Мир дикой природы на wwlife.ru
Вы находитесь здесь:Новости>>Новости Цитологии>>Эволюция биосинтеза белка могла начаться до появления рибосом

Вторник, 27 Август 2013 22:20

Эволюция биосинтеза белка могла начаться до появления рибосом

Автор 

Во время биосинтеза рибосома строит полипептидную цепь в соответствии с кодом, который она читает на матричной РНК. Сырьё для постройки белка приходит к рибосоме в виде аминоацилированных транспортных РНК: к каждой такой тРНК прикреплена аминокислота. тРНК нужна для того, чтобы распознать трёхнуклеотидное слово в мРНК. Не вдаваясь в подробности, скажем, что для каждой аминокислоты есть своя тРНК-переводчик, и аминокислота должна соединиться с той тРНК, которая соответствует нужному нуклеотидному слову в мРНК. 

Приблизительная схема молекулы одной из аминоацил-тРНК-синтетаз (иллюстрация C4ptain_Mike).Приблизительная схема молекулы одной из аминоацил-тРНК-синтетаз (иллюстрация C4ptain_Mike).Аминокислот, участвующих в биосинтезе белка, двадцать, и важно, чтобы каждая из них нашла свою тРНК. И тут на сцене появляются особые ферменты, называемые аминоацил-тРНК-синтетазами: они и соединяют аминокислоты и тРНК. Но не просто соединяют: они ещё и проверяют правильность соединения, то есть выполняют редакторскую работу: если аминокислота связалась с чужой тРНК, фермент разрушает связь и образует новую, уже с другой тРНК. Такое редактирование происходит и в рибосоме, которая сверяет тРНК с последовательностью в мРНК, однако точность редактирования на уровне аминоацил-тРНК-синтетаз в 100 раз выше, чем на рибосоме. Следовательно, важность этих ферментов трудно переоценить, и механизм их работы изучали целые армии исследователей. 

Однако после того, как механизм работы этих ферментов стал более или менее понятен, возник другой вопрос — об их эволюции. Как развивались аминоацил-тРНК-синтетазы, были ли у них какие-то предки, с чем они работали на заре своей истории? Отчасти на эти вопросы отвечает работа Густаво Каэтано-Анольеса и его сотрудников из Иллинойсского университета в Урбане и Шампейне (США), опубликованная в PLoS ONE. Профессор Каэтано-Анольес известен своим интересом к эволюции процесса биосинтеза (так, он противник гипотезы «мира РНК»), поэтому его очередная статья, как выражаются в таких случаях, «является частью большого проекта». 

На этот раз исследователи попытались проследить эволюционную судьбу различных доменов (или структурно-функциональных единиц) молекул аминоацил-тРНК-синтетаз. Логика тут, если опять же не вдаваться в тонкости, довольно простая: если какое-то изменение, какая-то мутация в молекуле встречается у небольшого числа организмов, то эта черта относительно свежая, эволюционно молодая. Если же какая-то особенность в молекуле наблюдается у многих разновидностей белка, то это говорит об эволюционной древности. 

Оказалось, что в молекулах аминоацил-тРНК-синтетаз самые древние части — те, что соединяют аминокислоту и тРНК и разрывают связь, если она оказалась неправильной. А вот области белка, которые отвечают за распознавание самой тРНК и дают указание, какую аминокислоту нужно присоединить, оказались эволюционно молодыми. То есть аминоацил-тРНК-синтетазы как будто научились сначала сшивать две молекулы и только потом распознавать, что именно они сшивают. 

Из этого можно было бы сделать вывод, что прежде аминоацил-тРНК-синтетазы работали с какими-то другими молекулами. Исследователям удалось установить сходство ферментов с другими белками, которые могут образовывать дипептиды (то есть сшивать вместе две аминокислоты) безо всякой рибосомы. О том, что какой-то безрибосомный белковый синтез, ограниченный вот такими дипептидами, существует в природе, известно было давно, но никто не рассматривал его как предковую форму рибосомного биосинтеза. 

Иными словами, биосинтез белка мог в какой-то мере существовать и без сложнейшей рибосомной машинерии, с её кучей белков и специальных рибосомных РНК. Потом уже, по мере развития нуклеиновых кислот и усиления взаимодействия между ними и белками, аминоацил-тРНК-синтетазы приобрели «надстройки», позволяющие им работать с новыми партнёрами.

Впрочем, считаем нужным напомнить сторонникам и противникам «белковых» и «нуклеиновых» теорий возникновения жизни, что и та и другая остаются пока лишь гипотезами, не имеющими окончательного подтверждения.

 


Источник: КОМПЬЮЛЕНТА


 

Прочитано 6863 раз

Авторизуйтесь, чтобы получить возможность оставлять комментарии

Случайные статьи

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

Очередное исследование гималайских ледников снова дало неожиданные результаты

23-08-2012 Просмотров:7528 Новости Экологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Очередное исследование гималайских ледников снова дало неожиданные результаты

Спутники могут оказаться прекрасными инструментами для отображения сложных изменений в крупных и недоступных районах — но только в том случае, если исследователи будут способны правильно интерпретировать полученные данные. В 2009 году...

Половые хромосомы динозавров продолжают жить в птицах

28-10-2012 Просмотров:9140 Новости Генетики Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Половые хромосомы динозавров продолжают жить в птицах

Ранние исследования эволюции хромосом показали, что Y-хромосома к настоящему моменту утратила всё, за исключением нескольких первоначальных генов, и оказалась на грани исчезновения. Эораптор, один из самых первых динозавровОднако сравнение с целым...

За счет чего плющ такой цепкий

25-05-2016 Просмотров:4025 Новости Ботаники Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

За счет чего плющ такой цепкий

Ученые из Университета штата Огайо (США) описали механизмы, позволяющие плющу прочно прикрепляться к различным поверхностям, что его не способны оторвать ураган и торнадо. Статья об исследовании опубликована в журнале Proceedings of...

Предки морских коров жили в пресноводных водоемах Африки

19-01-2013 Просмотров:8687 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Предки морских коров жили в пресноводных водоемах Африки

Палеонтологи обнаружили в Тунисе останки самых древних и примитивных на сегодня морских коров, что свидетельствует в пользу того, что предки этих животных жили в пресноводных африканских водоемах на заре эры...

Почему кит любит криль

14-12-2010 Просмотров:11022 Новости Зоологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Почему кит любит криль

Подсчеты показали, что такая незначительная пища, как криль, делает огромного кита самым эффективным морским организмом по потреблению энергии. Голубой китМногим кажется удивительным, что усатые киты – самые большие животные на...

top-iconВверх

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