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 8885 раз

Авторизуйтесь, чтобы получить возможность оставлять комментарии

Случайные статьи

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

Хариус восточносибирский (Tymallus arcticus pallasi)

15-11-2012 Просмотров:12198 Рыбы Енисея Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Хариус восточносибирский (Tymallus arcticus pallasi)

Встречается в реках полуострова Таймыр: Пясине, Хатанге, Таймыре. Наряду с сибирским хариусом встречается в низовьях Енисея, в небольших реках, впадающих в залив, горло и дельту Енисея (Сосновая, Муксуниха и др.)....

Отбор нужных антител происходит с помощью эволюции

12-03-2013 Просмотров:8843 Новости Цитологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Отбор нужных антител происходит с помощью эволюции

Когда в организме появляется бактерия или вирус, перед В-клетками встаёт сложная задача: нужно создать антитела-иммуноглобулины, которые связывали бы вторгшийся патоген с максимальной эффективностью. Проблема в том, что вирусов и бактерий...

Неандертальцы избежали контактов с современными людьми

10-02-2013 Просмотров:8093 Новости Антропологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Неандертальцы избежали контактов с современными людьми

Уточненная датировка наименее древних останков неандертальцев доказывает, что они вымерли до того, как первые представители Homo sapiens прибыли в Европу. Следовательно, эти два вида человека не могли взаимодействовать между собой. НеандертальцыРезультаты...

Слепая рыба умеет ходить и ползать по стенам

28-03-2016 Просмотров:4182 Новости Зоологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Слепая рыба умеет ходить и ползать по стенам

Ученые из Технологического института Нью-Джерси (США) и университета Маеджо (Таиланд) разобрались, как слепая рыбка Cryptotora thamicola из пещер Таиланда может ходить и даже карабкаться по скользким стенам пещер, по которым стекают водопады....

Алтайский государственный заповедник

19-12-2015 Просмотров:7848 Заповедники России Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Алтайский государственный заповедник

Кратко о "Алтайском государственном заповеднике" Растительный мир “Алтайского государственного заповедника” Животный мир “Алтайского государственного заповедника” География “Алтайского государственного заповедника” Климат “Алтайского государственного заповедника” Геология “Алтайского государственного заповедника” Рельеф “Алтайского государственного заповедника” Гидрология “Алтайского государственного заповедника” Почвы “Алтайского государственного...

top-iconВверх

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