Мир дикой природы на wwlife.ru - Редкие кодоны помогают регулировать движение рибосом по мРНК
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 6766 раз

Авторизуйтесь, чтобы получить возможность оставлять комментарии

Случайные статьи

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

Зародыши примитивной рыбы помогут ученым понять, как появились челюсти

23-12-2012 Просмотров:8950 Новости Эволюции Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Зародыши примитивной рыбы помогут ученым понять, как появились челюсти

Устройство головы зародышей миксин — примитивных бесчелюстных и беспозвоночных животных — оказалось идентичным аналогичной части тела древних панцирных рыб, и ее изучение поможет биологам прояснить историю эволюции челюстей, говорится в...

Ученые: пернатые динозавры оказались неожиданно хорошими "планерами"

18-09-2013 Просмотров:5557 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Ученые: пернатые динозавры оказались неожиданно хорошими "планерами"

Четырехкрылые микрорапторы умели крайне эффективно планировать при полете между ветвями деревьев благодаря высокой подъемной силе, вырабатываемой их передними крыльями, что частично отвечает на вопрос, как первые птицы научились летать, заявляют палеонтологи в статье, опубликованной...

Обнаружены останки однопалого теропода

25-01-2011 Просмотров:7750 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Обнаружены останки однопалого теропода

Исследователи из Китая и США под руководством Сюй Син (Xing Xu) из Института палеонтологических и палеоантропологических исследований позвоночных животных (Institute of Vertebrate Paleontology and Paleoanthropology) обнаружили останки неизвестного вида динозавра....

В Канаде нашли динозавра-кролика

24-05-2013 Просмотров:8087 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

В Канаде нашли динозавра-кролика

Не все динозавры были громадными и тяжеловесными монстрами, встречались среди них и совсем маленькие животные, совершенно теряющиеся в тени своих гигантских родственников. Остатки одного из таких скромных, но очень быстрых...

Древнейшие термиты-солдаты воевали с муравьями

01-03-2016 Просмотров:4621 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Древнейшие термиты-солдаты воевали с муравьями

Ученые обнаружили в кусках бирманского янтаря древнейших термитов-солдат. Возможно, им приходилось выяснять отношения с муравьями. ТермитыОб этом говорится в статье палеоэнтомологов из Американского музея естественной истории, опубликованной в журнале Current Biology. Современные термиты являются...

top-iconВверх

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