Podle vědců se evoluce genetického kódu zastavila kvůli omezením v překladu DNA.

Podle vědců se evoluce genetického kódu zastavila kvůli omezením v překladu DNA. | zdroj: dailymail.co.uk


Náš genetický kód se přestal vyvíjet před třemi miliardami let. Vědci tuší proč

TÉMATA: věda | genetika | genetický kód | evoluce

user-avatar

Tyrion

8. 06. 2016 | 13:30

Zatímco život na Zemi se neustále vyvíjí, genetický kód, který tohle vše řídí, zamrzl v čase a používá stejným způsobem tytéž komponenty jako před miliardami let.

Je známo, že v jistém bodě dlouhé historie naší planety se vývoj našeho genetického kódu zastavil a dál se již nevyvíjel. Vědci dlouho nemohli přijít na příčinu, ale nyní, jak se zdá, vyřešili otázku století. Podle nejnovější studie španělských biologů se evoluce genetického kódu zastavila kvůli omezeným způsobům, jimiž je DNA překládána na stavební proteiny. Ve snaze o pochopení, proč tomu tak je, se vědci ze Španělska zaměřili na molekulu nazývanou transferová RNA (tRNA), což je druh ribonukleové kyseliny v buňce, která se podílí na procesu tvorby bílkovin.  Francis Crick (1916 – 2004) ve spolupráci s Jamesem Watsonem objevil v roce 1953 strukturu DNA, za což ještě společně s Mauricem Wilkinsem dostali v roce 1962 Nobelovu cenu za fyziologii a medicínu.

Když se britský molekulární biolog a fyzik a spoluobjevitel DNA dvojšroubovice Francis Crick pokoušel v 60. letech rozluštit genetický kód, označil toto tajemné zastavení evoluce za zamrzlou nehodu. Nyní jsou však vědci přesvědčeni, že se tak stalo proto, že genetický kód se vyvinul jen do té míry, aby byl mohl zodpovídat za 20 aminokyselin, což jsou stavební kameny bílkovin. Genetický kód tak ve skutečnosti dosáhl bodu, kde už nebyl schopen se dál měnit nebo expandovat, což způsobilo, že zůstal stálý a zamrzlý v čase po miliardy let.

3-D znázornění přenosu tRNA. Tyto molekuly jsou klíčové pro překlad genů do bílkovin a jsou také důvodem, proč genetický kód nesmí přesáhnout limit 20 aminokyselin.

Když lidské tělo míchá a váže k sobě dostupné aminokyseliny za účelem stavby bílkovin, používá k tomu další aminokyseliny, které nejsou obsaženy v genetickém aparátu, ale místo toho spoléhá na komplikované chemické dráhy.

Přitom genetický kód má potenciál se vyvíjet a využívat až 63 aminokyselin. Vědci si však myslí, že kdyby tento genetický „aparát“, jenž čte a převádí informace z DNA na strukturu bílkovin, obsáhl více než 20 aminokyselin, pravděpodobně by došlo k množství chyb, které by mohly způsobit kolaps biologického systému.

„Naše práce ukazuje, že ústřední kousky genetického kódu, přenosové RNA, nemohou pojmout do systému dostatek určitých totožných prvků, aby 63 z nich dokázaly rozlišit. Protože je třeba jedna nová přenosová RNA pro každou novou aminokyselinu, jakmile je dosaženo limitu tRNA, určuje to, kolik aminokyselin může být použito. Stalo se, že limit je 20 a nezměnilo se to po tři miliardy let,“ uvedl vedoucí výzkumu, genetik Lluís Ribas de PouplanaGenetici věří, že obor syntetické biologie by mohl  překonat omezení matky přírody a rozšířit genetický kód daleko za jeho zmrzlý stav.

Nyní vědci hledají způsob, jak tyto limity s pomocí syntetické biologie překonat. „Je nepravděpodobné, že se tento limit přirozeně změní a můžeme to zajisté nazvat překážkou molekulární diverzity. Nicméně uměle jsme schopni zvýšit počet aminokyselin, které buňky využívají, v kontrolních laboratorních podmínkách. Myslím, že naše práce přispěje k představě, že přidáním nových aminokyselin do přírodního kontextu si vyžádá velmi dramatické inženýrství v systému. Něco, co příroda neumí. Jak se s tím vypořádat, je hlavní otázkou, kterou naše studie otevírá,“ dodává Ribas.

user-avatar

Tyrion

8. 06. 2016 | 13:30

> ExtraStory   |   Inzerce