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 6179 раз

Авторизуйтесь, чтобы получить возможность оставлять комментарии

Случайные статьи

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

Половой диморфизм помогает выжить при массовых вымираниях

26-02-2015 Просмотров:4125 Новости Экологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Половой диморфизм помогает выжить при массовых вымираниях

У многих современных и некоторых ископаемых земноводных распространен особый вид полового диморфизма, при котором самка оказывается заметно крупнее самца. Как показали исследования канадских биологов, такая ситуация серьезно повышает шансы на...

Зачем матричным РНК хвосты?

31-01-2014 Просмотров:5154 Новости Генетики Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Зачем матричным РНК хвосты?

У высших животных синтез белков в зародыше начинается сразу после оплодотворения благодаря матричной РНК, заранее запасённой в яйцеклетке. Но потом эмбрион включает собственную транскрипцию и начинает сам синтезировать мРНК; этот...

Голые бактерии делятся за счёт увеличения мембраны

01-03-2013 Просмотров:8926 Новости Микробиологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Голые бактерии делятся за счёт увеличения мембраны

Большинство бактерий имеют клеточную стенку — слоистую структуру, состоящую из сложномодифицированных углеводов и окружающую клетку поверх плазматической мембраны. Собственно говоря, в норме у всех бактерий такая стенка есть, и считается,...

Эволюция растений ускоряется благодаря насекомым

05-10-2012 Просмотров:9296 Новости Экологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Эволюция растений ускоряется благодаря насекомым

Если из экосистемы убрать насекомых-вредителей, то растениям хватит всего нескольких лет, чтобы освоить новые экологические условия и пойти по иному эволюционному пути. Цветущая энотера (фото Scott Smith)Растения и насекомые так тесно...

Диета белых акул удивила ученых своей изменчивостью

01-10-2012 Просмотров:7686 Новости Зоологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Диета белых акул удивила ученых своей изменчивостью

Некоторые акулы во взрослом возрасте не забывают о своих юношеских пристрастиях и продолжают питаться рыбой. Белая акулаАмериканские зоологи из Калифорнийского университета в Санта-Круз изучили рацион белых акул и пришли к выводу,...

top-iconВверх

© 2009-2017 Мир дикой природы на wwlife.ru. При использование материала, рабочая ссылка на него обязательна.