Мир дикой природы на wwlife.ru
Вы находитесь здесь:Новости>>Новости Генетики>>Когда биологические часы меняют свой ритм

Понедельник, 18 Февраль 2013 21:31

Когда биологические часы меняют свой ритм

Автор 

Мы привыкли считать суточные ритмы чем-то постоянным, незыблемым. Биологическим часам нужно подчиняться — либо будет очень плохо. Однако любой организм существует в изменчивой среде: сегодня холодно, завтра тепло, в этом году урожай, в следующем — неурожай, и т. д. То есть должна быть какая-то пластичность, чтобы к таким изменениям приспосабливаться. И очевидно, что система биологических ритмов тоже должна как-то чувствовать перемены во внешнем мире и реагировать на них. Как показали исследования учёных из Университета Вандербильта (США), суточные ритмы действительно допускают отклонения, причём имеет смысл говорить даже не об отклонениях, а о нескольких ритмах, между которыми организм может переключаться.

Многие люди отдали бы всё за возможность управлять собственными биологическими часами. (Фото Kate Kunz.)Многие люди отдали бы всё за возможность управлять собственными биологическими часами. (Фото Kate Kunz.)В основе вариабельности суточных ритмов лежит вырожденность генетического кода. Как известно, белки построены из двадцати аминокислот, однако четыре буквы генетического алфавита позволяют создать гораздо больше аминокислотных кодов. Аминокислоте соответствует триплет, комбинация из трёх нуклеотидов, и в итоге оказалось, что одной аминокислоте могут соответствовать несколько кодирующих слов-триплетов. (Например, аминокислоте пролину соответствуют триплеты ССА, ССG и ССС, где С — цитозин, А — аденин, G — гуанин.) Не вдаваясь в подробности, следует сказать, что разные триплеты читаются рибосомой с разной скоростью, следовательно, тот белок, в котором есть такие триплеты, будет синтезироваться легче и в бóльших количествах. В связи с этим родилась молекулярно-эволюционная идея о том, что самые важные гены в клетке используют наиболее оптимальные, то есть легкочитаемые кодоны.

Гипотеза оказалась не совсем верной. Исследователи из Университета Вандербильта попробовали оптимизировать гены биологических часов у сине-зелёных водорослей и плесневых грибков. У некоторых таких генов были трудночитаемые кодоны, и учёные заменили их на легкочитаемые (при этом, напомним ещё раз, аминокислота оставалась прежней). Так вот, после такой операции биологические часы у грибка просто останавливались! То есть, как пишут исследователи в журнале Nature, белкам биологических ритмов вовсе не нужна была высокая скорость синтеза. По-видимому, из-за высокой скорости синтеза эти белки не могут правильно свернуться, не могут приобрести правильную пространственную форму и объединиться с другими.

Но более интересным оказался эффект у сине-зелёных водорослей. Когда у них оптимизировали белки биологических часов, сами часы продолжили идти, но выживаемость цианобактерий сильно упала. Оказалось, что «усовершенствованные» часы лучше работали при естественной температуре, при которой сине-зелёные живут в естественной среде. И, казалось бы, оптимизация должна была повысить приспособленность цианобактерий. Но, кроме того, у часов увеличивался период, и цианобактерия начинала жить по 30-часовому циклу. В нормальных 24-часовых сутках она впадала в стресс, что сказывалось на её жизнеспособности. То есть естественный отбор работал тут на ухудшение качества кодонов в гене.

Исследователи делают вывод, что в генах биологических часов важны именно несовершенные, медленные синонимичные кодоны. Такой способ регуляции генетической активности — на уровне трансляции с помощью трудночитаемых кодонов — известен давно, но до сих пор его недооценивали. Тем удивительнее было увидеть его в такой ответственной области, как регуляция суточного ритма. Авторы работы полагают, что клетка может «подводить часы» с учётом различных факторов, хотя для того, чтобы утверждать это с полной уверенностью, нужны дополнительные эксперименты. Пока же можно сделать два вывода: «плохой» кодон не всегда плох, а биологические часы не столь жёстки и неизменны, как может показаться.


Источник: КОМПЬЮЛЕНТА


Прочитано 8569 раз

Авторизуйтесь, чтобы получить возможность оставлять комментарии

Случайные статьи

  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
Предыдущая Следующая

Леопардовая игуана кормит новорожденных фекалиями

16-01-2014 Просмотров:5662 Новости Зоологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Леопардовая игуана кормит новорожденных фекалиями

Таким образом, детеныши получают полноценное питание, которое содержит здоровую дозу микробов, необходимых им для  выживания в условиях дикой природы, полагают исследователи. Самец чилийской игуаныЯщерицы, как группа пресмыкающихся, не особо радеют о подрастающем...

Ученые нашли кератин в перьях древней птицы

23-11-2016 Просмотров:2837 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Ученые нашли кератин в перьях древней птицы

Палеонтологи пришли к выводу, что белок кератин может сохраняться в перьях древних существ. Об этом свидетельствует иммунологический анализ оперения птицы, жившей 130 млн лет назад. EoconfuciusornisРезультаты исследования, проведенного специалистами из Университета...

Палеонтологи нашли "усатую" гигантскую креветку Кембрия в Канаде

27-03-2015 Просмотров:4423 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Палеонтологи нашли "усатую" гигантскую креветку Кембрия в Канаде

Международная группа палеонтологов обнаружила в сланцевых отложениях на западе Канады останки гигантской древней креветки, которая обладала длинными усами-"руками" и набором веслообразных конечностей, говорится в статье, опубликованной в журнале Paleontology. Окаменелость древней усатой креветки Yawunik kootenayiВ 1909 году...

Австралийские термиты помогают фермерам

05-04-2011 Просмотров:9703 Новости Зоологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Австралийские термиты помогают фермерам

Взаимодействие термитов с человеком, оказывается, более сложное, чем предполагалось раньше. Традиционно их считают вредителями, разрушающими любые деревянные постройки в тропических странах. ТермитНедавно австралийские ученые установили, что взаимодействие термитов с человеком не...

Пирит сохранил яйца трилобитов в прижизненном положении

28-05-2015 Просмотров:4491 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Пирит сохранил яйца трилобитов в прижизненном положении

Группа американских палеонтологов сообщила о находке яиц примитивных палеозойских членистоногих – трилобитов. Яйца и мягкие ткани животных сохранились на протяжении почти полумиллиарда лет благодаря уникальному стечению обстоятельств – при окаменении...

top-iconВверх

© 2009-2017 Мир дикой природы на wwlife.ru. При использование материала, рабочая ссылка на него обязательна.