Секрет долголетия жизни найден? Микроб с урезанным кодом показал, что полный набор не нужен
В основе всего сущего заложена программа. Клетки живых организмов, от растений до животных и грибов, используют эту программу для преобразования информации, хранящейся в ДНК, в белки. Удивительно, но генетический код, с небольшими вариациями, является универсальным для всего живого.
Этот код обладает избыточностью, позволяя ДНК кодировать одни и те же белковые строительные блоки несколькими способами. Ученые долгое время обсуждали причину этой избыточности: является ли она необходимостью или просто случайностью.
Современные методы генной инженерии позволили не только теоретизировать, но и экспериментировать. За последнее десятилетие были созданы микроорганизмы с урезанным генетическим кодом, лишенные части избыточных генов. Новое исследование, опубликованное в журнале Science, представляет микроб с наиболее оптимизированным генетическим кодом.
Эксперимент показал, что модифицированные бактерии способны функционировать с сокращенным кодом, демонстрируя, что для жизни не требуется полный генетический код.
"Жизнь продолжается", — утверждает Уэсли Робертсон, специалист по синтетической биологии из Кембриджа и один из авторов исследования.
ДНК состоит из четырех молекулярных строительных блоков, называемых основаниями: аденина, тимина, гуанина и цитозина. Последовательность этих оснований, обозначаемых A, T, C и G, формирует ген. Клетки транслируют эти последовательности в белки, считывая основания тройками, называемыми кодонами. Каждый кодон соответствует одной из 20 аминокислот, используемых для построения белков.
Особенность генетического кода заключается в том, что одна и та же аминокислота может кодироваться несколькими кодонами. Например, последовательность TCT и пять других кодонов кодируют аминокислоту серин. Всего 61 кодон кодирует 20 аминокислот, а еще три кодона указывают на конец гена. Таким образом, генетический код, состоящий из 64 кодонов, обладает высокой избыточностью.
С момента расшифровки генетического кода в 1960-х годах, ученые пытаются разгадать его загадки. Универсальность кода предполагает, что в этом избытке способов создания белков кроется что-то важное, пишет nytimes.
Около десяти лет назад ученые начали экспериментировать с созданием сжатых генетических кодов. Современные достижения в синтезе ДНК позволяют создавать геномы "с нуля", удаляя избыточные кодоны, чтобы проверить, смогут ли клетки выжить с меньшим набором кода.
Уточнения
Дезоксирибонуклеи́новая кислота́ (ДНК) — макромолекула (одна из трёх основных, две другие — РНК и белки), обеспечивающая хранение, передачу из поколения в поколение и реализацию генетической программы развития и функционирования организмов. Молекула ДНК хранит биологическую информацию в виде генетического кода, состоящего из последовательности нуклеотидов. ДНК содержит информацию о структуре различных видов РНК и белков.