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 11591 раз

Авторизуйтесь, чтобы получить возможность оставлять комментарии

Случайные статьи

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

Первые результаты миссии «Розетты»

19-11-2014 Просмотров:7001 Новости Астрономии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Первые результаты миссии «Розетты»

На конференции в городе Тусон (штат Аризона, США) члены команды Европейского космического агентства (ЕКА), ответственной за проект исследования кометы Чурюмова-Герасименко, рассказали о некоторых первых полученных данных. Эти данные пока не...

Ученые выяснили, от чего вымерли последние мамонты на Земле

11-02-2020 Просмотров:2326 Новости Генетики Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Результаты генетических исследований показали, что последние мамонты на планете — шерстистые мамонты острова Врангеля — страдали от множества генетических дефектов, которые могли препятствовать их развитию и размножению. Статья с описанием...

Первые этапы развития зародыша зависят от микрорегуляторных РНК

04-12-2012 Просмотров:10653 Новости Цитологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Первые этапы развития зародыша зависят от микрорегуляторных РНК

Одним из самых первых и самых важных этапов развития зародыша является формирование зародышевых листков: эктодермы, мезодермы и эндодермы. Они представляют собой самый первый этап разделения функций между зародышевыми клетками, и...

Древний родич динозавров оказался живородящим

15-02-2017 Просмотров:5314 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Древний родич динозавров оказался живородящим

Древнейшие морские рептилии, прообразы Лох-Несского чудовища, были живородящими существами, выращивавшими потомство внутри утробы уже в начале юрского периода, заявляют палеонтологи в статье, опубликованной в журнале Nature Communications. Диноцефалозавры"Положение этого вида на древе эволюции говорит о том,...

Палеонтологи выяснили, какой образ жизни вела "прамать" человечества Люси

01-12-2016 Просмотров:5544 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Палеонтологи выяснили, какой образ жизни вела "прамать" человечества Люси

Палеонтологи нашли новые свидетельства того, что знаменитая Люси, считающаяся сегодня "праматерью" нашего рода, проводила много времени на ветках деревьев, а не только путешествовала по равнинам, говорится в статье, опубликованной в журнале PLOS ONE. "Для нас может...

top-iconВверх

© 2009-2024 Мир дикой природы на wwlife.ru. При использование материала, рабочая ссылка на него обязательна.