Мир дикой природы на wwlife.ru
Вы находитесь здесь:Новости>>Новости Генетики>>Когда биологические часы меняют свой ритм

Понедельник, 18 Февраль 2013 21:31

Когда биологические часы меняют свой ритм

Автор 

Мы привыкли считать суточные ритмы чем-то постоянным, незыблемым. Биологическим часам нужно подчиняться — либо будет очень плохо. Однако любой организм существует в изменчивой среде: сегодня холодно, завтра тепло, в этом году урожай, в следующем — неурожай, и т. д. То есть должна быть какая-то пластичность, чтобы к таким изменениям приспосабливаться. И очевидно, что система биологических ритмов тоже должна как-то чувствовать перемены во внешнем мире и реагировать на них. Как показали исследования учёных из Университета Вандербильта (США), суточные ритмы действительно допускают отклонения, причём имеет смысл говорить даже не об отклонениях, а о нескольких ритмах, между которыми организм может переключаться.

Многие люди отдали бы всё за возможность управлять собственными биологическими часами. (Фото Kate Kunz.)Многие люди отдали бы всё за возможность управлять собственными биологическими часами. (Фото Kate Kunz.)В основе вариабельности суточных ритмов лежит вырожденность генетического кода. Как известно, белки построены из двадцати аминокислот, однако четыре буквы генетического алфавита позволяют создать гораздо больше аминокислотных кодов. Аминокислоте соответствует триплет, комбинация из трёх нуклеотидов, и в итоге оказалось, что одной аминокислоте могут соответствовать несколько кодирующих слов-триплетов. (Например, аминокислоте пролину соответствуют триплеты ССА, ССG и ССС, где С — цитозин, А — аденин, G — гуанин.) Не вдаваясь в подробности, следует сказать, что разные триплеты читаются рибосомой с разной скоростью, следовательно, тот белок, в котором есть такие триплеты, будет синтезироваться легче и в бóльших количествах. В связи с этим родилась молекулярно-эволюционная идея о том, что самые важные гены в клетке используют наиболее оптимальные, то есть легкочитаемые кодоны.

Гипотеза оказалась не совсем верной. Исследователи из Университета Вандербильта попробовали оптимизировать гены биологических часов у сине-зелёных водорослей и плесневых грибков. У некоторых таких генов были трудночитаемые кодоны, и учёные заменили их на легкочитаемые (при этом, напомним ещё раз, аминокислота оставалась прежней). Так вот, после такой операции биологические часы у грибка просто останавливались! То есть, как пишут исследователи в журнале Nature, белкам биологических ритмов вовсе не нужна была высокая скорость синтеза. По-видимому, из-за высокой скорости синтеза эти белки не могут правильно свернуться, не могут приобрести правильную пространственную форму и объединиться с другими.

Но более интересным оказался эффект у сине-зелёных водорослей. Когда у них оптимизировали белки биологических часов, сами часы продолжили идти, но выживаемость цианобактерий сильно упала. Оказалось, что «усовершенствованные» часы лучше работали при естественной температуре, при которой сине-зелёные живут в естественной среде. И, казалось бы, оптимизация должна была повысить приспособленность цианобактерий. Но, кроме того, у часов увеличивался период, и цианобактерия начинала жить по 30-часовому циклу. В нормальных 24-часовых сутках она впадала в стресс, что сказывалось на её жизнеспособности. То есть естественный отбор работал тут на ухудшение качества кодонов в гене.

Исследователи делают вывод, что в генах биологических часов важны именно несовершенные, медленные синонимичные кодоны. Такой способ регуляции генетической активности — на уровне трансляции с помощью трудночитаемых кодонов — известен давно, но до сих пор его недооценивали. Тем удивительнее было увидеть его в такой ответственной области, как регуляция суточного ритма. Авторы работы полагают, что клетка может «подводить часы» с учётом различных факторов, хотя для того, чтобы утверждать это с полной уверенностью, нужны дополнительные эксперименты. Пока же можно сделать два вывода: «плохой» кодон не всегда плох, а биологические часы не столь жёстки и неизменны, как может показаться.


Источник: КОМПЬЮЛЕНТА


Прочитано 10701 раз

Авторизуйтесь, чтобы получить возможность оставлять комментарии

Случайные статьи

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

Первыми хозяевами вшей могли быть пернатые динозавры

07-04-2011 Просмотров:11356 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Первыми хозяевами вшей могли быть пернатые динозавры

Пернатые динозавры, не умевшие летать, возможно, были первыми завшивленными животными нашей удивительно голубой планеты. Пернатый динозавр Sinornithosaurus (иллюстрация Wikimedia Commons)«Наш анализ показывает, что вши, живущие на теле и птиц, и млекопитающих,...

2.12 Животный мир неогенового периода

14-04-2013 Просмотров:41581 Животные (Animalia) Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

2.12 Животный мир неогенового периода

Оглавление 1. Общие сведения о животных 1.1. Разделение классификации животных 2. Появление и эволюция животных 2.1. Протерозой. Довендская биота. Животный мир вендского периода (эдикария) 2.2. Фанерозой. Животный мир кембрийского периода. Кембрийский взрыв 2.3. Животный мир ордовикского периода 2.4. Животный мир силурийского периода 2.5. Животный мир...

Следы древних морских рептилий рассказали о крупнейшим вымирании в истории

12-02-2015 Просмотров:6755 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Следы древних морских рептилий рассказали о крупнейшим вымирании в истории

Палеонтологи подсчитали следы, оставленные древними морскими рептилиями в отложениях по всему миру, и пришли к выводу, что их число резко возросло после массового вымирания на рубеже перми и триаса. Об этом...

Первая база данных о нейронах головного мозга выложена в интернет

19-05-2015 Просмотров:7153 Новости Нейробиологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Первая база данных о нейронах головного мозга выложена в интернет

Алленовский институт исследований мозга (США) составил и выложил в интернет первую в мире базу типов нервных клеток (нейронов) Allen Cell Types Database. Об этом сообщает онлайн-издание NeuroScientistNews. Нейроны головного мозгаВ базу внесены 240 типов нейронов...

Лапы личинок свинушек сочленены между собой зубчатым соединением

15-09-2013 Просмотров:8835 Новости Зоологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Лапы личинок свинушек сочленены между собой зубчатым соединением

Насекомым, у которых огромные прыжки — один из главных способов перемещения, приходится решать серьёзную механическую задачу. Кузнечики, блохи и прочие прыгуны преодолевают в прыжке расстояние, во много раз превышающее длину...

top-iconВверх

© 2009-2022 Мир дикой природы на wwlife.ru. При использование материала, рабочая ссылка на него обязательна.