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 8635 раз

Авторизуйтесь, чтобы получить возможность оставлять комментарии

Случайные статьи

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

У гиббонов есть свои диалекты

12-02-2011 Просмотров:7704 Новости Зоологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

У гиббонов есть свои диалекты

Группа биологов из Германии и Лаоса выяснила, что у гиббоновых рода Номаскусы (лат. Nomascus) есть своя система диалектов. Гиббоны Nomascus concolor (слева) и Nomascus leucogenys (фото Погребного-Александрова) Представители Nomascus встречаются во...

Биологи впервые измерили скорость гепардов в дикой природе

15-06-2013 Просмотров:7301 Новости Зоологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Биологи впервые измерили скорость гепардов в дикой природе

Охотящиеся гепарды носятся по саванне со скоростью автомобиля. Как показали GPS-навигаторы, закрепленные на шее хищников, в дикой природе они могут разгоняться до 93 км/ч. Гепард, дото википедияОб этом говорится в статье,...

Кембрийские трилобиты почти завоевали сушу

23-01-2014 Просмотров:5498 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Кембрийские трилобиты почти завоевали сушу

Знаменитые палеозойские членистоногие – трилобиты – обычно считаются типичными обитателями морского дна. Среди них известно несколько плававших форм, но в массе своей эти животные входили в состав бентосных сообществ. Однако...

Северная Атлантика нагревает Арктику

28-01-2011 Просмотров:7667 Новости Метеорологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Северная Атлантика нагревает Арктику

Повышение температуры северной части Атлантического океана до самых высоких показателей за две тысячи лет, вероятно, усилило потепление в Арктике. Шпицберген (фото tensaibuta) Международная группа учёных под руководством Роберта Шпильгагена из Академии...

В янтаре найдены опылители с рекордно короткими хоботками

21-06-2016 Просмотров:3991 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

В янтаре найдены опылители с рекордно короткими хоботками

Палеоэнтомологи обнаружили в янтаре мелового периода сетчатокрылых насекомых, которые обладали самыми короткими хоботками среди всех опылителей той эпохи. О своей открытии ученые из Китайского сельскохозяйственного университета рассказали в журнале Scientific Reports. В последнее время...

top-iconВверх

© 2009-2018 Мир дикой природы на wwlife.ru. При использование материала, рабочая ссылка на него обязательна.