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 10909 раз

Авторизуйтесь, чтобы получить возможность оставлять комментарии

Случайные статьи

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

Ученые описали, как общаются высшие приматы

26-05-2016 Просмотров:5906 Новости Зоологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Ученые описали, как общаются высшие приматы

Исследовательский коллектив из Германии и Японии во главе с Симон Пика (Simone Pika) и Марлен Фройлих (Marlen Froehlich) по результатам длительного сравнительного общения в диадах мать-детеныш у бонобо и шимпанзе...

Первые в мире животные сидели на бескислородной диете

18-02-2014 Просмотров:7904 Новости Эволюции Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Первые в мире животные сидели на бескислородной диете

Возникновение и первоначальное развитие жизни на Земле вовсе не нуждались в высоком содержании кислорода. Это экспериментально доказали датские биологи, поставив опыт над современными морскими губками. Первые в мире животные сидели на...

Под американской АЭС сохранились ясли палеозойских акул

19-01-2014 Просмотров:7760 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Под американской АЭС сохранились ясли палеозойских акул

Ископаемые "ясли" палеозойских акул обнаружили американские ученые в районе атомной электростанции Брейдвуд в штате Иллинойс. В окаменевшем состоянии там прекрасно сохранились остатки яиц и недавно вылупившихся мальков возрастом 310 млн...

Пауки ловят насекомых на ультрафиолетовую приманку

20-09-2012 Просмотров:10093 Новости Зоологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Пауки ловят насекомых на ультрафиолетовую приманку

Зигзагообразный узор на паутине многих пауков-кругопрядов хорошо отражает ультрафиолет. Как полагают зоологи, это помогает паукам ловить насекомых-опылителей, чьи глаза настроены на этот диапазон. Паук-оса на паутине со стабилиментумом (фото Mr.Enjoy)Многие кругопряды,...

Найден предок всех втоирчноротых животных

31-01-2017 Просмотров:4921 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Найден предок всех втоирчноротых животных

Палеонтологи нашли в Китае останки примитивных многоклеточных существ, похожих на своеобразные зубастые "мешки". Эти создания претендуют на звание древнейших предков человека, позвоночных животных и морских ежей, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature. Saccorhytus coronarius"В прошлом нам...

top-iconВверх

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