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 7353 раз

Авторизуйтесь, чтобы получить возможность оставлять комментарии

Случайные статьи

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

Секреты эусоциальности насекомых

10-05-2011 Просмотров:9897 Новости Зоологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Секреты эусоциальности насекомых

Ученые из США и Канады выяснили, что появление в процессе эволюции эусоциальности у общественных насекомых, судя по всему, происходило разными путями. В качестве доказательства они представили модель изменения геномов у...

Найдена древнейшая нора тетрапода

11-11-2010 Просмотров:9489 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Найдена древнейшая нора тетрапода

В США обнаружена древнейшая нора четвероногого существа — некоей амфибии, жившей 350 млн лет назад. Животных, по всей видимости, было два; длина их тел достигала 30 см; останки, увы, не...

Большие мозги самок гуппи помогают им спасаться от хищников

22-05-2015 Просмотров:5591 Новости Зоологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Большие мозги самок гуппи помогают им спасаться от хищников

Группа ученых под руководством Александра Кортшала (Alexander Kortschal), из Стокгольмского университета и Венского университета ветеринарной медицины, исследовала, как размер мозга влияет на способность рыбки избегать встреч с хищниками. Свое исследование биологи опубликовали в...

Как сипухам удаётся бесшумно летать

22-01-2012 Просмотров:14835 Новости Зоологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Как сипухам удаётся бесшумно летать

Сипухи могут позволить себе махать крыльями медленнее и реже, чем другие птицы: особое устройство крыла обеспечивает аэродинамический эффект, который удерживает их в воздухе. Сипуха в полёте (фото WiltshireYan)Совы — ночные охотники,...

Могут ли рыбы выиграть от глобального потепления?

15-05-2012 Просмотров:7979 Новости Экологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Могут ли рыбы выиграть от глобального потепления?

Некоторые виды рыб способны извлечь пользу из глобального изменения климата, применяя разные температурные оптимумы для разных систем органов. Принято думать, что глобальное потепление тяжело отразится на всех живых существах. Между тем...

top-iconВверх

© 2009-2020 Мир дикой природы на wwlife.ru. При использование материала, рабочая ссылка на него обязательна.