ارسال دیدگاه
امروز: شنبه , ۶ دی , ۱۴۰۴
X
در حالی که کدونها (ترکیبات سه نوکلئوتیدی) ممکن است در عملکردهای خود متفاوت باشند، قانون قدیمی آنها این بود که هر کدون یک هدف مشخص دارد. با این حال، شواهد جدید نشان میدهد که یک میکروب آرکی گاهی اوقات از کدون UGA به عنوان کدون پایان استفاده میکند و گاهی آن را برای کدگذاری آمینواسید پیرولیزین به کار میبرد. این کشف میتواند به دانشمندان کمک کند تا آرکیهای موجود در بدن انسان را بهتر درک کنند و درمان بیماریها را بهبود بخشند.
بلوکهای سازنده حیات از یک فرایند ساده تشکیل میشوند: DNA به RNA رونویسی میشود و سپس به پروتئین تبدیل میگردد. و تمام موجودات زنده از همان دستورالعملها برای شکلگیری پروتئینها پیروی میکنند؛ دستورالعملهایی مبتنی بر ۶۱ کدون که هر کدام از سه نوکلئوتید ساخته شدهاند و ترکیبی از چهار نوکلئیک اسید آدنین (A)، سیتوزین (C)، گوانین (G) و اوراسیل (U) هستند.
این کدونها معمولاً به یکی از ۲۰ آمینواسید استاندارد یا به کدون پایان (معمولاً UAA، UAG، یا UGA) اختصاص داده میشوند که سیگنالی برای خاتمه دادن به ساخت پروتئین و آزادسازی زنجیره پلیپپتیدی ارسال میکند. دههها دانشمندان فرض میکردند که این فرایند باید دقیق باشد تا از کد ژنتیکی نادرست جلوگیری شود.
با این حال، مطالعه جدیدی که توسط دانشمندانی از دانشگاه برکلی کالیفرنیا در مجله Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) منتشر شده، نشان میدهد که حداقل یک آرکی، یعنی میکروب تولیدکننده متان به نام Methanosarcina acetivorans، با استفاده از روش ترجمهی خاصی زنده میماند.
دیپتی نایاک، از نویسندگان مقاله، در بیانیهای گفت: «به صورت عینی، ابهام در کد ژنتیکی باید مضر باشد. اما سیستمهای زیستی، پیچیدهتر از آن چیزی هستند که ما تصور میکنیم و این ابهام در واقع یک ویژگی است، نه یک نقص.»
دانشمندان فرض میکنند که این «ابهام» به میکروب اجازه میدهد تا آمینواسید نادر پیرولیزین را وارد کند و آنزیمهایی تولید نماید که برخی غذاها را تجزیه میکنند. اگرچه زندگی در تعداد آمینواسیدها و اینکه کدام کدونها کدام آمینواسیدها را کدنویسی میکنند متفاوت است، یک چیز معمولاً قطعی است: یک کدون تنها یک معنا دارد.
پیرولیزین در آرکیهای تولیدکننده متان گسترده است و نویسنده اصلی مطالعه، کتی شلوارجیان، هنگام مطالعه این موجودات متانزا متوجه شد که به طرز عجیبی کدون UAG در M. acetivorans همیشه به عنوان پیرولیزین تفسیر نمیشود. شلوارجیان گفت: «کدون UAG مانند یک دوراهی است، جایی که میتواند یا به عنوان کدون پایان تفسیر شود یا به عنوان باقیمانده پیرولیزین.»
بهگفته نایاک، «آنها بین اینکه این را کدون پایان بدانند یا با افزودن این آمینواسید جدید ادامه دهند، در نوسان هستند. آنها نمیتوانند تصمیم بگیرند. فقط هر دو کار را انجام میدهند و به نظر میرسد که با انجام این انتخاب تصادفی مشکلی ندارند.» یافتههای اولیه نشان میدهند که انتخاب آرکیها کاملاً تصادفی نیست. وقتی آمینواسید در سلول فراوان است، میکروب تمایل دارد UAG را به عنوان پیرولیزین یکپارچه تفسیر کند و آن را به پروتئین مناسب تبدیل نماید. با این حال، وقتی مقدار آن کمتر باشد، UAG غالباً به عنوان کدون پایان عمل میکند و در نتیجه پروتئین کاملاً متفاوتی تولید میشود.
این پژوهش به شکل غیرمنتظرهای با آینده سلامت انسان مرتبط است. برای مثال، بدن انسان برای حذف متیلامینها و حفظ سلامت کبد به آرکیها متکی است، بنابراین درک این ابهام در دستگاه مولکولی آن اهمیت دارد. علاوه بر این، دانشمندان میتوانند آزمایشهایی برای وارد کردن سطح مشابهی از عدم دقت در درمانهای ژنی انجام دهند که میتواند به مشکلات ناشی از کدونهای پایان زودهنگام (مانند فیبروز سیستیک) پاسخ دهد. نایاک میگوید: «این کشف دریچهای برای یافتن روشهای جالب برای کنترل نحوه تفسیر کدونهای پایان توسط سلولها باز میکند.»
دانلود آهنگ
دیدگاهتان را بنویسید