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 8258 раз

Авторизуйтесь, чтобы получить возможность оставлять комментарии

Случайные статьи

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

Какие млекопитающие были современниками динозавров?

15-01-2014 Просмотров:7584 Новости Эволюции Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Какие млекопитающие были современниками динозавров?

Генетики и палеонтологи, считающие, что выводы следует делать исключительно на основании анализа окаменелостей, спорят по самым разным поводам с тех самых пор, как начались ДНК-исследования эволюционной направленности. Новым яблоком раздора...

Ученые нашли детский сад юрского периода

05-02-2012 Просмотров:10212 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Ученые нашли детский сад юрского периода

Канадские палеонтологи обнаружили яйца динозавров, возраст которых составляет 190 миллионов лет. Это самые древние кладки из всех, что ученые находили ранее. В десятке гнезд находились эмбрионы маленьких динозавриков. А рядом...

В Китае найдено самое крупное месторождение окаменелостей раннего триаса

30-12-2010 Просмотров:9020 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

В Китае найдено самое крупное месторождение окаменелостей раннего триаса

В Китае обнаружено огромное месторождение останков ископаемых животных. Останки китайского ихтиозавра (фото Shixue Hu / Chengdu Geological Center) Всего из недр уезда Лопин, что в городском округе Цюйцзин провинции Юньнань, были...

В Красном море открыт новый вид светящихся полипов

05-02-2016 Просмотров:5200 Новости Зоологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

В Красном море открыт новый вид светящихся полипов

Международная команда биологов, куда входили ученые из МГУ им. М.В. Ломоносова, открыла в Красном море, на рифах архипелага Фарасан (Саудовская Аравия) новый вид флуоресцирующих полипов, живущих на раковинах моллюсков, и...

Ученые опровергли закон необратимости эволюции

11-03-2013 Просмотров:11412 Новости Эволюции Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Ученые опровергли закон необратимости эволюции

На примере пылевых клещей биологам удалось опровергнуть закон необратимости эволюции. Оказалось, что предки этих существ были свободноживущими организмами, которые сначала перешли к постоянному паразитизму, а затем вновь вернулись к исходному...

top-iconВверх

© 2009-2021 Мир дикой природы на wwlife.ru. При использование материала, рабочая ссылка на него обязательна.