Мир дикой природы на wwlife.ru
Вы находитесь здесь:Новости>>Новости Генетики>>Редкие кодоны помогают регулировать движение рибосом по мРНК

Суббота, 28 Сентябрь 2013 22:22

Редкие кодоны помогают регулировать движение рибосом по мРНК

Автор 

Исследователи постоянно пытаются заставить бактерии производить какие-нибудь вещества, от белков до топливных углеводородов, и самая типичная технологическая проблема при этом — малый выход требуемых молекул. Обычно такие молекулярно-биотехнологические манипуляции сводятся к тому, что в геном бактерии вставляют ген, кодирующий нужный белок; таких генов может быть несколько, и эти белки могут иметь самые разные свойства. Однако синтез мРНК на ДНК и последующий синтез белковой молекулы на мРНК подчиняются множеству факторов, влияющих, разумеется, на активность всей этой машинерии. И необходимость их учёта является постоянной головной болью тех, кто занимается подобными молекулярно-генетическими работами. 

Рибосомы на двух нитях мРНК; от рибосом отходят фрагменты синтезируемой полипептидной цепи. (Фото Visuals Unlimited / Corbis.)Рибосомы на двух нитях мРНК; от рибосом отходят фрагменты синтезируемой полипептидной цепи. (Фото Visuals Unlimited / Corbis.)Один из таких факторов связан с редкими кодонами — триплетами нуклеотидов, соответствующих тем или иным аминокислотам. Как известно, все аминокислоты, использующиеся при синтезе белка, кодируются в генетическом коде «словами» из трёх нуклеотидных букв; однако таких «слов» в коде гораздо больше, чем аминокислот, то есть, получается, одной и той же аминокислоте соответствует больше одного кодона. Эти кодоны используются в генах с разной частотой, одни чаще, другие реже; последние поэтому и называются редкими. 

Некоторое время назад исследователи заметили, что у бактерий такие редкие кодоны тяготеют к началу кодирующей области в гене, и на мРНК рибосома, стало быть, сталкивается с ними в первую очередь. Более того, чем больше редких кодонов оказывалось в начале, тем больше белка синтезировалось на такой матрице. Никто не знал, почему так происходит, но предположения выдвигались самые разные. По одной гипотезе, редкие кодоны служат тормозами рибосомам: на таких кодонах рибосоме приходится ждать, когда к ней придёт аминоацилированная транспортная РНК с соответствующей кодону аминокислотой. Потом, на обычных кодонах, рибосома постепенно разгоняется. Если же в начале редких кодонов нет, то рибосомы сразу ускоряются, и случается так, что сзади идущая нагоняет переднюю, сталкивается с ней, и эта авария прекращает биосинтез. А если в начале мРНК стоят редкие кодоны, то они, как регулировщики скорости, делают так, что все рибосомы добираются до конца мРНК, тем самым увеличивая продукцию белка. 

По другим предположениям выходило, что редкие кодоны как-то меняют пространственную укладку мРНК, но эти изменения опять же влияют на скорость движения рибосом.

 Проверить эти гипотезы экспериментально попробовали трое исследователей изИнститута Вайса при Гарвардском университете (США). Сначала они выяснили, как сильно редкие кодоны увеличивают продукцию белка. Для этого редкие и обычные кодоны вставлялись в зелёный флюоресцентный белок, который вводился в бактерию. По тому, как бактерия светилась, можно было понять, как работают начальные кодоны.

Как пишут авторы работы в Science, появление лишь одного редкого кодона могло усилить синтез белка в 60 раз.

Во-вторых, исследователи сравнили скорость эффективность синтеза белка на мРНК с редкими кодонами и на мРНК без редких кодонов, но обладающих пространственной структурой, замедляющей рибосомы. В итоге оказалось, что и то и другое действительно увеличивает эффективность синтеза, но редкие кодоны работают сами по себе и их эффект от структуры мРНК не зависит. 

Фундаментальные и практические выводы из полученных результатов очевидны: удалось не только экспериментально подтвердить гипотезу, касающуюся одной из самых общих проблем в молекулярной биологии, но и показать, с помощью каких уловок можно заставить бактерии производить больше биотехнологического продукта.

 


Источник: КОМПЬЮЛЕНТА


Прочитано 7048 раз

Авторизуйтесь, чтобы получить возможность оставлять комментарии

Случайные статьи

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

Почему корни извиваются

26-08-2014 Просмотров:5133 Новости Ботаники Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Почему корни извиваются

Ученые из университета Хельсинки (Финляндия) и их голландские коллеги под руководством Ари Пекка Мякёнена (Ari Pekka Mähönen) разбирались в том, что регулирует и определяет рост корней. Свое исследование они опубликовали в журнале Nature. В...

Даже обезьяну можно научить...

03-03-2011 Просмотров:9954 Новости Зоологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Даже обезьяну можно научить...

Слова системных администраторов, уставших от несообразительности своих   подопечных, о том, что "даже обезьяну можно научить обращаться с компьютером",   до недавнего времени воспринимались как шутка. Однако на днях американские   ученые смогли...

Выживание видов зависит от состояния иммунных генов в популяциях

09-11-2011 Просмотров:7325 Новости Генетики Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Выживание видов зависит от состояния иммунных генов в популяциях

Разные варианты генов иммунных белков цитокинов определяют, выживет та или иная популяция либо нет. Неудачные варианты таких генов могут поставить под угрозу исчезновения целый вид, и иммунная генетика должна учитываться...

Куда исчезают корни молочных зубов

19-10-2016 Просмотров:3657 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Куда исчезают корни молочных зубов

Биолог из университета Упсалы (Франция) Донгли Чен (Donglei Chen) и ее коллеги изучили процесс эволюции челюстных костей у человека и животных. Они обнаружили, что у челюстных рыб и наземных позвоночных...

Гигантские кальмары стали одним видом

20-03-2013 Просмотров:10016 Новости Зоологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Гигантские кальмары стали одним видом

Гигантские кальмары рода Architeuthis распространены в умеренных и субтропических водах Атлантического, Тихого, Индийского океанов — то есть не будет большим преувеличением сказать, что эти огромные головоногие живут по всему миру....

top-iconВверх

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