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 9135 раз

Авторизуйтесь, чтобы получить возможность оставлять комментарии

Случайные статьи

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

Виды-соседи "дружат признаками"

24-12-2013 Просмотров:5504 Новости Зоологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Виды-соседи "дружат признаками"

Когда биологи говорят о происхождении видов, то само собой подразумевается, что те виды, которым выпало жить бок о бок, будут разительно отличаться друг от друга. Конкуренция заставляет искать альтернативные способы...

Гусеницы помогают грызунам заготавливать сено

26-04-2013 Просмотров:8699 Новости Зоологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Гусеницы помогают грызунам заготавливать сено

Аляскинские пищухи (воротничковая пищуха), прежде чем начать запасать на зиму сено, присматриваются к гусеницам местной бабочки Gynaephora groenlandica. Бабочка эта замечательна тем, что нашла себе приют за полярным кругом, в Гренландии,...

Ученые узнали, откуда у современных животных взялся хвост

06-12-2016 Просмотров:3691 Новости Эволюции Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Ученые узнали, откуда у современных животных взялся хвост

Биологи разобрались с эволюцией хвостов. Оказалось, что хвост современных рыб и хвост четвероногих животных возникли из двух разных половин одного и того же предкового хвоста. На переднем плане, мордой вправо -...

Тесные звёздные скопления плохо подходят для формирования обитаемых планет

14-09-2012 Просмотров:7681 Новости Антропологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Тесные звёздные скопления плохо подходят для формирования обитаемых планет

Астрофизики из Нидерландов, Германии и Чили выяснили, как окружающее звёздное население влияет на развитие протопланетных дисков (ППД). С точки зрения теоретиков, воздействие внешних светил на эти вращающиеся диски плотного газа...

Найден динозавр, похожий на ворону и попугая одновременно

18-01-2018 Просмотров:802 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Найден динозавр, похожий на ворону и попугая одновременно

Палеонтологи обнаружили в Китае прекрасно сохранившиеся остатки пернатого динозавра размером с ворону, часть перьев которого переливалась, как у попугаев, а другие были темными. Caihong jujiОписание находки опубликовано в журнале Nature Communications. Скелет...

top-iconВверх

© 2009-2019 Мир дикой природы на wwlife.ru. При использование материала, рабочая ссылка на него обязательна.