii de terminare a traducerii eRF1.
Majoritatea speciilor investigate de ciliate cu codoni stop remapped a rămas cel puțin un invariante, dar Condylostoma magnum și Parduzcia sp. remapped au fost trei: UAA și UAG codifică glutamina, UGA - triptofan. Este cu aceste două tipuri de cercetători și a continuat să lucreze. Studiul a început cu o secvență de histonei H4 - una dintre cele mai conservatoare. Acesta se termină de obicei cu codonului stop UAG sau UGA. Experimentele au aratat ca ribozomului sare peste această poziție este extrem de rar, cu o frecvență mai mică de 1,8%, de obicei, în acest moment de terminare. Cu toate acestea, în cazurile în care există codoni stop în mijlocul secvenței de codificare, ribozomului percepe ele ca sens. Oamenii de știință au descoperit un ARNt care recunoaște și UAA UAG. nu se produce încetarea prematură a traducerii în același timp.
Cum se poate distinge între sensul codonilor ambigue? Cercetătorii au propus două ipoteze: fie lângă codonii sunt secvențe specifice, care permit ARNt sau eRF1 face alegerea corectă, sau valoarea codonului este determinată de poziția sa în molecula de ARN. În cazul în care un codon stop situat la capătul moleculei, proteine de reglementare pe care le percepe ca un semnal de oprire. Markerii de secvențe adecvate, care determină valoarea codonului, oamenii de știință nu au găsit, așa concentrat pe a doua ipoteză.
molecule mARN din care sunt citite în moleculele proteice ribozom au o structură caracteristică. Secvența lor de codare se termină cu un codon stop urmat de o scurtă regiune 3 'necodificatoare, iar unele dintre resturile adenina - (. A se vedea figura) poli coadă (A). 3'-necodificatoare regiune poate fi atât de scurt încât poli (A) Coada este uneori practic împotriva codonul stop, astfel încât oamenii de știință cred că este opritorul codon în raport cu poli (A) coadă pentru a determina valoarea. În cazul în care coada este foarte aproape, este necesar pentru a pune „punct“; codoni stop sunt situate mai departe de poli (A), în ultimele 24-66 nucleotide ale codonului, interpretate în sensul.
Dacă nici un sens codonului într-o anumită poziție este citit de multe ori ca „stop“, selecția se va elimina de acolo, pentru că eroarea va costa prea mult. În cazul în care ipoteza că valoarea codonului stop depinde de poziția sa față de capătul 3“al moleculei, este corectă, aceste erori ar trebui să apar cel mai des în cazurile în care codoni stop semantic nu sunt situate la capătul moleculei, dar aproape de ea, și să conducă la întreruperea prematură. În acest caz, în cursul evoluției, acestea ar trebui să dispară. Și într-adevăr, la sfârșitul regiunii de codificare ARNm, înainte de codonul stop reală, sensul său nu este frați. Pentru alte codoni au fost observate astfel de efecte de poziție.
Deci, Mariush Nowacki si colegii sai a propus un model în care codoni stop în moleculele de ARNm ciliate C. magnum și Parduczia sp. Valoarea implicită citit în sensul că, mai degrabă decât să servească drept un semn de oprire. de terminare a traducerii se produce atunci când un codon stop este situat la capătul moleculei. Cercetatorii au ajuns la concluzia că funcționarea codon ca un semnal de oprire afectează proximitatea poli (A) coadă și proteine care interacționează cu ea. Rolul speciale pe care le atribuie PABP proteine.
Deoarece codoni stop distribuită pe întreaga lungime a genei, și difuzat în condiții de siguranță, nu este o mutație, și pentru a schimba codul genetic. Este surprinzător faptul că aceste schimbări au avut loc numai în ciliate, în alte specii eucariote de la 265 MMETSP ele nu sunt.