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 9381 раз

Авторизуйтесь, чтобы получить возможность оставлять комментарии

Случайные статьи

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

Историю Мирового океана восстановили по отложениям в болоте

25-06-2011 Просмотров:8011 Новости Метеорологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Историю Мирового океана восстановили по отложениям в болоте

О том, как менялся уровень Мирового океана, ученые узнали при помощи отложений простейших организмов - фораминифер в болотах Северной Каролины. Оказалось, что за последние две тысячи лет океан быстрее всего...

Холодная зима в Европе вызвана игрой атлантических течений

17-01-2011 Просмотров:9434 Новости Метеорологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Холодная зима в Европе вызвана игрой атлантических течений

Необычайно холодная зима, выдавшаяся нынче в Европе, вызвана изменением течений Атлантического океана: вместо обычного ветра, согретого Гольфстримом, на старушку дохнуло полюсом. Конвейер Мирового океана. То, о чём идёт речь в материале,...

Муравьи-наемники защищают гнезда муравьев-листорезов от муравьев-паразитов

11-09-2013 Просмотров:8260 Новости Зоологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Муравьи-наемники защищают гнезда муравьев-листорезов от муравьев-паразитов

Муравьи редко болеют инфекционными болезнями, но зато часто страдают от так называемых социальных паразитов — других муравьёв (и других насекомых), которые проникают в колонию и безвозмездно пользуются её ресурсами. Этим...

Орнитологи составили атлас всех видов птиц европейской части России

08-12-2012 Просмотров:10797 Новости Зоологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Орнитологи составили атлас всех видов птиц европейской части России

Орнитологи составили атлас видов птиц европейской части России, в котором собрали 2,5 тысячи фотографий и описания всех 486 видов пернатых, заявил РИА Новости директор Зоологического музея Московского государственного университета имени...

Сперматозоиды находят яйцеклетку по встречным потокам жидкости

04-03-2013 Просмотров:9630 Новости Микробиологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Сперматозоиды находят яйцеклетку по встречным потокам жидкости

Сперматозоиды млекопитающих находят яйцеклетку, перемещаясь против встречного потока жидкости, сообщают в журнале Current Biology исследователи из Корнеллского университета (США). Попасть в половые пути самки для мужских половых клеток — лишь...

top-iconВверх

© 2009-2020 Мир дикой природы на wwlife.ru. При использование материала, рабочая ссылка на него обязательна.